Quy trình xử lý nước thải trong sản xuất tinh bột sắn

Quy trình xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn GVHD: TS.NguyễN Lan Hương Phụ lục ● Phần : Tổng quan ngành sản xuất tinh bột sắn ● Phần : Tính chất nước thải từ quy trình chế biến tinh bột sắn ● Phần : Một số phương pháp sinh học xử lý nước thải ● Phần : Đề xuất giải pháp công nghệ ● Phần : Xử lý nước thải từ q trình chế biến tinh bột sắn cơng nghệ SBR-V cải tiến Phần 1: Khái quát chung Tinh bột sắn gì? - - Tinh bột sắn sản phẩm làm từ phân tử carbon thiên nhiên thực vật bị biến đổi để tao thành đường tích lũy sang hình thái chất có khả kết hợp phận thực vật ( rễ cây, thân hoa ) Tinh bột sắn coi thành phần nguyên liệu quan sử dụng cho lĩnh vực thực phẩm công nghiệp Đặc điểm - - Tinh bột sắn có tỷ trọng cao khơng dễ tan nước Sau thời gian giữ tình trạng chất lỏng kết tủa Trong nhiệt độ cao, cấu trúc phá vỡ tạo thành chất keo dính đặc quánh giống tượng hồ hóa mà chất dung nhiều lĩnh vực công nghiệp khác Tinh bột sắn dễ dàng bị hồ hóa với độ dính cao, chất liệu hồ không tinh khiết mà trính thối hóa chúng diễn chậm Với độ căng phồng cao, phân tử giữ độ dính cao bình thường Ứng dụng Ứng dụng nhiều ngành thực phẩm : Tinh bột sắn gì? Ứng dụng ngành cơng nghiệp giấy : Tinh bột sắn gì? Ngành vật liệu xây dựng: Sản xuất trần thạch cao, tăng tính liên kết cho đất sét, đá vôi, làm phụ gia cho sơn - Ngành công nghiệp dược, mỹ phẩm: Tinh bột tapioca starch sử dụng làm phấn làm trắng, chất độn dược phẩm, tạo lớp màng keo số loại mỹ phẩm - Chế tạo tinh bột biến tính: E1420, E1414, E1404, E1422,… sử dụng phụ gia quan trọng tất ngành nghề Tình hình sản xuất tinh bột sắn - Số liệu TCHQ, xuất sắn sản phẩm từ sắn năm 2019 ước đạt 2,53 triệu tấn, thu 966,88 triệu USD, giá trung bình 381,6 USD/tấn, tăng 4,4% lượng, tăng 0,9% kim ngạch giảm 3,4% giá so với năm 2018 - Sản lượng sản xuất sắn giới vào khoảng 250 triệu tấn/năm, Nigeria dẫn đầu với 54 triệu tấn, chiếm 37% Quốc gia có sản lượng sắn lớn thứ hai Brazil với khoảng 26 triệu tấn/năm Tiếp đến Indonesia, Congo, Thái Lan (khoảng 22 triệu củ/năm/nước), Angola, Ghana, Ấn Độ Việt Nam Những quốc gia chiếm 75% tổng sản lượng sắn toàn giới Xuất sắn sản phẩm sắn năm 2019 (Theo số liệu TCHQ công bố ngày 13/1/2020) Nguồn gốc nước thải tinh bột sắn - Nước thải xuất phát từ trình rửa sắn, sàng loại sơ, khử nước kéo theo chất bám, lơ lửng, tinh bơt ; theo 10% nước thải sinh q trình rửa củ 90% từ giai đoạn ly tâm, sàng lọc,khử nước Lượng nước thải kéo theo bao gồm protein, chấy béo, chất khống, tình bột khơng thu hồi Nước có màu trắng đục, mùi chua nồng gây ô nhiễm môi trường Nước thải Song tách rác thô Máy tách rác tinh Chuyển đến nơi chơn lấp Rác thải Trạm bơm, bể điều hịa Bể Selector Máy thổi khí Bể SBRV Bể Selector Bơm bùn Bể SBRV Bể lắng làm đặc bùn Bơm bùn Bể khử trùng Máy ép bùn băng tải Bùn khơ Hồ điều hịa Nguồn tiếp nhận (A-QCVN 40:2011) Sơ đồ xử lý nước thải TBS công nghệ SBR-V cải tiến Chuyển chôn lấp 4.2 Chu trình xử lý nước thải SBRV * Gồm q trình: ● Cấp khí, nước thải vào để tiến hành oxi hóa sinh học (Fill aeration-aeration-F/A) ● Lắng làm nước (Settlement - S) ● Lọc nước (Decanting – D) - Hệ thống SBRV thiết kế bể hoạt động song song,lệch pha đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục - Quá trình phản ứng gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: nước thải trộn với bùn hoạt tính hồi lưu với tỷ lệ F/M cao ngăn SELECTOR Quá trình Fill-AERATE thay trình FILL&FILL-ANOXIC-MIX  vận hành hệ thống đơn giản Giai đoạn2: trình phản ứng xảy bể SBRV gần tương tự trình SBR Đây phương pháp xử lý nước thải tuần hồn liên tục qua q trình oxy hóa cacbon, q trình nitrat hóa, khử nitơ khử photpho phương pháp sinh học diễn đồng thời a Nguyên lý vận hành bể SBRV - Quá trình xử lý diễn theo mẻ lặp lặp lại - Trong thời gian xử lý sinh học mẻ: Sục khí + khuấy trộn Cấp nước VSV họat động mạnh Phân giải chất hữu Chu kỳ kết thúc Tạo sinh học Ngừng cấp khí nước thải Để lắng Hút bùn sinh học b Ngăn sinh học Selector - Ngăn Selector thiết kế đặc biệt tự đảo trộn dịng nước, tránh viêc lắng đọng cục c Ưu điểm ngăn sinh học Selector Tạo điều kiện thuận lợi, bẻ gẫy liên kết hữa khó phân hủy (thường mạch dài mạch tròn tạo thành mạch ngắn dễ dàng phân hủy) Duy trì mơi trường thiếu /yếm khí tạo điêu kiện cho q trình phân hủy nito photpho diễn mãnh liệt Tuần hồn đồng thời trì hàm lượng bùn lớn ngăn Selector tránh tượng trương nở bùn/phát triển vi sinh vật dạng sợi 4.3 Ưu nhược điểm cơng nghệ SBRV - Có dạng cơng nghệ bùn hoạt tính: + CN bùn hoạt tính dịng liên tục (Conventional Activated Sludge – CAS) Trong phản ứng sinh học xẩy bể sục khí – bể Aeroten; nước sau xử lý bùn lắng bể riêng biệt thường gọi bể lắng thứ cấp + CN bùn hoạt tính dạng mẻ tuần hồn (Sequencing Batch Reactor – SBR), tồn q trình phản ứng – sục khí lắng xẩy bể + CN bùn hoạt tính dạng mẻ liên tục (Cyclic Sequencing Batch Reactor – SBRV a So sánh với cơng nghệ xử lý CAS - Về kích thước bể, đất sử dụng: + công nghệ SBRV sử dụng bể hình chữ nhật xây sát + cơng nghệ CAS có sử dụng bể lắng hình trịn khơng thể xây sát + cơng nghệ SBRV không sử dụng bể lắng sơ cấp thứ cấp nên sử dụng bơm bùn hồi lưu, khơng sử dụng cào bùn Do q trình vận hành /điều khiển đơn giản CAS  Do kích thước bể đất sử dụng công nghệ SBRV nhỏ CAS  Điều tạo nên khác biệt lớn chi phí đầu tư nằm phần thiết bị sử dụng - Vể lượng sử dụng (điện) + SBRV: điều khiển đo tốc độ hấp thụ oxy VSV  lượng sử dụng vừa đủ cho trình hấp thụ oxy xử lý sinh học Không sử dụng lượng điện cho cào bùn bể lắng + CAS: có cách đo nồng độ oxy (DO) bể Aeroten dư thừa lượng oxy cung cấp cho vi sinh vật  làm tăng lượng Năng lượng sử dụng thấp 50 – 60% so với CAS sử dụng phương pháp điều khiển OUR - Mở rộng cơng suất: + SBRV: tồnbộ q trình xảy bể, nên việc mở rộng suất đơn giản + CAS : trình xảy nhiều bể nên trình mở rộng công suất phức tạp - Xử lý nitơ phốt + SBRV : tốt cho xử lý nito photpho + CAS : tốt cho xử lý nitơ áp dụng thời gian lưu nước dài( bể lớnthơng khí kéo dài) khơng xử lý tốt phôt - Độ ồn: + SBRV: sử dụng máy thổi khí với cơng suất nhỏ + CAS : sử dụng máy thổi khí với cơng suất cao để sục liên tục  Độ ồn công nghê CAS lớn SBRV - Khả lắng bùn: + SBRV: điều khiển khả hấp thụ oxy vi sinh vật (OUR) không dư thừa oxy giảm vi sinh vật dạng sợi làm tăng khả lắng bùn tránh bùn + CAS vận hành khơng có kinh nghiệm  - Khả chịu tải đầu vào: + SBRV: tốt Nếu tải lưu lượng – giảm thời gian cho nước vào bể chuyển sang bể khác; tải tải lượng BOD – tăng thời gian sục khí + CAS: Bể Aeroten hoạt động phụ thuộc vào tải lượng BOD đầu vào bể lắng phụ thuộc vào lưu lượng đầu vào Thể tích bể cố định  khơng thể tăng thời gian sục khí tăng thời gian lưu nước bể lắng - Mùi: + SBRV : không gây mùi + CAS : gây mùi Nguyên nhân: bể Aeroten có thời gian lưu nước – lưu bùn nhỏ làm cho lượng bùn sinh lớn chưa kịp phân hủy – thức ăn dư thừa hơn, chuyển sang bể lắng phân hủy mạnh điều kiện yếm khí sinh mùi Nếu bể Aeroten nhỏ hơn, lượng chất ô nhiễm hữu (BOD) chưa kịp phân hủy hết (mặc dù đạt tiêu chuẩn) tiếp tục phân hủy bể lắng sinh mùi CAS có F/M cao thường phải có bể điều hịa – gây mùi nước thải chưa xử lý Để giảm mùi cần phải thiết kế tỷ lệ F/M thấp – thiết kế bể lớn để thời gian lưu nước dài ... để xử lý nước thải từ nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phần 2: Tính chất nước thải từ chế biến tinh bột sắn Tính chất nước thải tinh bột sắn Trong nhà máy chế biến tinh bột sắn, lượng nước thải trình. .. ngành sản xuất tinh bột sắn ● Phần : Tính chất nước thải từ quy trình chế biến tinh bột sắn ● Phần : Một số phương pháp sinh học xử lý nước thải ● Phần : Đề xuất giải pháp công nghệ ● Phần : Xử lý. .. thải tinh bột sắn Củ sắn Bảng chất lượng nước thải sản xuất Nồng độ ô nhiễm nước thải sản xuất tinh bột sắn Tính chất nước thải 4.1.2 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải Bể phản ứng Bể