Tên đề tài: ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CƠ SỞ SẢN XUẤT TƯƠNG THÀNH LỢI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD : ThS... − Đối với nước thải sản xuất: nư
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ SẢN XUẤT VÀ NƯỚC THẢI
Tổng quan về cơ sở sản xuất Thành Lợi
Tên cơ sở: Hộ kinh doanh cá thể Thành Lợi
Diện tích: khoảng 400 m 2 Địa chỉ: 31/7 Nguyễn Triệu Luật, khu phố 4, phường Tân Tạo, quận Bình Tân Điện thọai: 0838 761744
Lọai hình doanh nghiệp: Hộ kinh doanh cá thể Đại diện: Ông THÁI HÒA THÀNH
Chức vụ: Chủ cơ sở
Số lao động: trung bình 15 người
1.1.1 Tóm tắt quá trình họat động
Cơ sở Thành Lợi được cấp giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số: 41W8013790 đăng ký lần đầu ngày 22/05/2006 Cơ sở bắt đầu hoạt động từ năm
Cơ sở gồm có kho chứa nguyên liệu, kho chứa bao bì, khu nồi nấu, khu đóng gói sản phẩm, khu thổi bình nhựa, khu cơ khí sửa chữa, khu chứa nước thải sản xuất, khu nhà ở và vệ sinh Ngoài ra còn có sân thượng dùng làm nơi phơi tương
1.1.2 Lọai hình sản xuất của cơ sở
Hiện nay cơ sở Thành Lợi có các sản phẩm sau: tương hột trắng, tương hột đen, tương nghiền, tương ớt và Sa tế Cơ sở mua hạt nhựa về tự làm bình nhựa để chứa sản phẩm nhằm giảm chi phí
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 2
1.1.3.1 Quy trình sản xuất tương
Hình 1.1 Quy trình sản xuất tương
Thêm đường Khuấy & nấu sôi
Nấu chín Hạt đậu nành
Tương hột Tương bán thành phẩm Gia vị
Gạo xay Phơi nắng 3 ngày
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 3
1.1.3.2 Quy trình sản xuất tương ớt
Hình 1.2 Quy trình sản xuất tương ớt Ớt trái
Tinh bột biến tính Chất ổn định Ớt nghiền Nước sạch
Nấu sôi & khuấy Để nguội rồi rót bình Gia vị
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 4
1.1.3.3 Quy trình sản xuất sa tế
Hình 1.3 Quy trình sản xuất sa tế
1.1.3.4 Giải thích ngắn gọn quy trình ắ Làm tương đậu : Đậu nành được rửa sạch, nấu cho mềm rồi để rỏo Đem trộn với muối sau đó nấu lại với gạo xay, màu caramen Tiếp theo hỗn hợp được chứa trong các thùng phuy rồi đem phơi nắng trong 3 ngày Tiếp đó tương được chứa trong thùng lớn, nếu làm tương đen thì được thêm đường rồi ủ một ngày cho đường thấm vào hạt đậu, nếu làm tương trắng thì không thêm đường Trước khi rót bình thì hạt tương sẽ được máy xay nhuyễn để cho ra sốt tương dùng ăn phở Ngoài ra tương còn được bổ sung thêm dầu mè nhằm tăng thêm hương vị Món này thường ăn với bì cuốn, bò bía ắ Làm tương ớt: Ớt trỏi được nghiền mịn Hũa tan tinh bột biến tớnh trong thùng phuy rồi đổ vào nồi nấu với ớt đến khi sôi thì bơm sang chứa trong bồn lớn ở khu chiết rót Sau đó tương ớt được rót vào bình 5 lít Ớt trái
Khuấy & nấu sôi Ớt xay Gia vị
Dầu ăn Để nguội rồi phối trộn
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 5 ắ Làm sa tế: Ớt nguyờn liệu mua về là loại đó được xắt nhỏ và ướp muối chứa trong thùng phuy Sau đó ớt được đổ vào nồi nấu cho sôi Rồi bơm qua thùng chứa ở khu chiết bình Tại đây, dầu ăn sẽ được phối trộn với ớt theo tỷ lệ nhất định và cho ra sản phẩm sa tế
1.1.4.1 Đối với chất thải rắn
Chất thải rắn sinh họat sinh ra từ các sinh hoạt bình thường của công nhân trong ca làm việc bao gồm: các lọai bao bì nylon, hộp đựng thức ăn, thức uống, vụn thuốc lá v.v được thu gom hằng ngày
Chất thải rắn sản xuất chủ yếu của cơ sở là các nắp và vỏ can nhựa dùng để chứa thành phẩm nhưng bị lỗi (thủng, móp) nên thải ra bãi rác tập trung riêng
Chất thải nguy hại của cơ sở gồm có giẻ lau nhớt máy và bóng đèn huỳnh quang cũng được nhân viên vệ sinh thu gom hằng ngày
Nhiệt độ trong khu nhà xưởng phụ thuộc vào cường độ làm việc của máy móc, thiết bị, nhiệt độ môi trường xung quanh, mật độ công nhân và kết cấu của nhà xưởng Đặc biệt là ở khu vực lò nấu, nhiệt độ cao hơn xung quanh nên cũng tác động không nhỏ tới sức khỏe công nhân Nhiệt độ trong khu vực xung quanh lò nấu là khoảng 35-38 o C Do không khí luôn bão hòa hơi nước nên nhiệt độ luôn ở mức cao Mặc dù trần nhà cao 10 m và khu xưởng rộng 6 m nhưng chưa đủ phân tán hết nhiệt dư
1.1.4.3 Đối với khí thải, bụi và tiếng ồn
Ngày 12 tháng 06 năm 2010, chủ cơ sở cùng phối hợp với Viện Tài nguyên - Môi trường để tiến hành lấy mẫu không khí để xác định chất lượng không khí tại khu vực xưởng sản xuất và khí thải xung quanh.
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 6
Bảng 1.1 Kết quả phân tích mẫu không khí thải trước cổng của cơ sở
Ghi chú: tại thời điểm đo thì họat động sản xuất của cơ sở diễn ra bình thường
Kết quả đo đạc chất lượng không khí trước cổng cơ sở cho thấy các chỉ tiêu bụi, SO2, NOx, CO đều đạt tiêu chuẩn cho phép Tuy có độ ồn hơn mức cho phép do ảnh hưởng xe cộ
Bảng 1.2 Kết quả phân tích mẫu không khí khu vực giữa xưởng sản xuất của cơ sở Thành Lợi ngày 12/06/2010
Ghi chú: tại thời điểm đo thì họat động sản xuất của cơ sở diễn ra bình thường Độ ồn (dBA)
Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh
(mg/m 3 ) Kết quả phân tích tại khu vưc giữa xưởng sản xuất 72,4 0,154 0,053 40 0,113
Kết quả phân tích tại khu vực lò nấu 67,6 0,197 0,051 6,12 0,133
Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 7
Kết quả đo đạc chất lượng không khí trong khuôn viên cơ sở cho thấy các chỉ tiêu độ ồn, bụi, SO2, NOx, CO đều đạt tiêu chuẩn cho phép
Nước thải của cơ sở gồm có nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất:
− Nước thải sinh hoạt của công nhân viên có nguồn gốc từ nước dùng cho vệ sinh cá nhân và nước dội bồn cầu Nước thải sinh hoạt phát sinh từ hoạt động của công nhân nói chung đều thỏa mãn yêu cầu chất lượng nước dành cho nước thải sinh hoạt
− Đối với nước thải sản xuất: nước thải sản xuất của cơ sở vẫn chưa có biện pháp xử lý phù hợp nên vẫn chưa đạt yêu cầu chất lượng nước thải sản xuất loại B Hiện tại nước thải sản xuất của cơ sở chưa được xử lý trước khi thải ra hệ thống mương thoát nước chung của khu vực Do đó cơ sở Thành Lợi đang có nhu cầu tìm kiếm một phương án xử lý nước thải sản xuất có hiệu quả và phù hợp điều kiện kinh tế
Chủ cơ sở đã liên hệ với Phòng thí nghiệm Công nghệ và Môi trường thuộc Viện Môi trường & Tài nguyên – Đại học quốc gia Tp.HCM để nhờ đơn vị này tiến hành lấy mẫu nước thải sản xuất và phân tích các chỉ tiêu dành cho nước thải sản xuất theo QCVN 24: 2009/BTNMT
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 8
Bảng 1.3 Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của cơ sở Thành Lợi ngày
Stt Chỉ tiêu Đơn vị Giátrị QCVN
Nước thải sản xuất của cơ sở vi phạm tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT về nước thải loại B, thể hiện ở các chỉ tiêu COD, SS, BOD5 vượt quá ngưỡng cho phép nhiều lần.
− Nước thải sản xuất của cơ sở có đặc tính là chứa nhiều cặn bã hữu cơ và có các chỉ tiêu COD, BOD5, SS cao là do các quá trình và công đoạn sau:
• Trong quá trình sản xuất, khâu múc đậu từ nồi sang thùng phuy làm thất thoát đậu xuống bể chứa nước thải
• Quá trình súc rửa các thùng phuy chứa ớt xay và tinh bột biến tính thải ra nhiều xác ớt và bột dư
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 9
Tổng quan về nước thải
1.2.1 Sơ lược về nước thải
Các hoạt động của con người luôn gắn liền với nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích khác nhau và thải ra nhiều loại nước thải có chứa các tác nhân ô nhiễm sau quá trình sử dụng Nước mưa, vốn được xem là nguồn nước sạch nhưng vấn có khả năng bị nhiễm bẩn do thanh lọc các chất ô nhiễm trong khí quyển và lôi cuốn các chất bẩn tích tụ trên mặt đất vào các nguồn nước Nếu không được kiểm soát, quản lý tốt và không có các biện pháp xử lý hữu hiệu, các dòng thải đó sẽ gây nên nhiều vấn đề nan giải: ngập úng đường phố, ô nhiễm môi trường và ô nhiễm các
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
Ô nhiễm nguồn nước là vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái tự nhiên và làm giảm giá trị thẩm mỹ của đô thị Ô nhiễm làm mất cân bằng hệ sinh thái, gây hại cho các loài sinh vật sống trong môi trường nước, đe dọa sức khỏe con người và làm suy giảm chất lượng cuộc sống.
Nước thải được định nghĩa như là những chất thải dạng lỏng thải ra từ các công trình, nhà cửa; các khu dân cư, khu thương mại và dịch vụ, các cơ sở sản xuất công nghiệp và khu công nghiệp; nước mưa chảy tràn trên bề mặt và đổ vào hệ thống cống thoát nước
Tuỳ theo các mục đích sử dụng nước khác nhau mà nước thải được chia ra thành 3 loại cơ bản sau đây: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, và nước thải là nước mưa ắ Nước thải sinh hoạt
Là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, rửa, giặt giũ, vệ sinh cá nhân,…và thường đươc thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh ắ Nước thải cụng nghiệp
Là nước được thải ra từ các cơ sở sản xuất công nghiệp sau khi sử dụng cho các công đoạn và quá trình sản xuất ở mỗi cơ sở công nghiệp Đặc tính của nước thải công nghiệp rất khác biệt nhau tuỳ thuộc vào ngành nghề xản xuất, đặc điểm loại nguyên liệu thô được đưa vào sử dụng, công nghệ sản xuất cũng như các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp: có thể không bị ô nhiễm hay bị ô nhiễm, bị ô nhiễm nhiều hay ít và loại ô nhiễm đặc trưng của nước thải ắ Nước thải là nước mưa
Tại các vùng nông thôn và những khu vực khan hiếm nước, nước mưa được quan niệm là một nguồn nước sạch tuyệt đối và là nguồn nước không thể thiếu trong sinh hoạt Tuy nhiên, tại các khu đô thị, các khu công nghiệp tập trung và các vùng ven đô có tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh, nước mưa đã thực sự trở thành
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 12 một nguồn nước thải và đã từng gây ra những vấn đề nan giải về thoát nước đô thị và ô nhiễm môi trường, đặc biệt là tại các khu đô thị phát triển không có các quy hoạch hợp lý về thoát nước và xử lý nước thải như Thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội
Nước thải nguồn gốc từ mưa bị nhiễm bẩn do rửa trôi chất thải trên bề mặt đất Các chất khí axit như SOx, NOx, H2S hòa tan trong nước mưa, tạo thành mưa axit, không phù hợp cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống.
1.2.3 Thành phần và tính chất nước thải
1.2.3.1 Thành phần nước thải a) Thành phần vật lý
Theo trạng thái vật lý các chất bẩn trong nước thải được chia thành 3 nhóm: ắ Nhúm 1: Gồm cỏc chất khụng tan chứa trong nước thải ở dạng thụ (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông…); ở dạng lơ lửng (δ > 10 -1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (δ = 10 -1 ÷ 10 -4 mm) ắ Nhúm 2: Gồm cỏc chất bẩn dạng keo (δ = 10 -4 ữ 10 -6 mm) ắ Nhúm 3: Gồm cỏc chất bẩn ở dạng hoà tan cú δ < 10 -6 mm, chỳng cú thể ở dạng ion hoặc phân tử
Nước thải thường có mùi hôi thối khó chịu Khi vận chuyển trong đường cống sau 2 – 6 giờ thấy xuất hiện mùi các chất sunfua (H2S , Mercaptan…) và nước có màu sẫm.Nồng độ các chất bẩn càng cao nước thải càng có màu càng cao và càng thấy đục Nồng độ các chất bẩn có trong nước thải có thể cao hay thấp tuỳ tiêu dùng nước và lượng nước công nghiệp lẫn vào
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 13 b) Thành phần hoá học
Theo trạng thái hoá học các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hoá học khác nhau, được chia làm 2 nhóm: ắ Thành phần vụ cơ : Gồm cỏt, xột, xỉ, axit vụ cơ, kiềm vụ cơ, cỏc ion của cỏc muối phân ly ắ Thành phần hữu cơ: Gồm cỏc chất cú nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bó bài tiết…
− Các hợp chất chứa nitơ: urê, protein, amin, axit amin…
− Các hợp chất mhoms hydratcarbon: mỡ, xà phòng, cellulose…
− Các hợp chất có chứa photpho, lưu huỳnh c) Thành phần sinh học
Trong nước thải có nhiều loại vi sinh vật như: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn, trong đó nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn…những loài vi sinh vật này đặc trưng cho nước thải sinh hoạt và một số nước thải công nghiệp như nước thải lò mổ, nhà máy da, len
1.2.3.2 Tính chất nước thải a) Tính chất vật lý
− Khả năng lắng đọng / nổi lên của chất bẩn
− Khả năng tạo mùi và các ảnh hưởng của mùi
− Khả năng tạo màu và các ảnh hưởng của mùi
− Khả năng biến đổi nhiệt độ của nước thải
− Khả năng giữ ẩm của bùn / cặn b)Tính chất hóa học
− Khă năng phản ứng giữa các chất bẩn sẵn xó trong nước thải
− Khă năng phản ứng giữa các chất bẩn sẵn có trong nước thải và các hóa chất thêm vào
− Khả năng phân hủy hóa học nhờ các lực cơ học và vật lý c)Tính chất sinh học
Các thông số đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 14
Khả năng phân hủy sinh học các chất bẩn trong điều kiện hiếu khí và kị khí, tự nhiên và nhân tạo
1.3 Các thông số đánh gíá mức độ ô nhiễm nước thải
Tổng chất rắn là thành phần vật lý quan trọng nhất của nước thải Nó bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan Do đó khi phân tích, tổng chất rắn được xác định là phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước trên bếp cách thủy, sau đó sấy khô ở nhiệt độ 103 o C cho tới khi trọng lượng không đổi
Theo kích thước của hạt rắn, tổng chất rắn được phân thành các lọai: chất rắn lơ lửng, chất rắn dạng keo và chất rắn tan Để xác định chất rắn lơ lửng thường dùng giấy lọc Whatman GF/C, có kích thước lỗ khoảng 1.2 m
1.3.2 Chỉ thị chất lượng nước về mặt vi sinh
Nước là một phương tiện lan tryền các nguồn bệnh và trong thực tế các bệnh lây lan qua môi trường nước là nguyên nhân chính gây tử vong và bệnh tật, nhất là ở các nước nghèo Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị và về nguyên tắc đó là nhóm trực khuẩn (coliform) Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số coli
Các trực khuẩn đặc trưng gồm Escherichia coli và Fecal streptococci (enterococci) Chúng sống trong đường ruột của người và được thải ra với số lượng lớn trong phân người và các động vật máu nóng khác (trung bình khoảng 50 triệu coliform trong 100 ml) Nước thải sinh họat chưa qua xử lý thường chứa trên 3 triệu coli/100ml Các tiêu chuẩn nước uống thường định rõ sự an toàn vệ sinh bằng một phương pháp xác định là số coliform được phát hiện ở mức trung bình không quá 1 con/100ml
Kỹ thuật nuôi ủ rồi đếm đoán chừng sau đó ghi nhận những kết quả dương ở những độ pha loãng khác nhau hay MPN (Most Probable Number) thường được
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 15 dùng nhất Tuy vậy, chỉ số coli vẫn chưa phản ánh đầy đủ ý nghĩa chất lượng nước về mặt vi sinh do hai nguyên nhân sau:
− Thứ nhất là trong đất có nhiều loài coliform tồn tại tự nhiên, vì vậy mật độ cao các vi khuẩn coliform trong nước tự nhiên giàu dinh dưỡng có thể không có ý nghĩa về mặt vệ sinh
− Thứ hai là các vi khuẩn coliform có xu hướng phát triển trong nước tự nhiên và thậm chí trong cả các công đọan xử lý nước thải (trước khử trùng) trong điều kiện nhiệt đới Vì nhiều vi khuẩn khác có thể sinh trưởng ở nhiệt độ cao, do đó chúng thường gây nhiễu kết quả phân tích tổng số coliform (thường tiến hành ở 35 o C) Để khắc phục điều này, người ta đã sử dụng thêm chỉ số fecal coliform Kỹ thuật xác định số fecal coliform cũng tương tự như đối với xác định tổng số coliform, chỉ khác là quá trình ủ diễn ra ở nhiệt độ 44,5 o C
1.3.3 Hàm lượng oxy hoà tan DO (Dissolved Oxygen)
Oxy rất quan trọng vì nó duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản và tái sản xuất Các nguồn nước mặt có điều kiện tiếp xúc trực tiếp với không khí nên thường có hàm lượng oxy hòa tan cao Quá trình quang hợp và hô hấp của các lòai thủy sinh cũng làm thay đổi hàm lượng oxy trong nước mặt
Khi thải các chất thải sử dụng oxy vào các nguồn nước, quá trình oxy hóa chúng sẽ làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong các nguồn nước này, đe dọa của các loài sinh vật sống trong nước Để xác định nồng độ oxy hòa tan trong nước nguồn cũng như trong nước thải, người ta thường dùng phương pháp iôt (hay còn gọi là phương pháp Winkler) Phương pháp phân tích này dựa vào quá trình oxy hóa Mn 2+ thành Mn 4+ trong môi trường kiềm và Mn 4+ lại có khả năng oxy hóa I - thành I2 tự do trong môi trường axít Như vậy lượng I2 được giải phóng tương đương với lượng oxy hòa tan có trong
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 16 nước Lượng iôt này được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch natri thiosulfat( Na2S2O3)
Hiện nay người ta đã sản xuất được các máy đo DO (Oxygen meter) có độ chính xác cao phục vụ nghiên cứu và quan trắc môi trường
1.3.4 Nhu cầu oxy hoá học COD (Chemical Oxygen Demand)
Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và nước Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axít Phương pháp phổ biến nhất để xác định COD là phương pháp bicromat và cơ chế của nó theo phương trình phản ứng sau:
Các chất hữu cơ + Cr2O7 -2 + H + 0 2 4
Lượng Cr2O7 -2 dư được chuẩn độ bằngdung dịch FAS (Fe(NH4)2(SO4)2) và sử dụng dung dịch ferroin làm chất chỉ thị Điểm kết thúc chuẩn độ là khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ theo phản ứng sau:
Hàm lượng COD được tính theo công thức:
A- thể tích dung dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch trắng, ml
B- thể tích dụng dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch mẫu, ml
N- nồng độ đương lượng của dung dịch FAS
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 17
8000 là hệ số chuyển đổi kết quả sang mg O2/l
Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD Phép phân tích COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (hết khoảng 3 tiếng) nên đã khắc phục được nhược điểm của phép đo BOD Đối với nhiều lọai chất thải, chỉ số COD và BOD có mối tương quan nhất định với nhau nên khi xác định được mối tương quan này ta có thể sử dụng phép đo COD để đánh giá ô nhiễm và kiểm soát hoạt động của hệ thống xử lý Hiện nay trên thị trường đã có bán các máy phân tích COD nhanh
1.3.5 Nhu cầu oxy sinh học BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của nước BOD chỉ thị lượng oxy cần thiết để vi khuẩn oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Trong thời gian khoảng 5 ngày đầu trong điều kiện 20 o C (BOD5) các vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy để oxy hóa các chất hữu cơ nhưng chưa oxy hóa các hợp chất nitơ Sau đó trong điều kiện dư oxy, các lọai vi khuẩn nitrit và nitrat hóa bắt đầu họat động để oxy hóa các hợp phần nitơ thành nitrit và nitrat
Giá trị BOD5 chỉ phản ánh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứ không chứa giá trị đặc trưng của quá trình nitrat hóa (oxy hóa amoniac thành nitrit và nitrat) Thông thường giá trị BOD đạt tối đa sau 20 ngày lưu giữ nên giá trị đó gọi là BOD hoàn toàn
Nitơ và photpho là những nguyên tố thiết yếu cho sự phát triển của vi sinh vật và thực vật, đóng vai trò như chất dinh dưỡng hoặc chất kích thích sinh học Nitơ tồn tại trong tự nhiên dưới nhiều dạng, bao gồm nitơ hữu cơ, nitơ vô cơ và nitơ khí.
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
Các phương pháp xử lý nước thải
1.4.1 Phân loại các giai đọan của quá trình xử lý
Tùy theo chất lượng nước đạt được, người ta chia quá trình xử lý nước thải thành các giai đọan sau:
Xử lý cấp 1: gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng, bắt đầu từ lưới chắn rác đến lắng, tuyển nổi, tách dầu mỡ và trung hòa Công đọan này có nhiệm vụ khử các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chất có thể lắng ra khỏi nước thải để bảo vệ bơm và đường ống Hầu hết các chất rắn lơ lửng sẽ lắng ở bể lắng cấp 1
Xử lý cấp 2: gồm các quá trình sinh học (đôi khi có quá trình hóa học) có tác dụng khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hòa tan có thể phân hủy bằng con đường sinh học Bao gồm: họat hóa bùn, lọc sinh học hay oxy hóa sinh học trong các hồ sinh
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 20 học và phân hủy yếm khí Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của vi sinh vật để chuyển hóa chất thải hữu cơ thành dạng ổn định và có năng lượng thấp
Xử lý cấp 3: thường gồm các quá trình vi lọc, kết tủa hóa học và đông tụ, hấp phụ bằng than họat tính, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, các quá trình khử các chất dinh dưỡng, clo hóa và ozon hóa
Nước thải có thành phần rất phức tạp Trong nước thải không chỉ chứa các thành phần hóa học hòa tan, các loài vi sinh vật, mà còn chứa các chất không hòa tan Các chất không hòa tan có thể có kích thước rất khác nhau Người ta dựa vào kích thước và tỷ trọng của chúng để loại chúng ra khỏi nước, trước khi áp dụng các phương pháp xử lý khác như hóa học hoặc sinh học
Các vật chất dạng rắn lơ lửng trong nước có kích thước đa dạng, bao gồm các cành cây lớn, bao bì nhựa, giấy, vải vụn, cát, sỏi và cả dầu mỡ Người ta áp dụng các phương pháp thích hợp để loại bỏ chúng dựa trên kích thước và đặc tính riêng của từng loại vật chất Các phương pháp dùng để xử lý chất rắn có kích thước lớn và tỷ trọng lớn trong nước được gọi chung là phương pháp cơ học.
1.4.2.2 Phương pháp dùng song chắn rác
Phương pháp này được áp dụng để loại các loại giấy, giẻ rách, đá, cây cỏ,… có kích thước lớn ra khỏi nước thải Phương pháp này được coi như là giai đoạn đầu tiên trong toàn bộ quá trình xử lý
Song chắn rác thường là những thanh đan, sắp xếp cạnh nhau và được đặt chắn ngang dòng nước chảy Song chắn rác có thể là loại cố định hoặc di động Cũng có khi, song chắn rác được lắp đặt cùng một máy nghiền rác để tiện xử lý sau này Trước đây người ta thường sử dụng các loại gỗ, tre làm song chắn rác, sau này người ta thay thế bằng song chắn kim loại
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 21
Kim loại làm song chắn rác có thể là sắt hình vuông hoặc tròn Thanh sắt hình tròn dùng làm song chắn có đường kính trong khoảng 8 ÷ 10 mm Thanh này cách thanh kia khoảng 10 ÷ 25 mm để giữ lại các vật rắn có kích thước nhỏ và khoảng 60 ÷ 100 mm để giữ lại những vật rắn có kích thước lớn Khi đặt song chắn rác cần chú ý để nghiêng 60 o – 75 o là tốt nhất Người ta thường sử dụng song chắn cố định hơn song chắn di động
Trong quá trình giữ rác tại song chắn rác thường làm chậm dòng chảy Do đó trong thực tế, người ta chấp nhận 30% diện tích của song chắn rác ngăn không cho dòng chảy đi qua
1.4.2.3 Phương pháp dùng lưới lọc Để loại bỏ vật lơ lửng có kích thước nhỏ trong nước thải, người ta sử dụng lưới lọc các loại Loại phổ bíến nhất là lưới lọc hình tang trống Khi tang trống quay với vận tốc 0,1 ÷ 0,5 m/giây, nước thải sẽ được lọc qua bề mặt ngoài qua lỗ có kích thước
0,5 ÷ 1 mm, sau đó chất thải sẽ được lấy ra qua hệ thống cào
Lắng là quá trình chuyển động của những hạt tạp chất ở dạng huyền phù thô xuống dưới đáy nguồn nước thải dưới tác dụng của trọng lực Trong xử lý nước thải, quá trình lắng được thực hiện ở các bể lắng và người ta chia ra làm các lọai như sau: Bể lắng cát, bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2
Bể lắng cát nhằm loại cát ra khỏi nguồn nước, bể lắng cấp 1 để loại những thành phần hữu cơ và những phần khác, còn bể lắng cấp 2 là tách bùn sinh học ra khỏi hệ thống
Phương pháp lắng tuy có nhiều ưu điểm nhưng chúng cũng có nhược điểm là không thể tách được những hạt vật chất có kích thước nhỏ như bụi, dầu mỡ Để tách
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 22 những loại này người ta dùng phương pháp lọc Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hổn hợp nhờ vật ngăn xốp Vật ngăn xốp có khả năng cho một pha đi qua còn pha kia giữ lại, nên được gọi là vách lọc Điểm mấu chốt là chọn được vật liệu lọc thích hợp Đó có thể là cát thạch anh, than nâu, than bùn, than gỗ Bản chất nước thải ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất lọc, do đó những số lịêu thực nghiệm cho phép ta tính toán thiết bị và chọn vật lịệu lọc phù hợp
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian tiến hành thí nghiệm từ ngày 3/11/2010 đến ngày 15/04/2011 tại phòng thí nghiệm Hóa – Môi trường thuộc cơ sở 3 tại Bình Dương của trường ĐH
Mở tp.HCM Địa chỉ: 68 Lê Thị Trung, phường Phú Lợi, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương.
Vật Liệu
− Kali bicromat-K2Cr2O7 99.8% (M)4,18) Xilong Chemical-TQ
− H2SO4 đặc (d = 1,84), xuất xứ: Guangdong Guanghua Chemical Factory Co., Ltd - TQ
– Bạc Sunfat tinh thể - Ag2SO4
− Polyclorua nhôm (PAC), xuất xứ : Nannin-Trung Quốc
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 31
Dùng để điều chỉnh pH:
Các lọai dụng cụ thường có trong phòng thí nghiệm:
− Bình tam giác, cốc thủy tinh, ống đong
− Pipet, buret, bóp cao su
− Kéo, giấy đo pH, giấy lọc, phễu thủy tinh
− Giá đỡ ống nghiệm, ống thủy tinh chuyên dùng đo COD
− Rổ nhựa, giấy lau, chổi đuôi chồn
Trong quá trình thực hiện thí nghiệm này cần sử dụng những loại máy sau:
− Máy ủ nhiệt chuyên dùng đo COD (COD reactor)
− Máy khuấy từ & cá từ
− Cân kỹ thuật hai số lẻ
− Tủ lạnh chuyên dùng đo BOD
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 32
Mẫu nước được lấy tùy theo mục đích nghiên cứu Khi lấy mẫu để nghiên cứu biện pháp xử lý thì mẫu được lấy từ bể chứa nước thải sản xuất của cơ sở sản xuất tương Thành Lợi, sau đó được bảo quản trong tủ lạnh ở 8,5) hay có tính axit (pH < 6,0) thì phải chỉnh pH về trung hòa (pH từ 6,5 đến 7,5) bằng cách dùng dung dịch H2SO4 0,1N hay dung dịch NaOH 0,1N để điều chỉnh
Nên tiến hành phân tích BOD5 với nhiều tỉ lệ pha loãng khác nhau để có kết quả đáng tin cậy Có thể dựa vào kinh nghiệm hoặc kết quả phân tích COD để chọn tỉ lệ pha loãng mẫu.Chọn tỉ lệ pha loãng mẫu như sau:
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 41
Thể tích mẫu (ml) Thể tích nước cất (ml)
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Chỉ tiêu pH
Do sử dụng giấy đo pH, nên giá trị pH luôn là số chẵn và xấp xỉ 4 trong quá trình khảo sát Điều này cho thấy nước thải của cơ sở sản xuất có tính axit cao Nguyên nhân là do trong thành phần của nước thải có các chất như protein, đường, là nguồn thức ăn cho vi sinh vật lên men metan, từ đó sinh ra axit và làm giảm giá trị pH của nước thải.
Chỉ tiêu SS (Suspended Solids)
Bảng 3.1 Kết quả đo hàm lượng chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)
Ngày phân tích SS (mg/l)
Theo kết quả phân tích ta có hàm lượng SS của nước thải cơ sở sản xuất Thành Lợi dao động từ 550 - 1550 mg/l Sở dĩ ta có những con số dao động trên là vì lượng chất thải được thải ra mỗi ngày khác nhau, tùy vào từng mặt hàng sản xuất và đơn đặt hàng
Trước đây, rác thải chảy qua các lỗ thoát nước được trang bị lưới lọc và trữ lại trong bể tập trung rồi bơm ra cống Tuy nhiên, do lưới lọc không kín nên các vật thể kích thước lớn có thể lọt qua Điều này dẫn đến lượng
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 50 chất rắn ở bể tập trung này lớn, và mức độ ô nhiễm rất cao khi nước được thải ra ngoài môi trường
Tuy nhiên cơ sở đã đưa ra biện pháp làm giảm lượng chất thải đưa ra ngoài môi trường Đó là tất cả các chất thải đều được chứa tại bể tập trung Nước trong bể này để lắng tự nhiên, sau đó sẽ đi qua song chắn rác có kích thước nhỏ đến bể chứa thứ hai.Vì vậy hàm lượng chất rắn giảm đi nhiều từ 1150 – 1550 mg/l xuống đến 550 –
700 mg/l nhưng vẫn còn quá cao so với QCVN 24: 2009/BTNMT.
Chỉ tiêu COD
TN với mẫu trắng ta được : A = 10,5 ml
Bảng 3.2 Kết quả phân tích COD
Ngày phân tích Hệ số pha loãng VFAS trung bình (ml) COD (mg/l)
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 51
Trong các chỉ tiêu khảo sát mức độ ô nhiễm của nước thải thì giá trị COD được chọn làm căn cứ quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm Do COD là chỉ tiêu tương đối dễ đo, phản ánh được độ ô nhiễm hữu cơ trong nước thải
Trước đây cơ sở không dùng lại nước nấu đậu mà xả thẳng ra bể chứa nên nước thải ô nhiễm rất nặng Phần nước này là nước có nguồn gốc từ nước dùng nấu đậu nành cho mềm, một phần tinh bột và đạm thực vật bị tan vào nước, trong đó bao gồm cả vỏ đậu nên nước có độ nhớt cao, về cảm quan thì nước rất thơm và giống như chè đậu
Quy trình sản xuất đậu nành hiện tại đã được cải tiến, tận dụng nước còn lại sau khi nấu đậu nành ở mẻ trước để nấu mẻ tiếp theo Cải tiến này không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhưng lại mang lại hiệu quả đáng kể trong việc giảm COD nước thải, giúp bảo vệ môi trường.
13000 mg/l như trước đây xuống khoảng 5000 mg/l như hiện nay
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 52
Việc đặt song chắn rác và để nước lắng tự nhiên rồi mới đưa ra môi trường bên ngoài làm giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng và cũng làm giảm giá trị COD khoảng
Nước thải sản xuất của cơ sở trong mỗi ngày sản xuất đước chứa trong bể có thể tích 2 m 3 Nên khi lượng nước lên đến 1,52 m 3 thì được bơm ra cống.Việc này được thực hiện 2 lần một ngày Do đó thời điểm lấy mẫu nước thải có ảnh hưởng rõ rệt lên chất lượng nước Thông thường các nồi nấu được 2 mẻ một ngày nên có thể thu mẫu nước thải vào lúc 11:30 và 15:30.
Chỉ tiêu BOD
Bảng 3.3 Kết quả phân tích BOD
Ngày phân tích Hệ số pha loãng Kết quả đo BOD (mg/l)
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 53
Nước thải của cơ sở có giá trị BOD cao so với QCVN 24: 2009/BTNMT, do nguyên liệu trong sản xuất chủ yếu là đậu nành, có nguồn gốc từ thực vật đa phần là các hydratcacbon có chứa ít chất béo và protein nên dễ dàng bị phân hủy nhanh chóng bởi vi sinh vật có trong nước thải
Theo ta được biết tốc độ tiêu thụ oxy tỉ lệ thuận với nồng độ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học.Vì vậy nồng độ chất hữu cỏ cao thì tốc độ tiêu thụ oxy mạnh và ngược lại, nồng độ hữu cơ giảm thì tốc độ tiêu thụ oxy cũng giảm theo
Trong bảng kết quả trên ta thấy ở nồng độ pha loãng 10 lần thì lượng oxy tiêu thụ cao nhất và ở nồng độ pha loãng càng cao ( 30 lần) thì lượng oxy tiêu thụ càng giảm.Tuy nhiên ở nồng độ pha loãng 10 lần thì giá trị BOD lại nhỏ nhất Có thể do nồng độ chất hữu cơ cao quá, không đủ lượng oxy để vi sinh vật phân hủy hoặc do mức độ ô nhiễm cao nên ức chế sự phát triển của vi sinh vật cho nên giá trị BOD ở đây thấp Vì thời gian có hạn nên việc tìm nồng độ pha loãng thích hợp chưa xác định được Kết quả BOD chưa đạt giá trị cao nhất Để tìm giá trị BOD phải mất nhiều thời gian mới xác định được nên quá trình xác định giá trị COD được tiến hành trước (4 tiếng) để tìm ra độ pha loãng thích hợp và có thể dựa trên kết quả của COD để xác định BOD5
Bảng 3.4 Giá trị pH, SS, COD, BOD trung bình trong các ngày lấy mẫu
Thông số Gíatrị trung bình pH 4
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 54
Bảng 3.5 So sánh chỉ tiêu phân tích tại PTN với QCVN 24: 2009/BTNMT pH SS COD BOD
Biểu đồ 3.1 Đồ thị biểu diễn giá trị trung bình các chỉ tiêu phân tích tại PTN so với QCVN 24: 2009/BTNMT
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 55 Đồ thị biểu diễn giá trị trung bình các chỉ tiêu phân tích tại PTN so với quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp thải vào khu vực sông cho mục đích bảo vệ thủy sinh QCVN 24: 2009/BTNMT cho thấy:
− Hàm lượng chất rắn lơ lửng: gấp khoảng 6 lần so với tiêu chuẩn xả thải loại B
− Chỉ tiêu COD: vượt hơn 50 lần so với tiêu chuẩn xả thải loại B
− Chỉ tiêu BOD5: vượt hơn 20 lần so với tiêu chuẩn xả thải loại B
COD và BOD là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxy hóa, nhưng hai chỉ số này khác nhau về ý nghĩa COD cho thấy toàn bộ chất hữu cơ có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học BOD chỉ thể hiện các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, nghĩa là các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật có ở trong nước
Nước thải của cơ sở sản xuất có chỉ số COD:BOD khoảng 4, cho thấy tính chất nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao Chỉ số này thể hiện lượng oxy cần thiết để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Tỷ lệ COD:BOD cao cho biết nước thải có nhu cầu oxy cao để phân hủy các chất hữu cơ, giải thích cho hàm lượng chất hữu cơ đáng kể.
Kết quả thí nghiệm lắng cặn trong nước thải bằng PAC
3.5.1 So sánh chỉ số COD sau khi lắng với đối chứng
100 ml mẫu đối chứng được lấy từ bình chứa và để lắng tự nhiên trong ống đong sau 4 tiếng thì hút lấy phần nước ở trên ra đem pha loãng 15 lần rồi đo COD Các mẫu có thử bằng PAC thì cũng thực hiện tương tự nhưng chỉ pha loãng
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 56
Bảng 3.6 Kết quả so sánh chỉ số COD sau khi thử PAC với đối chứng Điều kiện
Biểu đồ 3.2 Đồ thị so sánh COD nước thải sau khi thử bằng PAC và đối chứng
Từ đồ thị trên ta thấy rõ giá trị COD của nước thải nếu để lắng tự nhiên cao hơn hẳn so với cùng mẫu nước đó nhưng được bổ sung thêm chất đông tụ PAC Điều này chứng tỏ PAC có hiệu quả tương đối trong việc xử lý nước, mà cụ thể là làm giảm COD nước thải 33%-44% tương ứng khi bổ sung 1g và 2g PAC trong 1 lít nước thải Nhưng như vậy chưa đáp ứng được yêu cầu mà nhất thiết phải xử lý thêm
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 57
Kết quả trên cũng cho thấy khi tăng lượng PAC bổ sung vào nước thải ở nồng độ 1g/l lên 2g/l, chỉ số COD giảm xuống, chứng tỏ PAC ở nồng độ 1g/l chưa đạt hiệu quả Cần thiết phải tiến hành xử lý nước thải ở những lượng bổ sung PAC cao hơn
Hình 3.1 So sánh cảm quan mẫu nước sau xử lý với đối chứng
Từ kết quả quan sát được thì rút ra kết luận là:
− Thứ nhất, mẫu nước sau khi thử lắng với PAC thì tách ra hai lớp rõ rệt, phần nước lắng được rất trong so với đối chứng nhưng dù vậy, COD nước lắng được vẫn còn cao Điều này cho thấy rằng nguồn yếu tố làm COD trong nước thải cao không nằm ở lượng cặn quan sát được mà do những phân tử rất nhở hòa tan trong nước gây nên Điều này là phù hợp với tính chất nước thải vốn chứa nhiều đường từ khâu sản xuất tương đen và do tinh bột bị thủy phân từ khâu nấu tương ớt
− Thứ hai là phương pháp dùng PAC thôi thì chưa đủ để xử lý bởi vì khả năng của PAC không thể lắng được những phân tử hòa tan trong nước Chỉ có cách giải quyết vấn đề này là dùng vi sinh vật để phân hủy triệt để mọi chất hữu cơ
3.5.2 Kết quả thí nghiệm tìm điều kiện đông tụ tối ưu
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 58
Kết quả của thí nghiệm này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: COD ban đầu, pH, thời gian lắng, thời gian khuấy, tốc độ khuấy, nhiệt độ khuấy Những yếu tố trên cần phải được hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng lên hiệu quả đông tụ của PAC
Từ kết quả thí nghiệm ta có nhận xét:
− COD ban đầu: cần tiến hành thu mẫu nước thải vào một thời gian cố định và lặp lại nhiều lần Mẫu nước phải là mẫu mới thải ra trong ngày Vì vậy hồ chứa phải được vệ sinh sạch sẽ trước khi tiếp nhận nước thải Tuyệt đối không lấy nước có cả cặn thải của những ngày trước đó
− pH: Thực nghiệm cho thấy ở pH bằng 7 thì quá trình hình thành bông cặn tương tự như khi tiến hành ở pH bằng 8 Tuy nhiên, sau 4 tiếng từ lúc bắt đầu lắng thì trong khối bông cặn xuất hiện nhiều bọt khí, điều này có thể giải thích bằng giả thuyết là do vi sinh vật phân hủy thức ăn gây ra Những bọt khí này liên kết với nhau, khi đủ lớn chúng thoát ra khỏi khối bông cặn và vọt lên trên, kéo theo nhiều bông cặn lên lớp nước trong phía trên, và làm tăng COD nước lắng trong Khi tiến hành thí nghiệm ở pH bằng 8 thì không thấy có hiện tượng tương tự Tóm lại chọn pH bằng 8 cho toàn bộ thí nghiệm Lượng NaOH 4N cần dùng là 1,2 ml để chỉnh pH nước thải lên 8, vậy cứ 1000ml nước thải cần 1,92g NaOH
− Thời gian lắng: Theo lý thuyết thì càng lắng lâu hạt cặn lơ lửng càng lắng được nhiều và giá trị COD nước lắng trong giảm Nhưng theo kết quả thí nghiệm thì sau
4 tiếng lắng, chỉ số COD nước lắng trong có biến động nhưng không làm giảm COD nhiều
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 59
Bảng 3.7 Kết quả phân tích COD mẫu nước xử lý bằng PAC ở các thời gian lắng khác nhau
Từ số liệu thu được trong bảng trên ta thấy không có sự khác nhau giữa COD của mẫu ở các thời điểm 4 tiếng và 6 tiếng
Kết quả COD của mẫu nước sau 8 giờ lắng cao hơn kết quả sau 4 giờ và 6 giờ Do đó, khuyến cáo không nên kéo dài thời gian lắng sau 6 giờ vì: (a) Khối bông lắng có thể khuếch tán ngược vào nước trong, làm tăng COD; (b) Kết cấu khối bông lắng có thể bị vỡ, khiến nước trở nên đục, ảnh hưởng đến kết quả phân tích COD chính xác.
Thời gian khuấy, tốc độ khuấy, nhiệt độ khuấy được cố định trong toàn thí nghiệm lần lượt là: 10-15 phút, 90 vòng/phút, 28-30 o C
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 60
2.5.3 Kết quả thí nghịệm tìm nồng độ PAC tối ưu
Bảng 3.8 Kết quả đo COD nước thải sau khi thử bằng PAC
Từ bảng kết quả trên ta thấy giá trị COD giảm dần khi lượng PAC tăng lên Ở nồng độ 0,95 g/l thì kết quả COD còn cao và từ 1,5 – 2 g/l thì giá trị BOD ít biến đổi Ở những nồng độ sau thì COD gần như ổn định, vì vậy nồng độ PAC tối ưu dao động từ 1,5 – 2 g/l.
Kết quả thí nghiệm lắng cặn trong nước thải bằng chế phẩm sinh học và PAC
3.6 Kết quả thí nghiệm lắng cặn trong nước thải bằngchế phẩm sinh học và PAC
3.6.1 Kết quả thí nghiệm tìm nồng độ chế phẩm sinh học tối ưu và thời gian tối ưu
Chọn thời gian tạo bông tụ tốt nhất là 5 ngày ta có bảng số liệu dưới đây
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 61
Bảng 3.9 Kết quả so sánh chỉ số COD sau khi thử chế phẩm sinh học với đối chứng Đồ thị 3.3 So sánh COD nước thải sau khi thử bằng chế phẩm sinh học và đối chứng
Bổ sung chế phẩm sinh học 0,2 g/l
Bổ sung chế phẩm sinh học 0,3 g/l
Bổ sung chế phẩm sinh học 0,4 g/l
Bổ sung chế phẩm sinh học 0,5 g/l
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 62
Theo đồ thị, COD của mẫu lắng tự nhiên cao hơn các mẫu bổ sung chế phẩm Gobi Fresh Khi lượng chế phẩm tăng, COD giảm dần Ở nồng độ 0,4 g/l và 0,5 g/l, COD gần như không đổi, cho thấy xử lý bằng chế phẩm vi sinh hiệu quả hơn keo tụ PAC.
Tuy nhiên sau khi xử lý bằng chế phẩm sinh học vẫn chưa đạt với tiêu chuẩn xả thải loại B, QCVN 24: 2009/BTNMT, vì vậy phải kết hợp với xử lý keo tụ PAC
Bảng 3.10 Kết quả phân tích COD mẫu nước xử lý bằng PAC ở các thời gian lắng khác nhau
Chọn 5 tiếng là thời gian tối ưu tạo bông tụ tốt nhất vì theo như kết quả thì sau 4 tiếng, quá trình phân hủy chất hữu cơ chưa xảy ra hết nên lượng bông tạo thành không nhiều và nước ở trên mặt không trong, giá trị COD còn cao Sau 6 tiếng thì COD hầu như giảm ít so với 5 tiếng Nhưng sau 7 tiếng thì COD lại vượt lên so với
2 tiếng trước Vì nếu như quá trình lắng cặn tạo thành bùn nhưng nếu không kịp thời tách lấy bùn ở phần đáy thì sẽ có các quá trình chuyển hóa khác xảy ra tiếp tục làm giá trị COD tăng lên Vì vậy ta cần phải tách lấy phần bùn kịp thời để xử lý
Ngoài yếu tố nồng độ chế phẩm Gobi Fresh, thời gian tạo lắng cặn, còn có nhiệt độ, pH, O2 …cũng ảnh hưởng đến quá trình phân hủy của vi sinh vật Giá trị pH ta điều chỉnh từ 6,5 – 8,5 Còn yếu tố nhiệt độ thì ta phụ thưộc vào điều kiện phòng thí
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 63 nghiệm Khí O2 ta sục liên tục để vi sinh vật hoạt động Ta chọn nồng độ chế phẩm làm yếu tố chính trong quá trình khảo sát
Hình 3.2 Mẫu nước thải được xử lý bằng chế phẩm Gobi Fresh
3.6.2 Kết quả thí nghiệm tìm nồng độ PAC tối ưu sau khi thử chế phẩm sinh học và PAC
Sau khi xử lý bằng chế phẩm Gobi Fresh, ta lấy phần nước lắng đã đo được giá trị COD tiếp tục xử lý bằng PAC Ta có bảng số liệu sau:
Bảng 3.11 Kết quả đo COD nước thải sau khi thử PAC kết hơp với chế phẩm sinh học
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 64 Đồ thị 3.4 COD nước thải sau khi thử PAC kết hơp với chế phẩm sinh học
Giá trị COD được thể hiện trên đồ thị đã giảm một cách rõ rệt sau khi sử dụng kẹo tụ PAC kết hợp với chế phẩm sinh học Gobi Fresh Nồng độ PAC dao động từ 0,8 - 1 g/l thì COD ít thay đổi Vì vậy ta có thể sử dụng nồng độ PAC 0,8 g/l để xử lý nước thải có hiệu quả tốt
So với QCVN 24: 2009/BTNMT thì nước thải chưa xử lý hiệu quả, cụ thế là COD của tiêu chuẩn xả thải loại B có giá trị 100 mg/l, còn COD của thí nghiệm có giá trị khoảng 350 mg/l Nhưng nước thải sẽ được xử lý tốt nếu ta sử dụng các loại chế phẩm sinh học có tính năng mạnh hơn chuyên xử lý nước thải thực phẩm kết hợp với thiết bị và dụng cụ đầy đủ khi đưa ra ngoài thực tế.
Đề xuất
Vì tính chất nước thải của cơ sở chứa nhiều tinh bột, xác ớt nên để quá trình xử lý nước thải đúng với yêu cầu xả thải loại B do nhà nước quy định tôi có đề xuất quy trình như sau:
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 65
− Trước tiên cơ sở phải giảm ô nhiễm từ khâu sản xuất, nghĩa là hạn chế thải ra môi trường những nguồn gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất bằng cách tổ chức lại các khâu và công đoạn sản xuất
− Tiếp theo nước thải trước khi đưa về bể thu gom phải đi qua song chắn rác nhằm mục đích tách các tạp chất không tan có kích thước lớn ra khỏi nước thải
− Sau đó nước thải được xử lý bằng chế phẩm sinh học Nếu cơ sở có điều kiện nên xây thêm các bể aerotank
− Nước thải sau khi xử lý bằng sinh học được để lắng Ta tách lấy phần bùn lắng và phần nước lắng cho qua bể khác để xử lý bằng keo tụ PAC
− Sau khi nước thải được xử lý bằng keo tụ sẽ được đưa đến bể khử trùng bằng clorin Phần bùn tách được khi xử lý bằng sinh học và keo tụ ta tận dụng làm phân bón
− Quá trình xử lý hoàn tất, nước sẽ được đưa ra môi trường bên ngoài
KHÓA LU Ậ N T Ố T NGHI Ệ P GVHD:ThS NGUY Ễ N NG Ọ C THANH
SVTH : NGUYỄN THỊ BÍCH NGUYỆT Trang 66