Tiểu luận Xử lý nước thải chi phí thấp

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHI PHÍ THẤP 4 1.1. Xử lý nước thải là gì ? 4 1.2. Công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp 5 CHƯƠNG 2: NGÀNH SẢN XUẤT BÚN VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN, BÁNH PHỞ 9 2.1. Giới thiệu về ngành sản xuất bún, bánh phở ở nước ta 9 2.2. Nguồn gốc nước thải sản xuất bún 10 2.3. Các giải pháp tổ chức thoát nước và xử lý nước thải sản xuất bún, bánh phở 12 2.4. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bún 16 KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

1.2 Công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp 5

CHƯƠNG 2: NGÀNH SẢN XUẤT BÚN VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢITỪ LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN, BÁNH PHỞ 9

2.1 Giới thiệu về ngành sản xuất bún, bánh phở ở nước ta 9

2.2 Nguồn gốc nước thải sản xuất bún 10

2.3 Các giải pháp tổ chức thoát nước và xử lý nước thải sản xuất bún, bánh phở 12

2.4 Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bún 16

KẾT LUẬN 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

MỞ ĐẦU

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực kinh tế cũngnhư xã hội, vì vậy ô nhiễm môi trường luôn vấn đề trọng yếu và đòi hỏi vô số các biệnpháp cấp bách về bảo vệ môi trường Trong chiến lược phát triển bền vững quốc gia,bảo vệ môi trường được đặt ra như một mục tiêu tất yếu song song cùng với quá trìnhphát triển kinh tế - xã hội

Với sự phát triển toàn diện và nhanh chóng về tất cả các lĩnh vực kính tế - xãhội, việc triển khai thực hiện hệ thống thu gom và xử lý nước thải được xem là mộttrong những vấn đề cấp bách nhằm đảm bảo được môi trường vệ sinh và mỹ quan đôthị và bảo vệ nguồn nước đang cung cấp cho sinh hoạt Nước thải sinh hoạt và nướcthải công nghiệp chưa được xử lý hoặc chỉ được xử lý một phần khi chảy ra các nguồnnước chung, làm nhiễm bẩn chất lượng nước gây ra các vấn nạn về mất vệ sinh môitrường.

Vì vậy, việc tìm hiểu, nghiên cứu để lựa chọn và đề xuất phương án dây chuyềnxử lý nước thải tối ưu nhất cho các đối tượng nước thải cần xử lý nhằm mục đích đưađô thị ngày một phát triển bền vững Bằng cách thu thập thông tin, tài liệu kết hợp vớicác kiến thức đã học trong môn học ‘Xử lý nước thải chi phí thấp” để phân tích tínhưu việt của phương án vừa đề xuất đó, đưa ra các tính toán về kích thước và sơ đồ

khối dây chuyền công nghệ cho đối tượng nước thải cần xử lý như sau: Nước thải sảnxuất từ làng nghề sản xuất bún, bánh phở Tổng lượng nước thải cần xử lý 150 m3/ngđ; BOD: 450 mg/L, Tổng N: 45 mg/L; Tổng P: 10 mg/L; Coliforms: 7x109FC/100 ml Nhiệt độ trung bình của nước thải 26oC Yêu cầu xử lý đạt QCVN 40loại B.

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHIPHÍ THẤP

1.1 Xử lý nước thải là gì ?

Xử lý nước thải là giai đoạn cuối cùng của hệ thống thoát nước thải Xử lý nướcthải là quá trình công nghệ làm cho nước thải trở nên sạch hơn, đủ tiêu chuẩn vệ sinh đểxả vào môi trường tiếp nhận

Xử lý nước thải bao gồm 3 bậc: Xử lý bậc 1 (xử lý sơ cấp), xử lý bậc 2 (xử lý thứ cấp) –xử lý sinh học, xử lý bậc 3 – loại bỏ N, P

- Xử lý nước thải bậc 1: Chủ yếu là quá trình lắng để loại bỏ bớt cặn lơ lửng Cónhiều loại bể lắng như bể lắng 2 vỏ, bể tự hoại, bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắngradian,

Kết quả xử lý của công đoạn xử lý sơ bộ là loại bỏ được một phần cặn lơ lửng vàcác chất nổi như dầu, mỡ v.v đồng thời với việc phân hủy kỵ khí cặn lắng ở phần dướicác công trình ổn định cặn

- Xử lý nước thải bậc 2: Là công đoạn phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ,chuyển chất hữu cơ có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ và chất hữu cơ ổn địnhkết thành bông cặn để loại bỏ ra khỏi nước thải

Các công trình và thiết bị dùng trong công đoạn xử lý thứ cấp có thể chia thành 2nhóm:

+ Xử lý thứ cấp được thực hiện trong điều kiện tự nhiên + Xử lý thứ cấp được thực hiện trong điều kiện nhân tạo

- Xử lý nước thải bậc 3: Xử lý bậc 3 thường được tiến hành tiếp sau công đoạn xửlý thứ cấp nhằm nâng cao chất lượng nước thải đã được xử lý để dùng lại hoặc xả vàonguồn tiếp nhận với yêu cầu vệ sinh cao (khử N, P) Có thể dùng các công trình, thiết bịsau:

+ Lọc cát, lọc nổi, lọc qua màng để lọc trong nước, lọc qua than hoạt tính để ổnđịnh chất lượng nước

+ Xử lý hóa chất để ổn định chất lượng nước

+ Dùng hồ sinh học để xử lý thêm

1.2 Công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp

Công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp là công nghệ xử lý sinh học tự nhiên tải

lượng thấp, có thể xử lý các loại nước thải hữu cơ như nước thải sinh hoạt Hệ thốngcông nghệ này có cấu tạo đơn giản, có chi phí đầu tư thấp đáng kể, chi phí vận hành vàbảo dưỡng thấp, ít ảnh hưởng đến các hệ sinh thái, có khả năng ứng dụng tốt trong cácđiều kiện môi trường nước, đất và đất ngập nước Tuy nhiên, công nghệ xử lý nước thảichi phí thấp đòi hỏi diện tích đất sử dụng lớn hơn nhiều so với công nghệ xử lý nước thảisinh học nhân tạo tải lượng cao.

- Xử lý trong môi trường nước: Xử lý nước thải chi phí thấp trong môi trường

nước bao gồm hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải (thường gọi là hồ sinh học) là cáchồ lớn, không sâu, thường là hình chữ nhật, do người đào để cho dòng nước thải vào vàra Các hồ này được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Nam Mỹ, là loại công trình xử lýnước thải phù hợp với các nước đang phát triển ở vùng khí hậu nóng

Có ba loại hồ sinh học: - Hồ kỵ khí

- Hồ tùy tiện

- Hồ xử lý triệt để/ hồ hiếu khí

Các loại hồ sinh học này thường được bố trí thành các chuỗi hồ nối tiếp hoặc songsong theo cách: có một hồ tùy tiện sơ cấp sẽ kế tiếp một hoặc một số hồ xử lý triệt để;một hồ kỵ khí theo sau là một hoặc một số hồ xử lý triệt để; hoặc một hồ kỵ khí tiếp theolà hồ tùy tiện thứ cấp và một hay nhiều hồ xử lý triệt để Mỗi loại chuỗi hồ đều có mộttính ưu việt khác nhau, phụ thuộc vào chức năng cũng như yêu cầu chất lượng nước thảiđầu ra

Hình 1.1: Ví dụ về bố trí các hồ sinh học thành chuỗi

Bản chất của hồ kỵ khí và hồ tùy tiện là xử lý BOD và hồ xử lý triệt để là tiêu diệtcác loại vi khuẩn gây bệnh (chỉ tiêu faecal coliforms thường được sử dụng để chỉ thị choquá trình xử lý) Quá trình xử lý BOD tiếp tục diễn ra trong hồ xử lý triệt để và quá trìnhxử lý vi khuẩn gây bệnh và các chất dinh dưỡng vẫn có trong các hồ kỵ khí và hồ tùytiện Hồ sinh học tùy tiện là dạng công trình xử lý trong nước được ứng dụng phổ biếnnhất Điều kiện hiếu khí được hình thành tại các tầng nước gần bề mặt, trong khi tại khuvực đáy với sự có mặt của lớp bùn lắng tích tụ tạo nên vùng kỵ khí Tại các tầng nướcgiữa tồn tại hỗn hợp các vùng hiếu khí phía trên và kỵ khí phần phía đáy

- Xử lý trong môi trường đất: Xử lý nước thải chi phí thấp trong môi trường đất

bao gồm các hệ thống dòng chảy chậm trên bề mặt đất, dòng thấm chậm và thấm nhanhngầm dưới mặt đất Ngoài khả năng xử lý nước thải với chi phí bảo dưỡng thấp, các hệthống này còn có thêm các khả năng ưu việt khác như cung cấp nước bổ sung cho nguồnnước ngầm, cho tái trồng rừng, cho nông nghiệp và cho đồng cỏ nuôi xúc vật Hiệu quảxử lý của các hệ thống này phụ thuộc vào các phản ứng sinh học, hóa học, lý học diễn ra

trên và trong lòng đất Hệ thống dòng chảy bề mặt cần được cấy trồng thực vật để hấp thụchất dinh dưỡng cũng như các chất ô nhiễm đồng thời làm tăng thời gian lưu nước tronghệ thống và khả năng tiếp xúc giữa các ô nhiễm với đất/hệ thực vật Các hệ thống thấmchậm và thấm nhanh ngầm dưới mặt đất là các hệ thống “không xả” các dòng chảy ra rấthiếm khi xả trực tiếp ra suối hoặc các thuỷ vực nước mặt khác Mỗi hệ thống có khả nănglưu giữ nước/dòng chảy khác nhau phụ thuộc đặc tính thấm của đất.

- Xử lý trong môi trường đất ngập nước: Các vùng đất hoặc bãi đất nhân tạo mà

tại đó đất được duy trì thường xuyên trong trạng thái bão hoà nước và có cấy trồng cácloại thực vật có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng và chất ô nhiễm là môi trường tốtđể ứng dụng XLNT

Có hai dạng bãi lọc ngập nước được ứng dụng trong XLNT: Hệ thống bãi lọc dòngchảy bề mặt và hệ thống bãi lọc dòng chảy ngầm Cả hai hệ thống đều sử dụng rễ câytrồng làm nơi lưu giữ và phát triển của các loài vi sinh vật, đồng thời luân chuyển ôxy từkhông khí cung cấp cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình phân hủy các chất ô nhiễm cótrong nước thải Vi khuẩn đóng vai trò lớn trong cơ chế xử lý nước thải của các hệ thốngnày, mặc dù một phần các chất dinh dưỡng như Nitơ, Phốt pho và Natri cũng được câycối hấp thụ Hệ thống bãi lọc dòng chảy bề mặt cơ bản gần giống như các đầm lầy tựnhiên

Xử lý nước thải tập trung chi phí thấp có thể sử dụng các mô hình sau: - Hồ sinh học ổn định nước thải

- Bãi lọc ngập nước

- Hệ thống lọc cát gián đoạn

- Hệ thống xử lý bốc hơi nước bằng thực vật - Các phương pháp xử lý kỵ khí nước thải - Xử lý ổn định nước thải bằng thực vật - Lọc cát

Xử lý nước thải tại chỗ chi phí thấp là các công nghệ:- Bể tự hoại

- Bể tự hoại có ngăn lọc hiếu khí

- Bể tự hoại nhiều vách ngăn với ngăn lọc kỵ khí (BASTAF) - Giếng thấm

- Bãi lọc ngầm - Bể Biogas

Nước thải từ các làng nghề truyền thống đặc biệt là các làng nghề sản xuất thựcphẩm là một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm ở nước ta Đặc biệt lànước thải từ các cơ sở sản xuất bún, phở gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường đất vànước.

Bởi vì trong quá trình sản xuất bún thì lượng nước cần rất lớn và phần lớn lượngnước này được thải ra môi trường bên ngoài, trong đó có đến 90% các hộ kinh doanh sảnxuất làng nghề truyền thống chưa ứng dụng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún đạtchuẩn vào trong quá trình sản xuất mà xả trực tiếp ra ngoài môi trường.

CHƯƠNG 2: NGÀNH SẢN XUẤT BÚN VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚCTHẢI TỪ LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN, BÁNH PHỞ

2.1 Giới thiệu về ngành sản xuất bún, bánh phở ở nước ta

Ở nước ta một trong những nguồn phát sinh ô nhiễm là xuất phát từ các làng nghềtruyền thống đặc biệt là chế biến thực phẩm nói chung và sản xuất bún nói riêng.

Đây là loại hình sản xuất có nhu cầu sử dụng nước lớn và phần lớn nước được thảira ngoài môi trường, đặc tính chung của loại nước thải này là chứa rất nhiều chất hữu cơdễ phân hủy sinh học.

Những năm gần đây, nước ta có chủ trương khôi phục lại và phát triển các làngnghề truyền thống lâu đời như: sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ, sản xuất bún …Nhữnglàng nghề này có thể trở thành nguồn thu nhập chính cho cả làng, giải quyết vấn đề laođộng lúc nhàn rỗi Nhưng kéo theo đó là các vấn đề môi trường ngày càng nhiều xungquanh các làng nghề.

Nghề sản xuất bún bánh và các sản phẩm từ gạo khác đã đem lại nguồn thu nhập ổnđịnh và cao hơn nhiều so với sản xuất nông nghiệp thuần tuý Tuy nhiên, nước thải làngnghề sản xuất bún bánh có nồng độ các chất hữu cơ cao gây khó khăn cho việc xử lý.Hiện tại, các làng nghề sản xuất bún bánh, nước thải chủ yếu xử lý qua bể biogas trướckhi thải ra môi trường Theo kết quả khảo sát tại một số làng nghề bún bánh, chất lượngnước thải sau xử lý vẫn cao gấp 2 - 8 lần quy chuẩn cho phép, tiềm ẩn nguy cơ gây ônhiễm cao.

Nước thải tồn đọng ở cống rãnh thường bị phân hủy yếm khí gây ô nhiễm khôngkhí và ngấm xuống lòng đất gây ô nhiễm môi trường đất và suy giảm chất lượng nướcngầm Vì vậy, việc xử lý nước thải sản xuất bún là điều rất cần thiết để góp phần bảo vệmôi trường nguồn nước.

2.2 Nguồn gốc nước thải sản xuất bún

Hình 2.1 Quy trình sản xuất bún

Trong quá trình sản xuất bún thì lượng nước thải từ các công đoạn như ngâm, lọc…là rất lớn:

Nước vo gạo, nước rửa gạo có màu đục sữa, chứa nhiều tinh bột, các vitamin vàkhoáng vi lượng chiếm khoảng 25-30% tổng lượng nước thải.

Nước rửa bún, làm nguội bún sau khi dùng chiếm khoảng 40% tổng lượng nướcthải.

Nước vệ sinh máy xay, máy đùn sợi, vại lọc bột, vệ sinh nền khu xay bột có chứalượng lớn tinh bột, cặn bẩn, cát thì nước thải chiếm khoảng 20-23% tổng lượng nướcthải.

Phần còn lại là nước sinh ra từ quá trình chế biến thức ăn, nước thải từ hầm tựhoại,…

Ngoài ra còn có nước thải sinh hoạt phát sinh do công nhân của xưởng…

Trong khi đó, phần lớn hộ sản xuất bún ở các làng nghề chưa xây dựng hệ thống xửlý nước thải, việc xả thải trực tiếp nước thải sản xuất bún chưa qua xử lý ra môi trườngngoài việc gây ô nhiễm môi trường sống thì nó còn làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồnnước ngầm và nước mặt.

Đặc biệt, có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp, bệnh da liễu cho người dân do hítphải các mùi hôi thối, độc hại trong một thời gian dài Mùi chua do tinh bột lên men làmột trong những mùi đặc trưng Đặc biệt có hại đến sức khỏe con người.

Nước thải cơ sở sản xuất bún chứa rất nhiều tinh bột và tinh bột biến tính, hất hữucơ dễ phân hủy, các chỉ tiêu COD, BOD5, N,… vượt nhiều lần so với quy chuẩn chophép, ngoài ra nước thải sản xuất bún còn có mùi hôi thối rất khó chịu.

Lượng nước thải này chứa lượng BOD, COD cực kỳ cao, nồng độ chất rắn và chấtdinh dưỡng khá cao Ngoài ra, trong nước thải còn chứa lượng lớn vi khuẩn và vi sinh vật

gây hại Xử lý nước thải cơ sở sản xuất bún tươi là rất khó bởi vì lưu lượng lớn cũng nhưthành phần, tính chất phức tạp của nó.

Nếu không xử lý nước thải sản xuất bún đúng cách, điều đó sẽ góp phần tạo nênnhững ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sống của chúng ta Đặc biệt là tới môitrường nước.

Nước thải sản xuất bún chưa qua xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường sẽ làm cảntrở quá trình lọc tự nhiên Lâu ngày các chất hữu cơ phân hủy sẽ gây ô nhiễm nguồnnước Nguồn sinh thủy bị suy thoái trầm trọng Chúng tạo điều kiện thuận lợi cho ruồi,muỗi phát triển Từ đó, cũng tiềm ẩn những căn bệnh nguy hiểm như sốt xuất huyết,…gây ảnh hưởng trực tiếp lên sức khỏe con người.

Hơn nữa, những vùng bị xả thải trở nên ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng, mùi hôithối bốc lên Những bệnh về đường hô hấp dần xuất hiện Điều này cũng khiến nhữngvùng đất lân cận và nguồn nước ngầm cũng bị ô nhiễm.

Chính vì vậy, cần phải tập trung lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cơ sở sản xuấtbún tươi một cách chính xác, phù hợp và hiệu quả nhất có thể.

2.3 Các giải pháp tổ chức thoát nước và xử lý nước thải sản xuất bún, bánh phở

a Xử lý nước thải phân tán tại các hộ sản xuất

Nước thải được xử lý ngay tại các cơ sở sản xuất đáp ứng yêu cầu xả ra môi trường bênngoài Nước thải sau khi xử lý được bơm về mương tập trung và sẽ được dẫn ra nguồntiếp nhận.

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên tắc tổ chức xử lý nước thải phân tánb Xử lý nước thải bán phân tán

Quá trình xử lý nước thải bao gồm 2 giai đoạn

- Giai đoạn 1: Xử lý sơ bộ tại các cơ sở sản xuất bún, bánh phở;

- Giai đoạn 2: Xử lý tập trung nước thải sau khi thu gom từ các cơ sở sản xuất bún.Tại các hộ sản xuất nước thải được tập trung thu gom và xử lý Phương pháp xử lýchính là phương pháp hóa học hoặc hóa lý Trong quá trình này, một phần lượng cặn lơlửng và hàm lượng chất hữu cơ tính theo COD hoặc BOD được giữ lại cùng với bùn cặncủa nước thải Tinh bột lẫn trong nước thải có thể được thu hồi tái sản xuất.

Nước thải sau quá trình xử lý bậc I tại các cơ sở sản xuất được xả ra mương dẫn vềtrạm xử lý nước thải tập trung Tại đây nước thải được xử lý tiếp tục bằng biện pháp sinhhọc bậc 2 và bậc 3 Nước thải sau xử lý đảm bảo yêu cầu xả ra nguồn nước tiếp nhận.

Cặn lơ lửng giữ lại trong quá trình keo tụ hoặc keo tụ tuyển nổi chủ yếu là tinh bộtcó thể được tái sử dụng lại Nguồn tiếp nhận

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tắc tổ chức xử lý nước thải bán tập trungc Xử lý nước thải tập trung

Tất cả các loại nước thải sản xuất hình thành tại các cơ sở sản xuất của làng nghềsản xuất bún, bánh phở từ kênh thu gom được bơm về trạm xử lý Tại nhà máy xử lý bốtrí các công trình công nghệ để xử lý nước thải đảm bảo tiêu chuẩn xả thải trước khi xả ranguồn tiếp nhận

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên tắc tổ chức xử lý nước thải tập trung

- Bậc 1: xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý để tách cặn tinh bột và các chất rắn lơ

lững khác trong nước thải Sau quá trình xử lý này, hàm lượng cặn lơ lửng trong nướcthải giảm xuống và nước thải đáp ứng yêu cầu làm sạch sinh học cưỡng bức trongaeroten COD trong nước thải cũng giảm xuống đáng kể.

- Bậc 2: nước thải được xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo hoặc tự nhiên, đảm bảo

tiêu chuẩn xả thải mức B theo QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc giavề nước thải công nghiệp

- Bậc 3: Nước thải được tiếp tục được ổn định trong hồ có nuôi trồng thủy sinh Phần lớn

các chỉ tiêu trong nước thải sau khi xử lý bậc 3 bằng hồ sinh học đáp ứng yêu cầu xả ranguồn nước mặt loại B Ngoài ra còn có thể tái sử dụng lượng nước này phục vụ cho cácxưởng sản xuất trong khu vực làng nghề làm bún, bánh phở vốn phải sử dụng rất nhiềunước cho sản xuất

d Đánh giá các phương án tổ chức xử lý nước thải