Đánh giá hiện trạng và đề suất một số giải pháp nhằm xử lý có hiệu quả nguồn nước thải ở nhà máy bia HaDo – công ty cổ phần liên hợp thực phẩm số 267 đường Quang Trung – quận Hà Đông – thành phố Hà Nội

3000 mg/l - Nguồn dinh dưỡng: Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng phụ thuộc vào thành phần của nước thải và tỷ lệ giữa chúng cần phải được xác định bằng thực nghiệm. Để tính toán sơ bộ ta thường lấy tỷ lệ BOD : N : P = 100 : 5 : 1 tỷ lệ này chỉ đúng cho 3ngày đầu, còn khi quá trình xử lý kéo dài để tránh giảm hiệu suất của bùn hoạt tính cần giảm tỷ lệ nito và photpho trong nước thải. Khi quá trình xử lý kéo dài 20 ngày thì tỷ lệ BOD : N : P cần giữ ở mức 200 : 5 : 1. trong quá trình xử lý , nếu thiếu các chất dinh dưỡng sẽ kìm hãm và quấ trình oxy hóa, đồng thời các vi khuẩn dạng sợi sẽ phát triển là nguyên nhân làm bùn bị phồng lên, khó lắng, dễ bị cuốn ra khỏi hệ thống xử lý. - Độ oxy hòa tan (DO): để oxy hóa các chất hữu cơcác vi sinh vật cần có oxy và chúng chỉ có thể xưu dụng dưới dạng oxy hòa tan. Để đảm bảo tốc độ oxy hóa DO trong bể oxy hóa cần đạt 4mg/l. Thiếu oxy cũng là một trong những nguyên nhân làm bùn phồng lên do vi khuẩn dạng sợi pát triển mạnh - Tỷ số giữa chất dinh dưỡng với số vi sinh vật F/M: Tỷ số này biểu hiện mối quan hệ của tải trọng xử lý BOD cao với thời gian thông khí ngắn. Đây là một thông số quan trọng dùng tron g thiết kế bể Aroten - Chỉ số thể tích bùn SVI: Đay là yếu tố cơ bản trong thiết kế SVI thường năm trong khoảng 80 – 150 ml/g. Trong vận hành chỉ số SVI được sử dụng làm chỉ thị về đặc tính lắng của bùn do đó ảnh hưởng tới tốc độ tuần hoàn MLSS Ngoài ra còn có các yếu tố ảnh hưởng khác như: + Nồng độ các chất độc không vượt quá tiêu chuẩn cho phép + Tỷ lệ BOD5/ COD nằm trong khoảng 0,5 – 0,7 + Chủng vi sinh vật 1.4.4.2.2. Oxy hóa bằng cấp khí cưỡng bức. lọc sinh học. Bể sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật cố định có trên lớp vật liệu xốp, tạo màng. Khi nước thải được cấp khí và tiếp xúc với màng sinh học, các chất hữu cơ gây ô nhĩêm bị oxy hóa do vậy nước thải được làm sạch. Bể Aroten Arotenlà hệ thống xử lý bằng cấp khí nhân tạo, trong quá trình xử lý các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển ở dạng huyền phù. Quá trình xử lý nước thái được thực hiện trong bể oxy hóa có cấp khí việc sục khí đảm bảo 2yêu cầu: + Làm bão hòa oxy trong nước giúp vi sinh vật thực hiện quá trình oxy hóa các chất hữu cơ. + duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, lượng bùn hoạt tính tăng lên khi bùn dư. Một phần bùn dư được tuần hoàn trở lại, phần khác đưa về bể xử lý bùn Hiệu suất xử lý nước thải trong bể Aeroten và chất bùn họat tính phụ thuộc vào thành phần và tính chất nước thải, điều kiện thủy động học, các quá trình khuấy trộn, nhiệt độ, độ pH của nước thải, các chất dinh dưỡng và các yếu tố khác. Phương pháp này vận hành đơn giản, ổn định, an toàn, chi phí xây dựng thấp. Do đó, trong những năn gần đây đã đượcxử ly rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới cũng như tại Việt Nam Aeroten có nhiều loại, phạm vi ứng dụng rộng. Có thể phân loại như sau: Theo nguyên lý làm việc: + Bể Aeroten không tái sinh bùn. + Bể Aeroten tái sinh bùn. Theo chế độ thủy động lực học +Aeroten đẩy + Aeroten khuấy trộn + Aeroten trung gian - Theo tải lượng bùn + Aeroten tải trọng cao + Aeroten tải trọng trung bình + Aeroten tải trọng thấp - Theo sơ đồ công nghệ + Aeroten 1 bậc + Aeroten 2 bậc + Aeroten nhiều bậc - theo chiều dẫn nước thải + Xuôi chiều + Ngược chiều Môt số bể Aeroten thương được dùng[1] Bể Aeroten truyền thống Thông số kỹ thuật: - Thời gian lưu nước thải 4 – 12 giờ - Tuổi của bùn 5 – 15 ngày - Tỷ số F/M 0.2 – 0.4 kg bùn BOD5/m3 MLSS - Nồng độ MLSS 1500 – 3000 mg /l - Tỷ lệ tuần hoàn bùn 25 – 75 % - Tải trọng khối 0,3 – 0,6kg BOD5/m3 - Nồng độ BOD vào nhỏ hơn 400 mg/l - Hiệu quả làm sạnh 85 – 95% Bể Aeroten hoạt động theo bậc Các thông số kỹ thật - Thời gian lưu nước trong bể 3-5 giờ - Tải trọng khoảng 0.5 – 0.9 kg BOD5 m3 /ngày - Tuổi của bùn 5-15 ngày - Lượng bùn hồi lưu 25 -75 ngày Hiệu suất khử BOD5 khoảng 85 – 95 phút Bể Aeroten ổn định tiếp xúc Các thông số kỹ thuật Thời gian lưu bùn trong bể ổn định 1.5- 5 giờ Thời gian lưu nước trong bể tiếp xúc 20 – 40 phút Lượng bùn hồi lưu 25 – 50 % Lượng bùn trong bể ổn định 4000 -10000 mg/l Lượng bùn trong bể tiếp xúc 1000 – 3000 mg/l Tải trọng của hệ thống 0.5 -0.6 kg BOD5 m3/ ngày Hiệu suất xử lý 80 – 90 % Bể Aeroten làm thoáng kéo dài Bể làm thoáng kéo dài được sử dụng cho các dòng thải có tải lượng ônhiễm thấp, lưu lượng nước thải không lớn, diện tích khu xử lý rộng Các chỉ tiêu kỹ thật Thời gian lưu 18 – 36 giờ Tỷ lệ bùn tuần hoàn 50 – 150 % Nồng độ ngày MLSS trong bể từ 2000 – 4000 mg /l Tải trọng khối 0.08 – 0.24 kg bùn BOD5/kg MLSS Tỷ số F/M 0.04-0.1 kg BOD5/m3 MLSS Thời gian lưu bùn 20 – 40 ngày Ưu điểm của phương pháp hiếu khí Thời gian xử lý nhanh Tải trọng lớn (Thời gian xử lý nhanh) Xử lý triệt để BOD hơn phương pháp yếm khí Nhược điểm của phương pháp hiếu khí Lượng bùn phát sinh lớn 500mg/l< yêu cầu BOD đầu vào Khó phân hủy được một số chất béo ,protêin,và chất rắn hữu cơ lơ lửng Trong điều kiện tự nhiên,xử lý hiệu quả không cao do thiếu oxi Trong điều kiện nhân tạo,tốn nhiều năng lượng cho sục khí,khuấy đảo 1.5 Giới thiệu một số dây truyền công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia 1.5.1 Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức). Sơ đồ nước thải nhà máy bia có công suất 16 triệu lít/năm đực thiết kế theo các thông số - Dung tích bể hiếu khí 1000 m3 - Lưu lượng nước thải 500 m3/ngày - BOD5 880mg /l - Tải trọng BOD5 1320kg/ngày Giá trị các thông số làm việc của thiết bị - Tải trọng BOD5 của nước 0.5 kg/m3.ngày - Tải trọng BOD5 của bùn 0.16 kg/m3ngày - Bùn thừa 0.3 – 0.5 kg/kg - Chỉ số bùn 150 ml/g Bể lắng thứ cấp - Dung tích làm việc 225 m3 - Diện tích bề mặt 180 m3 - Thời gian lưu 11h - Lượng bùn khô thu được sau bể lọc 4kg/m3 - Nước sau xử lý COD 70 – 80 mg/l BOD5 5 – 20 mg/l 1.5.2 Sơ đồ hệ thống xử lý yếm khí của nhà máy bia Bavaria,Lieshout (Hà Lan)[1] Nước thải đưa vào xử lý có lưư lượng trong ngày dao động rất lớn Qmax =250 m3/h,giá trị COD thay đổi rất mạnh CODmax = 1600 mg/l, Ntổng max=30mg/l,BOD5/COD =0.7, To =20 -21oc,pH =6 – 10. Hệ thống xử lý bao gồm - Bể điều hòa và điều chỉnh pH,có dung tích V=300 m3 - Bể axít có dung tích 1500m3 Bể yếm khí UASB có dung tích 1400m3,tr=5.6h - Bể ổn định tiếp xúc có dung tích 200 m3 - Bể sục khí Aeroten có dung tích 10800 m3 - Bể lắng thứ cấp có dung tích 1400 m3 - Nước thải ra của hệ thống này có COD 50 – 60 mg/l 1.5.3 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á Hệ thống này được thiết kế cho nhà máy bia có công suất 36 triệu lít/năm với các thông số đầu vào: Thông số Giá trị trung bình Giá trị cao nhất COD 3000mg/l 5000mg/l BOD5 2000mg/l 3000mg/l Lưu lượng 600m3/ngày 700m3/ngày TSS 700mg/l 1300mg/l Ntổng 90mg/l Ptổng 60mg/l Bể điều hòa có dung tích 210m3 Bể UASB 400m3 Bể Aeroten 360m3 Bể lắng Đường kính 7m Nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B COD:100 mg/l BOD5 :50mg/l TSS :100 mg/l Ptổng : 6mg/l Nhận xét : Việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp đối với nước thải nhà máy bia phụ thuộc vào các yếu tố như : Tính chất,lưu lượng dòng thải,các điều kiện về kinh tế trong yêu cầu chất lượng dòng thải. Phương pháp hiếu khí dùng bùn hoạt tính thích hợp cho xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ từ 500 – 1000mg/l. Phương pháp này thường áp dụng cho các nhà máy bia có công suất nhỏ,dây truyền sản xuất còn lạc hậu nên lượng nước tiêu hao lớn,hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải không cao. Hệ thống này vận hành đơn giản,ổn định,an toàn ,chi phí xây dựng thấp,trong những năm gần đây đã được áp dụng tại một số nhà máy bia ở Việt Nam. Tuy nhiên phương pháp này không thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ lớn và yêu cầu về chất lượng dòng thải cao. Ở các nước công nghiệp hay một số nhà máy bia sản xuất lớn tại Việt Nam,do có công nghệ sản xuất bia đồng bộ và hiện đại,lượng nước tiêu hao trên một đơn vị sản phẩm ít,nước thải lại được phân luồng nên có hàm lượng chất hữu cơ cao từ 1500 – 3000 mg/l. Trong đó 60 – 70 % là BOD. Để xử lý nước thải loại này thường áp dụng hệ thống liên hợp yếm khí – hiếu khí. Trước tiên nước thải có hàm lượng COD,BOD cao được xử lý trong thiết bị yếm khí kiểu dòng ngược UASB. Nước thải sau xử lý yếm khí với hàm lượng BOD từ 200 – 500 mg/l được chuyển vào bể hiếu khí Aeroten để xử lý đạt tới tiêu chuẩn dòng thải. Kết hợp 2 phương pháp này có ưu điểm: Hiệu quả xử lý cao Lượng bùn tạo ra ít(10 – 15% so với xử lý hiếu khí hoàn toàn ) Tiết kiệm năng lượng đến 80 – 90% Nhưng phương pháp này cần đầu tư chi phí lớn. Chương 2 : Vật liệu – Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.1. Vật liệu nghiên cứu Nguồn nước thải của nhà máy bia HaDo_Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm _Số 267 đường Quang Trung,quận Hà Đông,thành phố Hà Nội( bao gồm nguồn nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên và nước thải nhà máy bia. Hóa chất : NaOH và Chlorine (dạng Ca(Clo)2). Thiết bị : Dụng cụ lấy nước thải,máy đo pH,máy đo độ COD,BOD5 của nước thải. 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Lịch sử phát triển của công ty Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm nằm ở số 267 đường Quang Trung,quận Hà Đông, thành phố Hà Nội. Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm là một doanh nghiệp nhà nước,được thành lập theo quyết định số 467ngày 28/10/1971 của Ủy ban hành chính tỉnh Hà Sơn Bình. Công ty bắt đầu khởi công xây dựng từ năm 1969 đến năm 1971 thì hoàn thành và đi vào sản xuất lớn do 3 nước giúp đỡ là Ba Lan – Liên Xô Cũ – Rumani. Ngành nghề kinh doanh:Bia-Rượu-Bánh mứt kẹo- Nước giải khát . Nhà máy có 3 phân xưởng sản xuất chính: + Phân xưởng bánh mì công suất 6000 tấn/ năm,máy móc thiết bị do Liên Xô giúp đỡ. + Phân xưởng bánh quy công suất 2000 tấn /năm máy móc thiết bị do Rumani giúp đỡ. + Phân xưởng mì sợi. Trong những năm đầu thành lập những chuyên gia Ba Lan và Liên Xô ở lại trực tiếp giúp đỡ hoạt động của nhà máy nên được xem là dẫn đầu tỉnh. Năm 1974 được sự cho phép của ủy ban hành chính trong tỉnh, cùng sự chỉ đạo cuar sơe công công nghiệp, nhà máy tiếp nhận thêm phân xưởng sản xuất bánh kẹo- phân xưởng sản xuất mì sợi công suất 6000 tấn/năm, máy móc thiết bị do Liên Xô giúp đỡ,. Sau đó nhà máy đổi tên thành “Nhà máy thực phẩm Hà Sơn Bình”. Năm 1980 trước sự khan hiếm của nguồn nguyên liệu ngoại, nên nhà máy dừng hẳn sản xuất hai mặt hàng để sản xuất bánh phồng tôm với nguyên liệu chính là tinh bột sắn, sản phẩm này của nhà máy có thể xuất khẩu sang các nước Đông Âu như Liên Xô, BaLan….Quá trình xuất khẩu tạo điều kiên cho nhà máy phát triển sản xuất thêm một số sản phẩm khác là: lạc bọc đường và bánh phở khô. Năm 1989 dựa trên dây chuyền sản xuất cũ và lắp đặt một số thiết bị nhà xưởng, công ty chiuyển sanhg sản xuất một số mặt hàng mới như bia hơi và nước giải khát với công suất hàng năm là 500.000 tấn/năm. +. Năm 1991nhà máy nâng công suất bia lên 1 triệu lít/năm. +. Tháng 7/1993 nhà máy đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất kẹo cứng của Ba Lan vơi công suất 600kg/h cũng trong năm này do nhu cầu tiêu dùng tăng cao, công suât bai lên 5 triệu lít/năm. Nước giải khát cung tăng từ 500.000 lít lên 1 triệu lít/năm. Năm 1995 nhà máy lại đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất rượu vang. Ngày 01/10/1997 nhà máy đổi tên thành công ty liên hiệp thực phẩm Hà Tây. Năm 1998 đầu tư dâu chuyến sản xuất bánh kem xốp công suất 30kg/ca. Năm 1999 đầu tư vào dây chuyền bánh lương khô với công suất 500kg/ca. Năm 2001 công ty đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất thử mì tôm, đã sản xuất thành công và sản phẩm được tiêu thụ trên thị trường. Năm 2002 côngt ty đã đầu tư nâng cấp dây chuyến sản bia, nâng công suất lên tới 6,2 triệu lít/năm. Năm 2005 công ty đã thực hiện cổ phần hoá: Ngày 15/01/2005 công ty được cấp phép kinh doanh của tỉnh Hà Tây là công ty cổ phần liên hiệp thựcphẩm .Hiện nay công ty đang thự hiên một số nhiệm vụ sản xuất kinh doanh cụ thể. Sản xuất kinh doanh chính: công nghiệp bia,nước giải khát, bánh mứt kẹo các loại. Sản xuất kinh doanh phụ: kinh doanh dịch vụ ăn uống, giải khát, hàng thực phẩm, trong những năm qua công ty đã khẳng định được chỗ đứng của mình trên thị trường, các sản phẩm đã trở nên quen thuộc với đông đảo người tiêu dùng trong tỉnh và các vùng lân cận. Những năm gần đây do sự suy thoái cỉa nền kinh tế nên công ty cũng gặp khá nhiều khó khăn, bên cạnh đó thì sự cạnh tranh thị trưòng giữa các mặt hàng của các công ty ngày càng quyết liệt, song công ty vẫn ổn định sản xuất kinh doanh, thực hiện các nghĩa vụ với ngân sách nhà nước và đảm bảo đừi sống cho người lao đông trong công ty. 2.2.1.2. Sơ đồ tổ chức nhân sự, tổ chức sản xuất của công ty. Phân Xưởng Sản Xuất Phòng Kinh Doanh Dịch Vụ Phòng Kế Toán Tài Chính Phòng Hành Chính Tổ Chức Lao Động Phòng Kỹ Thuật KSC Phó Giám Đốc Sản Xuất Giám Đốc Chủ Tịch Hội Đồng Quản Trị Hội Đồng Quản Trị Đại cổ đông 2.2.1.3.Sơ Đồ mặt Bằng Sản Xuất Nhà Hành Chính Nhà Cấp Điện Phòng Bảo Vệ Cổng HC Nhà Hàng 267 Cổng Phụ Khu Dịch Vụ Xuất Bia Hơi Lọc Bia Thành Phẩm Tank Lên Men Nhà Lạnh Kho Bia Chai Nhà Nấu Nhà Men Tank Lên Men Kho Box Nhà Cơ Khí Khu Sử Lý Nước Thải Xưởng Sản Xuất Bia Chai Phòng Phân Tích Kho Vật Tư Bãi Để Chai Kho Nhà Nối Hơi Bãi Than Kho Khu Vệ Sinh 2.2.1.4. Những tuân lợi và khó khăn của công ty. a.Những thuận lợi. Do măt bằng trên trục đường Quang Trung nên rất thuận lợi cho việc đị lại, vận chuyển và giới sản phẩm của công ty đến tay người tiêu dùng. Hệ thống thiết bị của công ty sau năm 2005 được nâng cấp nhiều ( VD:Dây chuyền sản xuất bia được nâng cấp lên 12 triệu lít/năm) Sản xuất của công ty có hiệu quả, có điều kiện đầu tư cho công tác an toàn vệ sinh thực phẩm, VSLĐ- PCCN và bảo vệ môi trường, đời sống của công nhân viên ổn định làm cho công nhân viên yên tâm công tác tin tưởng vào công ty. Các cán bộ công nhân vieenn công ty đều là người có trình độ và tay nghề cao. b.Khó khăn. Giá nguyên liệu tăng làm tăng chi phí sản xuất. Công nghệ sản xuất lạc hậu năng suất không cao. Ngày càng có nhiều công ty bia trong nước và nước ngoài nên cạnh tranh thị trường nhiều. 2.2.2.Thành phần nước thải của nhà máy bia HADO. Mỗi loại nước thải của nhà máy bia có một vài đặc trưng khác nhau: Nước thải lọc bã phèn trong công nghệ: Đây là loại nước thải ôi nhiêm khá nặng. Nước thải nàyđược phát sinh từ công nghệ lọc phèn, nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi chất hữu cơ, cặn bã phèn, các vi sinh vật. Nước thải vệ sinh máy móc, thiết bị và nhà xưởng: Nhìn chung ôi nhiễm đặc trưng gồm hợp chất vô cơ, các chất hữu cơ và các vi sinh vậ. Nước giải nhiệt và làm mát thiết bị: Đây là loại nước thải quy ước sạch, thành phần và tính chất của nước thải hoàn toàn giống với nguồn cung cấp ban đầu, chỉ khách là nhiệt độ cao hơn (45-50oC). Nước thải vệ sinh nồi nấu nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất hữu cơ, cặn bã phèn, các vi sinh vật và nhiệt độ rất cao (45-70oC). Lưu Lượng Dòng Chảy. Lưu lượng nước thải của nhà máy bia HADO phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, sản phẩm đầu ra va thời giang hoạt động của nàh máy. Theo như tình hình sản xuất của nàh máy bia HADO, nước thải của nhà máy được phát sinh từ nguồn: nước thải từ phân xưởng sản xuất bia hơi và nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên. Tổng lưu lượng nước thải phát sinh cảu nhà máy khoảng 180m3/ngày. Thành Phần Nước Thải Của Nhà Máy Bia HADO STT Thông Số Đơn Vị Thông Số Nước Thải Đầu Vào 01 PH - 4,5 - 5,0 02 BOD5 mg/l 1000 - 1700 03 COD mg/l 1500 – 2700 04 SS mg/l 250 – 300 05 PO43- mg/l 12 – 15 06 N – NH3 mg/l 20 – 40 07 Nhiệt độ oC 45 – 80 08 Lưu Lương Ngày m3/ngày 180 09 Lưu Lương TB giờ m3 /h 7,5 (Nguồn: Kinh nghiệm của công ty CPTM và công nghệ cao Hoàng Anh)[4]. Từ kêt quả bảng trên cho thấy nước thải nhà máy bia có mức độ ôi nhiễm khá lớn, mà đặc trưng nhất là có hàm lượng các chất hữu cơ protein và cacbonat cao. Kèm theo đó la nước thải có độ PH thấp, nhiệt độ cao,độ màu, độ đục cao, hàm lương chất rắn tông cộng cao và vi sinh vật, nấm mốc. Hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vinh sinh vật, trong đó có vi khuẩn gây bệnh và khi đổ vào nguồn tiêp nhận làm ôi nhiễm các kênh rạch, chính vì vậy phải có biện pháp xử lý nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. 2.2.3 Sơ Đồ Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Của Nhà Máy Bia HADO: Nước Thải Sản Xuất Bia Hơi Bể Điều Hòa (TK-103) Bể UASB (TK-104) Bể Lắng (TK-107) Tháp Giải Nhiệt (TK-102) Bể Aerotank (TK-106) Máy Thổi Khí (ABRL0204-01/02) Bể Nén Bùn (TK-105) Bùn được xử lý NAOH Nước Dư Bùn tuần hoàn Chôn Lấp Bể Gom (TK-101) Hóa chất chlorine Đạt QCVN L4: 2009(BTNMT) Giá Trị C Cột B Bể Khử Trùng (TK-108) Trạm xử lý nước thải tập trung của nhà máy bia HADO gồm các công đoạn sau: Giai đoạn tiền xử lý. +) Loại bỏ rác, cặn khô có kích thước lớn hơn 10mm. +) Giải nhiệt làm giảm nhiệt độ trước khi xử lý sinh học. +) Điều Hòa nồng độ và lưu lượng dòng thải. Giai đoạn xử lý bậc 2(Xử lý sinh học lỵ khí và hiếu khí lơ lửng) +) Sử dụng công nghệ xử lý sinh học lỵ khí UASB(Upflow Anaerobic Sludge blanket) để khử chuyển hóa các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp thành khí CH4 và H2O, làm giảm nồng độ BOD,COD…của nước thải +) Sử dụng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí Ferotank( Activated Sludge process). Để khử;chuyển hóa các chất hữu cơ một cách triệt để, làm giảm nông độ BOD, COD, SS…của nước thải. +) Khử các chất dinh dưỡng Nitơ, photphose có trong nươc thải nếu dư. Giai đoạn xử lý bậc 3. +) Xử lý hoàn toàn nước thải sau xử lý sinh học bằng cách khử trùng nước thải và lọc áp lực nhằm triệt tiêu các vi trung gây bệnh, loại bỏ triệt để cặn bã còn lại trong nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Giai đoạn phèn dư. +) Bùn được nén tách nước taị bể nén. -Giai đoạn làm khô bùn. +) Bùn sau khi nén được hút đi chôn lấp hoặc làm phân bón. 2.2.4.Thuyết Minh Hệ Thống. Tram xử lý nước thải của công ty bia HADO là trạm xử ly nổi. Hầu hết các hệ thống bể đều nằm trên mặt đất, riêng chỉ có bể gom nằm dưới lòng đất và bên trên bể gom là nhà điều hành của tram xử lý. Nước thải của tất cả các khu vực của xưởng sản xuất bia hơi được tách riêng với nước mưa theo hệ thống thoát nước bẩn tập trung về bể gom (Tk-101) của trạm xử lý nước thải (không cần ngăn lắng cát và toàn bộ hệ thống thu gom của nhà máy đã có các hố ga trước khi chảy về bể thu gom của trạm) với lưu lượng trung bình khoảng 7,5m3/h. Trước khi bơm vào máy bơm cấp 1(P-01) nước thải được dẫn qua song chắn rác để loại bỏ rác có kích thước lớn hơn 0,2mm ra khởi dòng thải bằng phương pháp thủ công. Từ bể gom hai bơm P-01(chạy luân phiên) bơm lên tháp giải nhiệt (Tk - 102) có nhiệm vụ giảm nhiệt độ. Tại tháp giải nhiệt nước tự chảy vào bể diều hòa nhờ chênh lệch cao độ,ở bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và thành phần(SS, BOD, COD…) củ nước thải. Trong bể điều hòa được bố trí một hệ thống sục khí, nhằm tạo sự xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí trong bể này, tạo môi trường đồng nhất cho dòng thải trước khi qua các bước xử lý tiệp theo, đồng thời dung dịch NAOH cũng được châm vào đây để nâng PH của nước thải. Tại bể điều hòa được hai bơm P – 02(chạy luân phiên) bơm sang bể UASB (TK - 104) để bắt đầu quá trình xử lý sinh học kỵ kh. Trong bể UASB (TK - 104) nước thải được phân bố đều trên diện tích đáy bể và đổ từ dưới lên qua lớp bùn lơ lửng, khi qua lớp bùn này, hỗn hợp bùn(vi sinh vật) yếm khí trong bể sẽ hấp thụ chất hữu cơ (BOD, COD) hòa tan trong nước thải, đồng thời phân hủy và chuyển hóa thành khí bioga bay lên (70-80% la khí metan và 20 – 30% là cacbonic và các khí khác) khí bjoga được thu hồi và đốt tại đầu đốt khi, nước sau khi xử lý dâng lên theo máng thu cahyr sang bể Aerotank (TK-106) Trong bể Aerotank (TK-106) quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ vào lượng oxy hòa tan trong nước nhờ các đĩa phân phối khí bọt mịn, một lượng oxy thích hợp đươcj cung cấp cho bùnhoạt tính đẻ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Hầu hết các chất thải hữu cơ được sủ dụng đẻ duy trì sự sống của vi sinh vật, vì vậy chỉ có một lượng nhở bùn hoạt tính được sinh ra. Từ bể Aerotank nước thải tự chảy vào bể lắng (TK-107), ở đây sẽ sảy ra quá trình tách bùn hoạt tínhvà nước thải đã qua xử lý sinh học, lượng lớn bùn hoạt tính được bơm bùn tuần hoàn trở lại bể hiếu khí Aerotank(TK-107), lượng bùn còn lại được bơm lên bể nén bùn(TK-105). Nước sau khi lắng tiếp tục chảy vào bể khử trùng(TK-108) để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật gây bệnh còn sót lại trong nước thải. Tại đây, nước thải sẽ được tiếp xúc với hóa chất chlorine theo dòng chảy nhằm tạo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với hóa chất khử trùng, sau đó nước tự chảy ra hệ thống nước thải chung của thành phố đảm bảo sau khi xử lý luôn đật tiêu chẩn xả thải loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT, giá trị C cột B trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Bảng 2.2.4.Một số chỉ tiêu cơ bản của QCVN 24:2009/BTNMT giá trị C cột B. STT Thông Số Đơn vị QCVN 24:2009/BTNMT giá trị C cột B 01 pH - 5,5-9 02 BOD5 mg/l 50 03 COD mg/l 100 04 SS mg/l 100 05 PO43- mg/l 6 06 N-NH3 mg/l 30 07 Tổng colifom5 MPL/100ml 5000 08 Nhiệt độ oC ≤40 Xử lý bùn và cặn rác Bùn ở bể lắng (TK-107) , phần lớn bùn hoạt tính sau khi lắng, được bộ hút bùn tuần hoàn trở về aerotank để duy trì chức năng sinh học và giữ nồng độ bùn ở mức ổn định. Lượng bùn sinh học dư được bơm bùn dư bơm về bể nén bùn (TK-105), với thời gian lưu thích hợp bùn được nén từ nồng độ 1% đến 2-2.5% sau đó được chuyển đi chôn lấp theo quy định hoặc làm phân bón vi sinh. Nước dư từ bể nén bùn được thu gom vào bể điều hòa để tiếp tục quá trình xử lý 2.3 Phương pháp nghiên cứu Đánh giá bằng cảm quan: Mùi, màu sắc, độ đục, pH Lấy mẫu phân tích Xử lý số liệu Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường Chỉ tiêu theo dõi Đánh giá chỉ tiêu theo dõi xác định chỉ số COD, BOD5, ∑N, ∑p phương pháp xác định COD (chemical oxigen Demand ) + COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ có trong mẫu nước thành CO2 và H2O Đơn vị tính O2/l + Để xác định con người ta thường sử dụng một chất oxi hóa mạnh trong môi trường axít. Chất oxi hóa hay được dùng là kalibicromat ( K2Cr2O7) Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ Ag2SO4 CO2 + H2O +2Cr +2K+ t0 Lượng bicromat dư được chuẩn dộ bằng dung dịch muối Mohr-[Fe(NH4)2(SO4)2]. Với chất chỉ thị là dung dịch Ferroin: Cr2O7 + Fe2+ +H+ Cr+3 +Fe+3 + H2O Chất chỉ thị sẽ chuyển từ mùa xanh lam sang màu đỏ nhạt -Ta tiến hành tính toán theo công thức sau.(cần tiến hành như vậy với mẫu trắng làm đối chứng) (a-b)xNx8000 Số ml mẫu tự nhiên COD (mg/l) = Trong đó: a: Là số ml dung dịch muối dùng để chuẩn độ mẫu trắng. b: Là số dung dịch Mohr dùng để chuẩn độ mẫu nước kiểm tra. N: Là nồng độ đương lượng của dung dịch muối Mohr. 80000: Là hệ số chuyển đổi kết quả sang mg/l. Để xác định COD người ta tiến hành như sau: lấy 20ml mẫu nước thải cho vào ống bình có sinh hàn đối lưu, rồi thêm HgSO4 (nếu trong mẫu nước có hàm lượng 10mg Cl-/1lít thì thêm 0,1g H2SO4 và 10ml dung dịch k2Cr2O7 0,25N và vài hạt thủy tinh) Lắp ống sinh hàn với nút thủy tinh nhám. Thêm vào từ từ 30ml H2SO4 có chứa Ag2SO4 qua phần cuối ống sinh hàn và lắc đều dịch khi thêm axit. Đun mẫu trong khoảng 2h ở nhiệt độ 140oC-150oC. Để nguội và tráng bình hàn đối lưu bằng nước cất và pha loãng hỗn hợp bằng nước cất tới khoảng 150ml. đưa chuẩn độ K2Cr2O7 dư bằng dung dịch muối Mohr với chỉ thị màu là Ferroin cho đế khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ thì dùng lại và tính kết quả. Ta tiến hành song song với mẫu trắng để so sánh kết quả. Lưu ý: Các dung dịch hóa chất. Dung dịch kali bicronat, cân 12,259g k2Cr2 đã sấy khô 2h ở nhiệt độ 103oC, hòa tan vào nước cất, thêm vào cho tới 1l. Axit Sunfuric đặc có Ag2SO4: thêm 22g Ag2SO4 cho 1 chai 9l H2SO4. Dung dịch muối Mohr 0,1N: hòa 33g Fe(NH4)2.6H2O vào nước cất, rồi thêm nước cho đử 1l.(chuẩn bị dung dịch muối Mohr bằng K2Cr4O7 chuẩn bị trước khi dùng) Chỉ thị perroin: hòa tan 1,735 chất 1,10-phenolthrplindihidrat cùng với 695 mg FeSO4.7H2O trong nước và thêm nước tới 100ml. Ag2SO4: Loại tinh dùng cho phân tích hóa học (PA). H2SO4: Loại tinh dùng cho phân tích hóa học (PA). -Phương pháp xác đinh BOD5 -Do quá trình phân hủy sinh học kéo dài hơn 20 ngày nên không thể xác định được oxi cần thiết để phân tích hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học mà chỉ cần xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu(vì 70% oxi được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99% trong ngày, 100% ở ngày thứ 21) ở nhiệt độ 20oC trong bóng tối(tránh hiện tượng quang hợp trong nước) chỉ số này được gọi là BOD5. -Do trong nước thường có hàm lượng chất hữu cơ khá lớn, do vậy lượng oxi không đủ cho 5 ngày ở 20oC. Để xác định BOD5 thường dùng dung dịch pha loãng bằng cách bổ xung vào mẫu nước 1 xô chất khoáng và làm bão hòa oxi hòa tan. Dịch pha loãng được chuẩn bị ở bình miệng to, bão hòa oxi bằng cách thổi khí vào 1l nước cất và lắc đều cho tới khi bão hòa sau đó thêm các dung dịch sau. +) 1ml dung dịch điện phosphat pH = 7,2(hòa tan 8,5 KH2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g Na2HPO4.7H2O; 1,7g NH4Cl trong nước cất định mức tới 1l). +) 1ml MgSO4(hòa tan 2,25g MgSO4.7H2O trong 100ml nước cất). +) 1ml CaCl2(hòa tan 2,75g CaCl2 trong 100ml nước cất). +) 1ml FeCl3(hòa tan 0,25g FeCl3.6H2O trong 100ml nước cất định mức tới 1l). -Cách xác định BOD5: Mẫu nước chứa trong lọ đầy, nút kín. Trước khi phân tích cần trung hòa về pH=7 bằng H2SO4 hoặc NAOH 1N. Pha loãng mẫu nước thể tích yêu cầu (Lương dung dịch pha loãng cần dưa theo bảng hướng dẫn tỉ lệ pha loãng) Phụ thuộc vào tính chất của các loại chất thải và chỉ số BOD cụ thể. VD: Nếu nước thải có BOD trong khoảng 1-6ml O2/l thì không cần pha loãng. Nếu nước thải có BOD khoảng 12mg O2/l thì pha loãng theo tỉ lệ 1:1(1 phần nước + 1 phần dung dịch pha loãng). Khi pha loãng cần hết sức chú ý không để oxi bị cuốn theo mẫu nước(sau khi pha loãng) được cho vào 2 chai để phân tích BOD có dung tích 30ml, cho dầy, đậy nút kín, một chai để ủ 5 ngày trong tối ở 20oC. Một chai đem xác định BOD ở thời diểm ban đầu, chai ủ 5 ngày đem phân tích cho kết quả tính như sau: D1-D2 p BOD5,mg O2/l= Trong đó: D1: Lượng O2 hòa tan sau khi pha loãng ở thời điểm ban đầu phân tích(mg/l). D2: Lượng O2 hòa tan sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 20oC(mg/l). p : Là hệ số pha loãng của nước thải. P= V(của mẫu nước đem phân tích) V(của mẫu nước phân tích)+ v(thể tích được pha loãng) Lưu ý: Trường hợp trong chất hưu cơ có lượng vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ quá ít, thì phải bổ xung vi sinh vật từ ngoài vào. BOD5 sẽ được tính như sau: BOD5(ml)= (D1-D2)-(B1-B2)F P Trong đó: D1, D2: Là chỉ số DO trước và sau khi ủ(mg/l) của nước thải pha loãng giống công thức trên. B1,B2: Là chỉ số DO trước và sau khi ủ (mg/l) của nước thải pha loãng có pha thêm nguồn vi sinh vật. F: Là tỉ số giữa dịch bổ xung vi sinh vật trong mẫu và trong đối chứng. %(ml) dung dịch bổ xung vi sinh vật trong D2 %(ml) dung dịch bổ xung vi sinh vật trong D1 F= Phương pháp xác định ∑ Nitro Xử lý mẫu nước trước phân tích bằng cách. +) Pipet lấy chính xách 15-20ml mẫu nước thải. +) Thêm vào 5ml dung dịch NaOH 1mol/l. +) trộn từ từ dung dịch trên(trong thời gian 5 phút). Sau đó ta cho mẫu vào ống nghiệm, đậy chặt nút cho vào lò vi sóng theo quy định. Bước 1 2 3 oC 160 200 100 % 80 80 80 to(phút) 5 5 10 Sau đó quy trinh kết thúc đợi mẫu để nguội ta mới mở nắp lò vi sóng lấy mẫu ra để phân tích. Tiến hành phân tich mẫu. Mẫu sau khi được xử lý chuyển về dạng No3 và xác định NO- bằng phương pháp Natri salixylat(TCVN 6180:1996)(ở bước sóng λ=415). Hóa chất. Phương pháp chuẩn gốc NO3-: 100(mg N/l). Phương pháp làm việc NO3-: 1(mg N/l). Phương pháp NaOH: cân 20g và pha trong 100ml nước cất. Phương pháp Natri salixylat: 1g pha trong 100ml nước cất. Phương pháp H2SO4 đặc. Tiến hành. -Trước khi tiên hành đo bước sóng của mẫu môi trường thì phải xây dụng được mẫu chuẩn như sau: -Ta lấy 5 ống nghiệm đã được tráng rửa sạch sẽ đánh số thứ tự trong các ống nghiệm và tiến hành như sau: -Ta cho dung dich NO3- làm việc vào bát sứ theo trình tự và số lượng ở bảng dưới đây. STT Hóa chất Đơn vị Ống nghiệm 1 2 3 4 5 Dung dịch NO3- là việc ml 0 1 2 3 4 Dung dịch Natri salixylat ml 1 1 1 1 1 Dung dịch H2SO4 ml 1 1 1 1 1 Nước Cất ml 5 5 5 5 5 Dung dịch NaOH ml 10 10 10 10 10 Nồng Độ 0 0,04 0,08 0,12 0,16 Xác định tổng P (TCVN 6202-1996) +) Pha mẫu để chuyển poliphitphatvà photphat hữu cơ về dạng PO43- bằng pensunfat trong axit(pha mẫu trong lò vi sóng). +) Cách pha: Lấy 25ml mẫu môi trường + 0,2ml H2SO4 25% + 0,2g K2S2O4 trộn lại với nhau được 5-10 phút rồi vào lò vi sóng. Hóa chất. Pha 500ml dung dịch kaliantimantatrat K(SbO)C4H4O6. 1/2H2O Cân 1,3715g K(SbO)C4H4O6.1/2H2O đựng trong chai thủy tinh 500ml. Dung dịch Amonimolyplat. Hòa tan 80g (NH4)6Mo7)O24.4H2O trong 500ml nước cất giữ trong chai nút bằng thủy tinh. Dung dịch axit ascobic 0,1M. Hòa 1,76g axit ascobic trong 100ml nước cất. Dung dịch H2SO4 đặc Dung dịch K2S2O8 10%. Thuốc thử hỗn hợp: trộn các thuốc thử trên theo thứ tự(50ml H2SO4 2,5M + 5ml dung dịch K(SbO)C4H4O6.0,5H2O + 15ml dung dịch Amonimolyplat + 30ml dung dịch axit ascobic ). Lưu ý: Dung dịch chỉ bền trong 4h sau khi chuẩn bị. Dung dịch photphat chuẩn gốc 100mgP/l pha từ KH2PO4 khan. Dung dịch photphat làm việc: 5mg/l pha loãng 20 lần từ dung dịch gốc. Xác đinh đường chuẩn. Ta cũng lấy 5 óng nghiệm được tráng rửa sạch sẽ và đánh số cho các ống nghiệm, sau đó thêm các hóa chất vào ống nghiệm theo trình tự ở bảng trên. STT Hóa chất Đơn vị Ống Nghiệm 1 2 3 4 5 Dung dịch PO4 Chuẩn làm việc ml 0 0,5 1 1,5 2 Thuốc thử hỗn Hợp ml 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Nước Cất ml 10 10 10 10 10 C(nồng độ) ml 0 0,25 0,5 0,75 1 Lấy 5ml PO43- cho vào bát sứ và các ông nghiệm theo bảng trên. Sau đó thêm 5ml K2S2O8 10% và 1ml H2SO4 đặc và đun ở 120oC trong 30 phút. Sau đó chuyển tòan bộ mẫu vào binh định mức 50ml thêm nước cất đến hơn nửa bình rồi chỉnh pH =3-10 bằng dung dịch NaOH. Kết quả. Ta có phân tích đường chuẩn y=acx+b. a,b: Là hằng số. cx: Là nộng độ các ống nghiệm trong dãy chuẩn. y: Là kêt quả Vđm.Cx [PO43-]= Vm Vđm: v định mức. Cx; [] dãy chuẩn đo được. Vm: v mẫu môi trường. Xác đinh ∑ P trong nước thải thì ta cũng hút 5ml môi trường vào ống nghiệm làm tương tự như ta xây dụng dãy chuẩn, chỉ thay dung dịch PO43- bằng 5ml mẫu môi trường(mẫu nước thải). Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận Đánh giá hiện trạng nước thải có trong hệ thống xử lý Nước thải có trong bể điều hòa. Nước thải của các công đoạn sản xuất được thu gom chảy vào hệ thống xử lý nước thải dẫn qua song chắn rác (có kích thước >10mm) thì các rác thô như cát,sỏi,và cặn rác sẽ được loại bỏ ra khỏi nước thải,và nước thải sẽ chảy vào hệ thống bể gom nằm dưới lòng nhà điều hành. Nước thải ở như bể gom sẽ được 2 bơm (P01-01/02) có công suất 10.5m3 /h thay phiên nhau bơm lên tháp giải nhiệt để giảm bớt nhiệt độ. Và nước thải từ tháp giải nhiệt chảy tràn sang bể điều hòa. Do đặc tính nước thải của ngành sản xuất bia là không ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải biến động rất trong từng ngày,tưng giờ. Để các thiết bị xử lý hoạt động ổn đinh và nước sau xử lý có chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn cho phép,ta phải lắp đặt bể điều hòa lưu lượng và nồng độ. Bể điều hòa được bố trí 1 hệ thống phân phối khí gồm đường ống dẫn khí và đĩa phân phối khí nhằm trộn đều nước đầu vào cho quá trình xử lý tiếp theo (hay trộn đều nước thải trước khi vào bể UASB) và không cho cặn lắng trong bể. Đường ống dẫn khí được làm bằng thép CT3 và được sơn chống gỉ (tác dụng làm cho ống không tiếp xúc với nước) các đường ống này gồm một ống chính chạy dọc theo chiều rộng bể và các ống nhánh chạy dọc theo chiều dài bể, mỗi đường ống có 4 đĩa khí được chia đều nhau. Thông số kỹ thuật của bể điều hòa (TK – 103) Stt Thông số Đơn vị tính Giá trị 1 Thời gian lưu nước Giờ 8.1 2 Kích thước bể L x W x H m 4.6m x 4m x 3.5m 3 KT hữu dụng trong bể L x W x H m 4.6m x 4m x 3.3m 4 Thể tích trong bể m3 74.1 5 Thể tích chứa nước m3 60.7 6 Vật liệu:CT3 trong sơn Epoxy ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí Ghi chú: Trong đó L: Chiều dài bể W: Chiều rộng bể H: Chiều cao bể CT3: Thép Trong bể còn có thiết bị kèm theo như: - Bơm nước thải (P01-01/02) Lưu lượng:10.8m3 /giờ Công suất :0.55kw Máy thổi khí Lưu lượng khí :Q=0.74m3/phút Áp suất: 4000mmAq Công Suất động cơ:0.86 kw Hệ thống phân phối khí Đĩa khuyếch tán khí Máy đo pH controller + Dải đo 0-:14 + Nhiệt độ làm việc từ 0-:1050c + Dải áp suất làm việc từ 0-:6.9 bar tại nhiệt độ 10000c + Cổng kết nối với hệ bơm định lượng điều chỉnh pH có thể nối với hệ điều khiển PLC Trong bể điều hòa được lắp đặt một máy đo pH có tác dụng kiểm tra độ pH đầu vào cuả nước thải cho quá trình xử lý tiếp theo(xử lý yếm khí ) và trong bể điều hòa cũng được gắn 1 hệ thống dẫn lượng NaOH vào bể (có tác dụng trung hòa lượng nước thải trước khi vào bể UASB.) và nâng pH của nước thải lên 6.5-7.5. Kết quả quan trắc về gía trị pH và màu sắc của các lần như sau: Ngày Giá trị pH Màu sắc nước thải 8/3/2011 6.8 Nước có màu đen,nhiều váng nổi lên 15/3/2011 7.0 Nước có màu nâu,nhiều váng nổi lên 21/3/2011 6.91 Nước có màu hơi đục,nhiều bọt váng 28/3/2011 6.95 Nước có màu đen,ít bọt váng 04/4/2011 7.93 Nước có màu nâu,nhiều bọt váng 11/4/2011 7.2 Nước có màu đen,nhiều bọt váng 18/4/2011 7.42 Nước có màu nâu,nhiều bọt nổi lên 25/4/2011 7.31 Nước có màu đen,nhiều bọt váng 02/5/2011 7.5 Nước có màu nâu,nhiều bọt váng 09/5/2011 6.7 Nước có màu đen,nhiều bọt váng 16/5/2011 7.7 Nước có màu đen,nhiều bọt váng 3.1.2. Nước thải trong bể yếm khí (UASB). Nhiệm vụ của bể: Thực hiện quá trình xử lý sinh học yếm khí,sử dụng các vi sinh vật yếm khí trong điều kiện không có oxi để phân hủy các chất hữu cơ hòa tan,làm giảm nồng độ COD,BOD… trong nước thải. Yêu cầu pH đầu vào: pH>6.2 COD đầu vào : CODv =2250 mg/l BOD đầu vào : BODv=1500 mg/l Nhiệt độ đầu vào : 390c Nếu hiệu quả làm sạch của bể UASB đối với nước thải nhà máy bia HADO là 60% thì COD và BOD đầu ra sẽ là: COD đầu ra: CODr =2250-2250*60%=900 mg/l BOD đầu ra: BODr=1500-1500*60%=600 mg/l Vậy lượng COD cần khử 1 ngày G=180m3 x(2250-900)*10-3=243 kg/ngày Ghi chú : (*) Tính toán dự phòng trong những giờ cao điểm. Ta có các thông số về bể UASB STT Thông Số Đvị tính Giá trị 1 Thời gian lưu nước Giờ 12.144 2 Kthước bể L x W x H m 4.6m x 3.6m x 6.0 m 3 Thể tích bể m3 99.36 4 Thể tích chứa nước m3 91.1 5 Tải trọng COD Kg/m3ngày 2.025 6 Vật liệu:CT3 trong sơn Epoxy,ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí * Các thiết bị chính kèm theo. -Hệ thống phân phối nước thải Lưu lượng 7.5m3/h -Hệ thống thu váng nổi bể UASB Lưu lượng 0.15m3/h -Hệ thống thu và đốt khí biogas bể UASB * Hoạt động của bể UASB Nước thải trong bể điều hòa sau khi được điều chỉnh pH(lên 6.5-:7) thì được 2 bơm P-02(chạy luân phiên) bơm sang bể UASB(TK-104) để bắt đầu quá trình xử lý sinh học kỵ khí. Nước thải được dẫn theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đều trên diện tích đáy bể. Nước thải từ dưới lên với vận tốc v=0.9m/h. Hỗn hợp bùn kị khí trong bể hấp phụ chất với vận tốc v=0.6m/h hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành khí CH4,CO2 và H2O. Các hạt bùn cặn bám vào các bọt và nổi lên trên bề mặt làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi hạt cặn nổi lên và va phải tấm chắn bị tách khỏi bọt khí và vỡ ra, khí thoát lên trên,qua cửa và ngăn lắng. Hạt bùn cặn trong ngăn lắng được lắng xuống dưới và tuần hoàn trở lại vùng phản ứng yếm khí. Nước trong được thu vào máng đưa lên trên và dẫn sang bể xử lý hiếu khí(xử lý cấp 2). Còn khí biogas được thu về thùng chứa rồi theo ống dẫn khí đốt ra ngoài. Bùn trong bể được hình thành 2 vùng rõ rệt:Ở chiều cao khoảng ¼ tính từ đáy lên,lớp bùn hình thành do các hạt keo tụ ở nồng độ 3000mg /l gồm 7%, phía trên lớp bùn này là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000-:5 các bông cặn chuyển động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống. Bùn trong bể là sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ. Nồng độ cao của bùn hoạt trong bể cho phép làm việc với tải trọng chất hữu cơ cao và để hình thành khối mùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc có hiệu quả thì đòi hỏi phải có thời gian vận hành khởi động dài vì vậy ta phải lựa chọn vi khuẩn thích hợp tạo axit và tạo mê tan để rút ngắn thời gian tạo bùn hoạt tính. Nước thải sau khi được xử lí qua bể UASB thì sẽ giảm được khoảng (60-70h) lượng BOD, CDD trước khi xử lí hiếu khí. Vận tốc dòng nước chuyển động đi lên của bể UASB là khoảng 0,6- 0,9 (m/h) Ghi chú: (1): Dòng nước vào bể (2): Màng lọc (3): Cửa tuần hoàn (4): 2 tấm chắn (5): của vào ngăn lắng (6): Máng dẫn nước sang bể Feroten (7): Vòi thu khí biogas (8): cửa xả bùn 3.1.3 Nước thải trong bể Aeroten Nhiệm vụ: Thực hiện quá trình xử lí sinh học hiếu khí, sử dụng vi sinh vật hiếu khí với bùn hoạt lơ lửng trong điều kiện cung cấp đẩy đủ oxy hòa tan làm giảm nồng độ BOD, COD… trong nước thải. Ta có các thông số về bể Aeroten STT Thông số ĐV Tính Giá Trị 1 Thời gian lưu nước Giờ 15.22 2 Kích thước bể L x W x H m 4.6m x 5m x 5.5m 3 Thể tích bể m3 126.5 4 Thể tích chứa nước m3 115 5 VL: CT3 trong sơn phủ Epoxy, ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí Ta có lưu lượng Q= 180 m3/ngày đêm . -pH=6.2-7.6 -Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 20-280c. -Hàm lượng BODv đi vào bể Aeroten S0=600mg. -Cặn lơ lửng đầu ra 15mg/l gồm có 65% là cặn hữu cơ có thể phân hủy. -Thời gian lưu của bùn hoạt tính Oc=15 ngày -Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X=3000mg/l -Độ tro bùn hoạt tính (đối với làm thoáng kéo dài) Z=0.35(65% là bùn hoạt tính) -Hệ số sản lượng Y=0.6mg/lVSS/mg BOD -Hệ số phân hủy nội bào Kd =0.055 ngày -1 -Tải trọng khối,tính theo lượng BOD trên một đơn vị thể tích Aeroten 0.08-:0.24 kg BOD5/m3.ngày -Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn Ct=10000 mg/l,trong đó C=7000mg/l là cặn bay hơi Hiệu quả làm sạch (S0 - S) (600 – 10.58) E = = x 100 = 98.2% S0 600 -Lượng cặn dư phải xả ra hàng ngaỳ sau khi hệ thống hoạt động ổn định Pxả =51.1 kg/ngày -Lượng bùn xả ra hằng ngày Qw từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn Qw =5.6m3/ngđ) -Hệ số tuần hoàn bỏ qua lượng bùn hoạt tính tăng lên trong bể Lượng bùn tuần hoàn trong bể Aeroten Qt =5.6m3/h Lượng oxi cần thiết trong điều kiện thực tế OCt = 133(kg O2/ngđ) Lượng không khí cần :Qk =398(m3/giờ) * Các thiết bị chính kèm theo Máy thổi khí bể Aeroten LT 0204-01/02 Lưu lượng 7.35 m3/min Công suất 9.57 kw Số vòng quay 1750 v/phút -Hệ thống phân phối khí bể Aeroten -Hệ thống phân phối nước bể Aeroten -Hệ thống thu nước bể Aeroten -Đĩa khuyếch tán bọt khí vào trong nước tại bể Aeroten Đường kính :225mm Lưu lượng :4.8 -7m3/h Nước thải sau khi được xử lý qua bể UASB,nhờ sự chêch lệch mức nước mà nước từ bể UASB sẽ chảy tràn sang bể Aeroten. Lúc này các chất lơ lửng và một số chất rắn chưa phải dạng hòa tan. Các chât lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú,sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông. Các hạt cặn này dần dần to và lơ lửng trong nước (đây cũng chính là bùn hoạt tính). Nó có màu nâu sẫm ,có chứa các chất hữu cơ hấp phụ từ nước thải và là nơi trú ngụ cho các vi khuẩn ,cùng các sinh vật bậc thấp khác như nguyên sinh động vật. Trong nước thải có những chất hữu cơ hòa tan, loại hợp chất dễ bị vi sinh vật phân hủy nhất. Ngoài ra, còn có hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy hoặc chưa hòa tan, ở dạng keo có cấu trúc phức tạp nên cần vi khuẩn tiết ra enzim ngoại bào phân hủy thành những chất đơn giản hơn để thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxi hóa tiếp thành sản phẩm, cung cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ ơ bể Aeroten trải qua 3 giai đoạn -Giai đoạn 1: Tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển nên cần có hàm lượng oxi lớn đế vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Nếu môi trường đầy đủ dinh dưỡng thì vi sinh vật tăng lên theo cấp số nhân. Nên lượng oxi tiêu thụ cao. -Giai đoạn 2:Vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi gần như ít thay đổi. Ở giai đoạn này chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. -Giai đoạn 3:Tốc độ oxi hóa có chiều hướng giảm .Đây là giai đoạn oxi hóa các muối amon. * Lưu ý: Sau khi oxi hóa được 80-95%BOD trong nước thải thì ta phải khuấy đảo hoặc sục khí,nếu không bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy,và khi lượng bùn cặn nhiều thì ta phải tách bớt bùn ra khỏi bể,vì nếu không nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp. Đồng thời ta cũng phải luôn kiểm soát hàm lượng dinh dưỡng nitơ và photpho. + Nếu thiếu NH4+ kéo dài thì cản trở các quá trình sinh hóa còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng,các hạt bông bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật,làm giảm tốc độ cũng như cường độ oxi hóa của chúng. + Nếu thiếu photppho thì vi sinh vật dạng sợi phát triển,và cũng làm cho bùn hoạt tính lắng chậm và giảm hiệt quả xử lý. Như vậy ta thấy nếu thiếu 2 nguồn dinh dưỡng trên thì sẽ ảnh hưởng tới cấu tạo, mức độ phát triển cũng như cấu trúc di truyền của vi sinh vật. Còn nếu ta dùng lại bùn hoạt tính nhiều lần thì sẽ làm giảm hiệu quả xử lý nước thải. 3.1.4 Nước thải trong bể lăng Nhiệm vụ : Tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp nước thải,làm cho nguồn nước trong và chảy tiếp sang bể khử trùng, đồng thời làm đặc bùn ở đáy bể đến nồng độ mong muốn để tuần hoàn một phần bùn trở lại bể Aeroten. Các thông số liên quan đến bể lắng STT Thống số ĐV Tính Giá trị 1 Thời gian lưu nước Giờ 4.48 2 Kích thước bể L x W x H m 3.5m x 3.5m x 5m 3 Thể tích bể m3 61.25 4 Thể tích chứa m3 58.8 5 Vật liệu: Thép CT3 trong phủ Epoxy,ngoài phủ sơn chống rỉ * Các thiết bị chính kèm theo - Hệ thống phân phối nước vào Lưu lượng 3.65 m3/h Vật liệu PVC - Hệ thống thu nước và tấm chắn bọt Lưu lượng 2.08 m3/h Vật liệu PVC -Bộ hút váng nổi Lưu lượng 0.15m3/h Vật liệu PVC -Bộ hút bùn tuần hoàn SP05-01/02 Lưu lượng 2m3/h Vật liệu Thép không gỉ ,nhựa PVC -Bơm bùn dư SP05-01 Lưu lượng 2m3/h Công suất 0.4 kw Vật liệu Gang * Đánh giá hiện trạng nước trong bể lắng Nước từ bể Aeroten sau khi được xử lý ,nước tự chảy tràn sang bể lắng TK-106 ở đây diễn ra quá trình tách bùn hoạt tính và nước thải đã qua xử lý sinh học ,lượng bùn hoạt tính phần lớn đựợc bơm tuần hoàn trở lại bể hiếu khí Aeroten. Lượng bùn dư còn lại được bơm đến bể nén bùn TK-107 . Còn nước thải sau khi lắng sẽ được chảy sang bể khử trùng TK-108 để tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây bệnh còn sót lại trong nước thải . Khi tiến hành quan sát và đo giá trị pH của nước thải trong bể lắng :Ta quan sát thấy nước có độ trong,không còn mùi . Độ pH của nước thải cũng ổn định nằm trong khoảng 6.5 -8. Như vậy nước đầu ra đã đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT,giá trị C cột B. Nước thải này có thể dùng tưới tiêu đồng ruộng. 3.2 Đánh giá tác động đến môi trường của nước thải Để đánh giá chất lượng nước thải của nhà máy trước khi xả thải ra cống thoát nước chung của thành phố sở tài nguyên và môi trương Hà Nội dã sử dụng các phương pháp đánh giá bao gồm : -Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường -Phương pháp lấy mẫu phân tích và so sánh xem nước thải đầu ra đã đạt cac quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT ,giá trị C cột B hay chưa . a. Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường. Kết quả đánh giá về sự thay đối của pH,nhiệt độ. Nhận xét: Kết quả từ phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường cho thấy giá trị pH và nhiệt độ không có sự biến động nhiều. -Giá trị pH ở bể lắng vẫn đạt 6.8 - 7.4. -Nhiệt độ nước thải ở bể lắng vẫn đạt từ 30 - 35. Tuy nhiên nhiệt độ vào mùa sản xuất nhiều thường từ tháng 5 đến tháng 10 thì cũng có sự thay đổi nhưng thay đổi không đáng kể. Nhiệt độ lên cao nhất chỉ đến 500c. b. Phương pháp lấy mẫu phân tích và so sánh . Sau khi lấy mẫu nước thải ở trạm xử lý tập trung phân tích các giá trị COD,BOD5,N,P thì ta thấy như sau: Khi nhà máy sản xuất nhiều ,hệ thống xử lý không triệt để thì các chỉ tiêu COD,BOD5 đôi khi còn cao. Còn tổng N,P vẫn ổn định. Nhưng nhìn chung nước thải đều đạt các quy chuẩn cho phép. Thông số Đơn vị Nước thải đầu vào Nước thải sau bể UASB Nước thải sau bể Aeroten QCVN 24:2009/BTNMT giá trị C cột B pH 6,7 – 7.93 6.5 – 7.3 6.5 - 8 5.5 – 9 COD mg/l 200 - 2500 850 - 920 85 - 105 100 BOD5 mg/l 1300 – 1550 450 - 610 35 - 55 50 N(NH4+) mg/l 35 - 47 35 - 40 28 - 32 30 P(PO43-) mg/l 12 - 16 4.5 – 6.5 5.67 – 6.03 6 Nhận Xét: Sau khi nhà máy áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng hệ thống xử lý liên hợp yếm khí và hiếu khí,thì cho thấy hiệu quả khử BOD,COD trong hệ thống này có thể đạt tới 95%. Ngoài ra hệ thống này hoạt động ổn định,khả năng tự động hóa cao,giá thành hạ và hợp khối được công trình,tiết kiệm diện tích xây dựng và chi phí xử lý. Nâng cao hiệu quả kinh tế cho công ty. 3.3. Đề xuất một số giải pháp xử lý nguồn nước thải của công ty có hiệu quả Nhìn chung của nhà máy bia HaDo sau quá trình xử lý nước thải đầu ra đều đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT giá trị C cột B. Tuy nhiên bên cạnh đó còn nhiều vấn đề môi trường liên quan cần được giải quyết triệt để hơn. Sau đây là một số giải pháp : ♦ Giải pháp thứ nhất : Hệ thống đường ống ,cống rãnh thoát nước của nhà máy cần được làm to hơn nữa (kích thước có thể gấp 1.5 lần). Mục đích: Giúp cho việc thoát nước từ các xưởng sản xuất đến trạm xử lý trung tâm tốt hơn,nhanh hơn,không còn hiện tượng nước bị chảy tràn ra ngoài mặt đường của công ty lúc sản xuất nhiều và khi mùa mưa tới. Nước làm mát thiết bị (nếu không tham gia vào chu trình hở) nước mưa không ô nhiễm được thải vào hệ thống riêng hoặc có thể sử dụng. Nước mưa bị ô nhiễm được đưa đến trạm xử lý. Nước có nồng độ nhiễm bẩn cao hay có chất ô nhiễm đặc biệt được thu gom riêng. Cần có bể chứa nước khi mùa giông bão đến và mùa sản xuất nhiều để có thể chứa nước thải trong vài giờ ,thậm trí là vài ngày nếu hệ thống xử lý chưa kịp. Nước trước khi đi vào xử lí sinh học cần phải được làm đồng nhất tại bể điều hòa và bể điều hòa phải đủ lớn để dự trữ nước trong vài giờ, có khi một vài ngày. Ta phải thường xuyên kiểm tra tỉ lệ BOD5:N:P trong các bể làm sao để điều chỉnh tỷ lệ này luôn đảm bảo 100:5:1 để nồng độ N và P có trong nước thải để việc xử lý có hiệu quả hơn. Đồng thời cũng phải cần lưu ý đển giá trị pH, nhiệt độ và bổ sung giống vi khuẩn trong các bể, để tạo bùn hoạt tính được tốt và giữ nồng độ bùn thích hợp ở các bể xử lí . ♦ Giải pháp thứ 2: Để tăng hiệu quả xử lí nước thải được tốt ( đặc biệt là việc xử lí BOD5 , COD, N, P tốt hơn) thì ta có những biện pháp như: Loại bỏ COD ở xử lí bậc 3: + Hấp phụ trên than hoạt tính hay các chất hấp phụ khác. Nếu thêm bột than hoạt tính thì với liều lượng là 10 – 50g/m3 nước thải ở giai đoạn xử lí sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính. Đưa than vào giai đoạn này có hai mục đích: giảm mẫu nhiễm chất hữu cơ không có khả năng phân hủy sinh học COD và các chất độc hại do vi khuẩn gây ra. Tăng khối lượng riêng của bùn hoạt tính, dễ dang cho việc lắng bùn + Hoặc có thể dùng chất oxy hóa mạnh: Clo, Ozon. Lọai bỏ N: Để thu được hiệu xuất loại bỏ N sinh học cao ở các trạm xử lí phải đưa thêm vào bể thoáng khí một vùng thiếu khí (anoxic). Vùng thiếu khí nhận bùn tuần hoàn từ bể lắng. Bùn này được trộn với bùn hồi lưu và không được sục khí. Hiệu xuất loại N sinh học thêm phương pháp này đạt tới 95% trong điều kiện tối ưu. Loại bỏ P: Có thể dùng vôi kết tủa đối với P, muối kết tủa trong thiết bị cô đặc thay cho một phần bùn hồi lưu, sau đó phần bùn còn lại cho tuần hoàn va kích thích đồng hóa P bằng bùn hoạt tính trong bể làm thoáng khí ( bể Aeroten) ♦ Giải pháp thứ 3: Xử lí bùn cặn sau quá trình xử lí nước thải. - Bùn cặn của nhà máy là hỗn hợp nước, cặn lăng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường. Do vậy để tận dụng tối đa nguồn thải từ bùn, thì bùn sau quá trình xử lí có thể đem sấy khô bằng máy ép chân không, hoặc thiết bị sấy khô, sau đó xử dụng làm phân bón, hoặc làm chất đốt. - Đối với khí metan, sau quá trình xử lí yếm khí ta có thể thu hồi để làm chất đốt. Kết luận Việc đánh giá hiện trạng nguồn nước thải của nhà máy bia HaDo trong thời gian vừa qua, đã giúp em tìm hiểu được phần nào về tình trạng ô nhiễm cũng như các biện pháp xử lí nước thải nói chung và nước thải của nhà máy nói riêng. Quá trình đánh giá đòi hỏi người kĩ thuật viên phải có kiến thức tổng hợp sâu rộng, không chỉ giới hạn trong chuyên môn của mình mà còn liên quan tới môi trường. Hiện nay ngành công nghệ sản xuất bia ngày càng phát triển, nâng cao hiệu quả sản xuất, điều đó có nghĩa là nguồn thải nó tạo ra là nhiều hơn trong môi trường. Do đó việc xử lí nước có hàm lượng ô nhiễm cao như nước thải nhà máy bia là một thách thức lớn. Là một sinh viên ngành công nghệ sinh học em có nguyện vọng tìm hiểu về lĩnh vực đầy mới mẻ và khó khăn này. Em mong rằng trong thời gian không xa ngành công nghệ xử lí nước thải sẽ phát triển mạnh mẽ nhằm kiểm soát được thực trạng ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra. Một môi trường trong sạch sẽ là tiền phát triển lớn mạnh của một đất nước. Đề nghị: - Hiện nay do khối lượng nước thải ngày càng tăng lên có thể dẫn tới sự quá tải công suất của một số thiết bị xử lí nước thải và bị chảy tràn ra đường đi của công ty. Vì vậy công ty cần phải sửa lại hệ thống đường ống thoát nước và cần có thêm bể chứa. - Mặc dù công ty đã thành lập và đi vào sản xuất rất lâu, nhưng chưa có cán bộ chuyên trách về môi trường hay xử lí về lĩnh vực nước thải. Nên công ty cần phải đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường