BÀI tập lớn học PHẦN CÔNG NGHỆ xử lý nước THẢI EE4271 đề tài xử lý nước THẢI TRONG CÔNG NGHỆ sản XUẤT BIA và TRONG KHU dân cư KHU CÔNG NGHIỆP

Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN *** BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI – EE4271 (Mã lớp: 129118) Đề tài: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ TRONG KHU DÂN CƯ/ KHU CÔNG NGHIỆP Giảng viên dạng dạy: ThS Đinh Thị Lan Anh Nhóm sinh viên thực hiên: (Nhóm 6) Hà Nội, 11/2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Công nghệ xử lý nước thải (129118) MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI I.1.1 Tổng quan bia I.1.2 Công nghệ sản xuất bia I.1.3 Các nguồn phát sinh nước thải sản xuất bia I.1.4 Đặc tính dịng nước thải I.2 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.2.1 Phương pháp bùn hoạt tính I.2.1.1 Thành phần bên bùn hoạt tính I.2.1.2 Các yếu tố tác động làm ảnh hưởng đến phát triển vi sinh vật bùn hoạt tính I.2.1.3 Phân loại bùn hoạt tính I.1.2.4 Trình tự xử lý nước thải bùn hoạt tính I.1.2.5 Xử lý bùn cặn I.1.2.6 Ưu nhược điểm phương pháp I.2.2 Phương pháp hồ sinh học hiếu khí I.2.2.1 Tổng quan I.2.2.2 Phân loại I.2.2.3 Các giai đoạn xử lý I.2.2.4 Thiết kế I.2.2.5 Đánh giá I.2.3 Phương pháp yếm khí I.2.3.1 Quá trình trao đổi chất: I.2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trình phân hủy I.2.3.3 Một số loại bể xử lí sinh học phương pháp kị khí I.2.3.4 Đánh giá ưu, nhược điểm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) I.2.3.5 Một số nhà máy bia I.2.4 Phương pháp màng sinh học hiếu khí I.2.4.1 Tổng quan I.2.4.2 Các trình I.2.4.3 Ưu nhược điểm phương pháp I.2.4.4 Một số nhà máy sử dụng phương pháp MBR I.2.4.5 Một số lưu đồ P&ID điển hình cho phương pháp MBR I.2.4.6: Kết so sánh với phương pháp bùn hoạt tính truyền thống I.3 ĐÁNH GIÁ CHUNG I.3.1 Tổng quan hai phương pháp xử lí nước thải hiếu khí kị khí 33 I.3.2 Quy trình xử lí nước thải nhà máy bia I.3.3 Hệ thống Scasa nhà máy bia Haniken I.3.4 Chi phí xây dựng vận hành nhà máy bia CHƯƠNG II: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG KHU DÂN CƯ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP II.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ II.1.1 Nguồn gốc nước thải khu dân cư II.1.2 Đặc tính nước thải đầu vào II.1.3 Xử lý nước thải khu dân cư II.1.3.1 Tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải II.1.3.2 Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt tiêu chuẩn II.1.3.3 Đánh giá phương pháp xử lý nước thải II.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP II.2.1 Thực trạng ô nhiễm nguồn nước thải công nghiệp II.2.2 Đặc tính nước thải cơng nghiệp II.2.3 Xử lí nước thải công nghiệp II.2.4 Minh họa: Xử lý nước thải cho ngành cơng nghiệp gỗ II.2.4.1 Đặc tính nước thải II.2.4.2 Phương pháp xử lý II.2.4.3 Kết đạt TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) II.2.4.4: Sơ đồ P&ID SCADA .53 II.3 HỆ THỐNG XỬ LÝ CHUNG NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP 54 II.3.1 Đặc tính nước thải khu công nghiệp khu dân cư 54 II.3.2 Xử lý nước thải chung, quy trình xử lý nước thải 57 II.3.3.Hệ thống scada nhà máy xử lý nước thải khu công nghiệp sinh hoạt .58 CHƯƠNG III: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - XỬ LÝ HỖN HỢP NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP BẰNG KHUẨN LAM 60 III.1 TỔNG QUAN 60 III.1.1 Tình hình thực tế 60 III.1.2 Vi khuẩn lam 60 III.2 XỬ LÝ ĐƯỢC THỰC HIỆN 60 III.3 KẾT LUẬN 62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI I.1.1 Tổng quan bia Bia sản xuất lâu đời giới, sản phẩm lên men có tác dụng giải khát, tạo thoải mái tăng cường sức lực cho thể Các nước có sản lượng sản xuất bia cao Mỹ, CHLB Đức với sản lượng 10 tỷ lít/năm, cịn nhiều nước với sản lượng tỷ lít/năm Thành phần bia bao gồm : 80 - 90 % nước; - % cồn; 0,3 - 0,4 H2CO3 - 10 % chất tan, chất tan 80% gluxit, đến 10 % chứa nitơ, ngồi cịn chứa axit hữu cơ, chất khống, số vitamin Ngun liệu để sản xuất bia bao gồm: malt đại mạch; nguyên liệu thay gạo, lúa mì, ngơ, ; hoa Houblon; men nước Trong nước chiếm thành phần chủ yếu, nước dùng để sản xuất bia phải nước mềm, hàm lượng sắt, mangan thấp tốt, nước phải khử trùng trước đưa vào nấu, đường hóa I.1.2 Cơng nghệ sản xuất bia Các cơng đoạn Cơng nghệ sản xuất bia miêu tả bao gồm: Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ dây chuyền sản xuất bia TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) Hình 1.2: Cơng nghệ sản xuất bia dịng thải Chuẩn bị nguyên liệu: Malt đại mạch ngun liệu thay (gạo, lúa mì, ngơ) làm đưa vào xay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động enzym giảm thời gian nấu - Lọc dịch đường để thu nước nha loại bỏ bã malt Quá trình gồm hai bước: Bước 1: Lọc hỗn hợp dịch đường thu nước nha đầu; Bước : Dùng nước nóng rửa bã thu nước nha cuối tách bã malt Nấu với hoa houblon để tạo hương vị cho bia, sau nước nha qua thiết bị tách bã hoa Làm lạnh: Nước nha từ nồi nấu có nhiệt độ xấp xỉ 100°C làm lạnh tới nhiệt độ thích hợp trình lên men, nhiệt độ vào khoảng 10 đến 16°C qua TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Công nghệ xử lý nước thải (129118) II.3.2 Xử lý nước thải chung, quy trình xử lý nước thải Quy trình xử lý nước thải khu cơng nghiệp chung Nước thải khu cơng nghiệp xử lí theo giai đoạn:  Giai đoạn 1: xử lý phương pháp học  Giai đoạn 2: xử lý phương pháp hóa lý  Giai đoạn 3: xử lý phương pháp sinh học  Giai đoạn 4: khử trùng nước STT 10 Hình 2.19.Bảng giai đoạn xử lý nước thải Q trình xử lý hỗn hợp nước thải khu cơng nghiệp nước thải sinh hoạt thực theo sơ đồ sau: Hình 2.20 Sơ đồ xử lý chung 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) Trong đó: 1.Bể điều hòa 2.Bể lắng sơ cấp 3.Bể trộn nước thải 4.Reroten 5.Bể lắng thứ cấp 6.Bể khử trùng 7.Bể điều hòa 8.Bể lắng sơ cấp 9.Bể xử lý bùn yếm khí 10 Máy tách nước khỏi bùn II.3.3.Hệ thống scada nhà máy xử lý nước thải khu cơng nghiệp sinh hoạt Hình 2.21.Sơ đồ xử lý nước thải chung Hình 2.22.Nhà máy xử lý nước thải khu công nghiệp quốc tế protrade 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) Quy trình xử lý nước thải khu cơng nghiệp Protrade Nhà máy có tổng cơng suất 10000m3 ngày đêm bào gồm nhà đặt thiết bị bơm, nhà đặt máy thổi khí, nhà máy ép bùn, nhà chứa chất thải nguy hại, nhà kho hóa chất, cụm nhà điều hành Cụm nhà chức đặt nơi có vị trí cao giúp người vận hành dễ dành quan sát vận hành trì chế độ hoạt động ổn định cho tồn nhà máy Phịng điều khiển nơi đặt toàn tủ điện nhà máy kết nối với hệ thống điều khiển tự động PLC – SCADA Nước thải tập trung khu công nghiệp thu gom hầm bơm với quy hoạch 10000 m^3 ngày đêm, lưu lượng nước thải đầu vào hệ thống xử lý kiểm soát liên tục chặt chẽ thông qua đồng hồ đo lưu lượng thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam Nước thải đầu vào cụm bể xử lý tách cặn rác có kích thước lớn 2mm thiết bị lượn rác tinh giúp bảo vệ thiết bị bơm phía sau Sau loại bỏ rác nước thải dẫn vào bể tách dầu để loại bỏ váng dầu bề mặt trước chảy qua bể diều hịa Khí cấp vào bể điều hịa thơng qua hệ thống máy thối khí đĩa phân phối khí lắp đặt đáy bể giúp tạo điều kiện khuấy trộn hiệu để ổn định lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải ngăn chặn tình trạng tích tụ cặn đáy bể Nước thải sau điều hòa bơm tới cụm xử lý hóa lý, phản ứng keo tụ tạo bơng lắng hóa lý Hóa chất phèn polime châm vào để keo tụ loại bỏ thành phần ô nhiễm chất rắn lơ lững nước thải Nước thải sau cụm xử lý hóa lý đưa tới bể xử lý sinh học để xử lý, hệ thống bao gồm xử lý sinh học hiếu khí kết học thiếu khí bể lắng sinh học Dưới hoạt động VSV hiếu khí kị khí tồn chất ô nhiễm COD, BOD tổng nito loại bỏ hoàn toàn Bể hiếu được cung cấp oxi thơng qua hệ thống máy thổi khí hệ đĩa phân phối khí Nước đưa tới bể lắng sinh học Sau nước đưa qua bể lắng sinh học, nước thải đưa tới bể khử trùng đảm bảo chất lượng nước đạt tiêu chuẩn cột A BTNMT 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) CHƯƠNG III: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - XỬ LÝ HỖN HỢP NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP BẰNG KHUẨN LAM III.1 TỔNG QUAN III.1.1 Tình hình thực tế Cơng ty Thốt nước Vệ sinh Alexandria (ASDCO), Alexandria, Ai Cập có hai nhà máy xử lý chính: phía đơng phía tây (EWTP WWTP) tiếp nhận hỗn hợp nước thải sinh hoạt công nghiệp xả vào hồ Mariut Hồ có mức độ khủng khiếp chất hữu dễ phân hủy sinh học, sinh vật gây bệnh, phân bón, thuốc trừ sâu kim loại nặng vượt mức báo cáo hồ nhiễm cao tồn giới Việc cô lập sử dụng sinh khối vi khuẩn lam tạo địa phương cho quy trình xử lý chất nhiễm có độc tính cao mang lại công cụ hiệu rẻ cho hoạt động cơng nghiệp phủ tư nhân Alexandria tạo nguồn thu địa phương Ai Cập III.1.2 Vi khuẩn lam Vi khuẩn lam sống môi trường thủy sinh bị ô nhiễm nặng, nơi chúng phân bố rộng rãi chiếm ưu quần thể vi thực vật [25, 27, 57] Chúng có sức đề kháng tính chọn lọc tự nhiên chống lại chất ô nhiễm môi trường khả tồn hoạt động trao đổi chất chúng không bị ảnh hưởng giảm mức độ chất nhiễm phân hủy sinh học mà chúng phân hủy Vi khuẩn lam chứng minh có hiệu cao việc tích tụ phân hủy loại chất ô nhiễm môi trường khác nhau, bao gồm thuốc trừ sâu [20, 37, 41], dầu thô [2, 3, 57] naphthalene [9, 10], phenanthrene [44], phenol catechol [22, 54] xenobiotics [42] Vi khuẩn lam sử dụng hiệu phương pháp chi phí thấp để xử lý nước thải chăn ni bị sữa [36], chất dinh dưỡng vơ hịa tan từ trang trại ni cá [17] chất dinh dưỡng (N P) [14, 15, 30, 45, 48] Chúng báo cáo tác nhân hiệu để đồng hóa chất hữu từ môi trường ô nhiễm [4, 43, 60] chuyển hóa loại bỏ kim loại nặng [4, 34, 49] Vi khuẩn lam sử dụng thành công việc xử lý sinh học cố tràn dầu khu vực khác giới [12, 50, 51, 56] III.2 XỬ LÝ ĐƯỢC THỰC HIỆN Trong nghiên cứu này, ba loài vi khuẩn lam khác nhau; hai loại họ Anabaena spp (Anabaena oryzae, Anabaena variabilis) Tolypothrix ceytonica nghiên cứu khả phân hủy sinh học chất hữu loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải xử lý sơ cấp EWTP WWTP chúng có sức đề kháng cao thích nghi để đối phó với nhiều chất gây ô nhiễm khác Chúng chứng 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) minh khả phân hủy cao hydrocacbon clo hóa khó phân hủy Lindane (C6H6Cl6 thuốc sâu :v) [20] kim loại nặng [1] Quy trình: Lấy mẫu đại diện nước thải vào nhà máy suốt 24 để tránh dao động dòng chảy cường độ dịng chảy Đặc tính nước thải: Các thông số chất lượng nước thải bao gồm nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5); nhu cầu oxy hóa học (COD); tổng chất rắn lơ lửng (TSS); tổng chất rắn hòa tan (TDS); chất béo, dầu mỡ (FOG) hai kim loại nặng (Zn, Cu) đặc trưng trước sau xử lý để xác định hiệu trình xử lý Trong số kim loại nặng, Cu Zn chọn mức độ trung bình chúng nước thải xử lý sơ cấp cao giới hạn tối đa cho phép (MPL) theo Luật Môi trường Ai Cập (48/1982 4/1994) để xả thải an tồn vào nguồn nước Hình 3.1.Đặc điểm nước thải sau xử lý sơ cấp nhà máy Các loài chọn cấy riêng lẻ 100 ml môi trường nuôi cấy (ba lần lặp lại) ủ tuần thu phát triển mạnh mẽ Nước thải từ hai nhà máy (EWTP WWTP) phân phối (mỗi nhà máy 900 ml) vào 18 bình nón khử trùng (2 l), chín bình cho dịng thải Mỗi mẫu ni (100 ml) gieo riêng vào nước thải từ hai nhà máy (EWTP WWTP) với thể tích cuối 1L mẫu ủ điều kiện phù hợp ngày Sáu bình khác (ba bình cho nhà máy) cung cấp 1L cho bình nước thải hai nhà máy mà khơng có vi khuẩn lam để kiểm sốt cho trình xét nghiệm sinh học Chúng ủ điều kiện, lấy mẫu xác định đặc điểm khoảng thời gian với nước thải qua xử lý Để xác định dư lượng kim loại nặng thông số khác, mẫu thu thập khoảng thời gian 24 Tại thời điểm lấy mẫu, 130 ml từ bình rút cách vơ trùng, tất thơng số khảo sát xác định tính toán hiệu loại bỏ chúng cách sử dụng loài chọn Kết thu sau xử lý: Đặc điểm nước thải Nước thải qua xử lý sơ cấp hai nhà máy sản xuất đặc trưng (Bảng 1) BOD5, COD, TSS, TDS, FOG, Zn 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Công nghệ xử lý nước thải (129118) Cu ghi nhận mức trung bình 155, 380, 184, 1250, 22, 0,1779 0,0577 mg / l nước thải xử lý sơ cấp EWTP Cao đáng kể hầu hết thông số kiểm tra phát nước thải nhà máy xử lý WWTP, đặc biệt hàm lượng hữu cơ, chất rắn dầu mỡ 280, 519, 435, 1609, 32 mg/l ghi lại mức trung bình cho BOD5, COD, TSS, TDS FOG, tương ứng Hình 3.2.Bảng Nồng độ cặn (RC) thơng số chất lượng từ nước thải EWTP WWTP bị ô nhiễm sử dụng vi khuẩn lam chọn thời điểm tiếp xúc khác 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) III.3 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu chứng minh tầm quan trọng lợi công nghệ sinh học việc sử dụng vi tảo thử nghiệm để xử lý nước thải, nơi có triển vọng loại bỏ chất gây ô nhiễm khảo sát thời gian ngắn không tuần Đối với loại bỏ chất hữu cơ, BOD5 COD RE đạt cao ghi nhận 89,29 73,68% A variabilis A oryzae Đối với chất rắn, RE đạt cao TSS TDS ghi nhận T ceytonica A variabilis 64,37 38,84% Đối với chất béo, dầu mỡ FOG RE đạt cao ghi nhận 93,75% T ceytonica đạt Hiệu suất cao thu loại bỏ hai kim loại thử nghiệm đạt 86,12 94,63% Zn Cu T ceytonica T ceytonica Do đó, rõ ràng phương pháp xử lý đề xuất cung cấp công nghệ chi phí thấp, hiệu thân thiện với môi trường để xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp hai loại nước thải Nghiên cứu sâu thực để nhấn mạnh ứng dụng quy mô lớn hơn, đặc biệt với dạng vi khuẩn lam cố định 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhóm – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học”, Đức Phẩm Lương, Nhà xuất giáo dục, 2012 [2] “Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp”, Đức Khiển Nguyễn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2014 [3] “Expert System of a Sewage Treatment Plant for Wood Industry”, J Bouza-Fernandez, G Gonzalez-Filgueira [4] “Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải”, Trần Văn Nhân, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2002 [5] “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia phương pháp sinh học”, Quốc Khởi Tạ, Bộ Giáo dục đào tạo, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2007 [6] “Nghiên cứu, đánh giá số hệ thống xử lý nước thải tập trung thiết kế nhà máy xử lý nước thải khu cơng nghệ cao Hồ Lạc”, Hồng Thương Lương, Bộ Giáo dục đào tạo, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2006 [7] “Optimization of Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) Operation for Brewery Wastewater Treatment”, Kellie Boyle, Nhà xuất Université d'Ottawa/ University of Ottawa, 2019 [8] “Treatment of Domestic/Municipal and Industrial Wastewater, Using Microalgae: Review”, Mangosuthu University of Technology, Engineering faculty, Department of Civil Engineering [9] “Treatment of mixed domestic–industrial wastewater using cyanobacteria”, Ebtesam El-Bestawy, Society for Industrial Microbiology 2008 [10] “Treatment of wood industry wastewater by combined coagulation– flocculation–decantation and fentonprocess”, Seyyedeh Cobra Azimi , Farhad Shirini , Alireza Pendashteh [11] “Water and Wastewater Treatment Technologies”, Xuan-Thanh Bui, Chart Chiemchaisri, Takahiro Fujioka, Sunita Varjani, 2018 [12] “Water, wastewater and waste management in brewing industries”, Luc Fillaudeau, Pascal Blanpain-Avet, Georges Daufin, 2005 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... II: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG KHU DÂN CƯ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP II.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ II.1.1 Nguồn gốc nước thải khu dân cư II.1.2 Đặc tính nước thải đầu vào ... Cơng nghệ xử lý nước thải (129118) MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI... (129118) CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I.1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI I.1.1 Tổng quan bia Bia sản xuất lâu đời giới, sản phẩm lên men