Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn tại làng nghề dương liễu hoài đức hà nội theo hướng thu hồi photpho

B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I NGÔ NG C ÁNH NGHIÊN C U X LÝ NƯ C TH I CH BI N TINH B T S N T I LÀNG NGH DƯƠNG LI U - HOÀI ð C - HÀ N I THEO HƯ NG THU H I PHOTPHO LU N VĂN TH C SĨ HÀ N I, NĂM 2014 B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I NGÔ NG C ÁNH NGHIÊN C U X LÝ NƯ C TH I CH BI N TINH B T S N T I LÀNG NGH DƯƠNG LI U - HOÀI ð C - HÀ N I THEO HƯ NG THU H I PHOTPHO CHUYÊN NGÀNH : KHOA H C MÔI TRƯ NG Mà S : 60.44.03.01 NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: TS PHAN TRUNG QUÝ HÀ N I, NĂM 2014 L I CAM ðOAN Tên Ngô Ng c Ánh, h c viên cao h c l p Khoa h c mơi trư ng K21, chun ngành Mơi trư ng, khố 2012 - 2014 Tơi xin cam đoan lu n văn th c sĩ ‘‘Nghiên c u x lý nư c th i ch bi n tinh b t s n t i làng ngh Dương Li u – Hoài ð c – Hà N i theo hư ng thu h i photpho’’ cơng trình nghiên c u c a riêng tơi, s li u nghiên c u thu đư c t th c nghi m không chép H c viên Ngô Ng c Ánh H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p i L I C M ƠN Lu n văn ñư c hoàn thành v i s ñ ng viên, giúp ñ c a nhi u cá nhân t p th Trư c h t, xin bày t lịng bi t ơn sâu s c đ n TS Phan Trung Q hư ng d n tơi th c hi n nghiên c u c a ð ng th i tơi xin bày t lịng c m ơn chân thành t i th y cô giáo, b n sinh viên nhóm nghiên c u t i B mơn Hóa H c – Khoa Mơi Trư ng – Trư ng đ i h c Nơng Nghi p đem l i cho tơi nh ng ki n th c b tr , giúp ñ , t o ñi u ki n thu n l i cho su t th i gian làm thí nghi m Cu i tơi xin g i l i cám ơn đ n gia đình, b n bè, nh ng ngư i ln bên tơi, đ ng viên khuy n khích tơi q trình th c hi n ñ tài nghiên c u c a Hà N i, ngày 05 tháng 05 năm 2014 Ngô Ng c Ánh H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p ii M CL C L I CAM ðOAN i L I C M ƠN ii M CL C iii DANH M C B NG vi DANH M C HÌNH vii DANH M C HÌNH vii M ð U 1.1 Tính c p thi t c a ñ tài 1.2 M c đích, u c u 1.2.1 M c ñích 1.2.2 Yêu c u 2 T NG QUAN TÀI LI U 2.1 T ng quan v ngành s n xu t tinh b t s n 2.1.1 Các cơng đo n ch y u trình ch bi n 2.1.2 Hi n tr ng nư c th i t i làng ngh ch bi n tinh b t s n 2.1.3 M t s quy trình x lý nư c th i tinh b t s n 2.2 Vi t Nam Các phương pháp thu h i 12 2.2.1 Thu h i lân b ng phương pháp hóa h c 13 2.2.2 Thu h i lân b ng phương pháp sinh h c 17 2.3 T ng quan v công ngh công ngh thu h i P nư c th i th gi i 24 ð I TƯ NG, PH M VI, N I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 28 3.1 ð i tư ng nghiên c u 28 3.2 Ph m vi nghiên c u 28 3.3 V t li u nghiên c u 28 3.4 N i dung nghiên c u 28 3.5 Phương pháp nghiên c u 28 H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p iii 3.5.1 Phương pháp thu th p tài li u th c p 28 3.5.2 Phương pháp ñi u tra kh o sát th c ñ a, ph ng v n bán th c 29 3.5.3 Phương pháp nghiên c u th c nghi m 29 3.6 Phương pháp phân tích dòng v t ch t 31 K T QU VÀ TH O LU N 32 4.1 ði u k n t nhiên, kinh t - xã h i làng ngh Dương Li u 32 4.1.1 ði u ki n t nhiên làng ngh xã Dương Li u 32 4.1.2 ði u ki n kinh t - xã h i làng ngh xã Dương Li u 34 4.2 K t qu ñi u tra hi n tr ng ch bi n tinh b t s n t i làng ngh Dương Li u – Hoài ð c – Hà N i 35 4.3 K t qu phân tích nư c th i làng ngh ch bi n tinh b t s n Dương Li u 39 4.4 K t qu xác đ nh dịng phopho mơi trư ng làng ngh Dương Li u 41 4.5 K t qu thí nghi m x lý nư c th i theo hư ng thu h i photpo 47 4.5.1 Quy trình thu h i 47 4.5.2 Hi u su t keo t nư c th i ch bi n s n b ng phèn nhôm 48 4.5.3 Hi u qu x lý nư c th i b ng phương pháp keo t 49 4.5.4 Kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung 52 4.5.5 Kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a PO43- 53 4.5.6 Tính tốn sơ b chi phí thu h i lân t nư c th i ch bi n b t s n 56 57 5.1 5.2 K T LU N VÀ KI N NGH K t lu n Ki n ngh 57 58 TÀI LI U THAM KH O 59 PH L C 61 H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p iv DANH M C CH VI T T T CN Công nghi p CNXL Công ngh x lý CTR Ch t th i r n MFA Phân tích dịng v t ch t PAC Poly nhôm clorua [Al2(OH)nCl6-n]m QCVN Quy chu n Vi t Nam TCVN Tiêu chu n Vi t Nam TN&MT Tài nguyên Môi trư ng UBND y ban nhân dân H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p v DANH M C B NG B ng 2.1 Thành ph n hóa h c s n c B ng 2.2 Tính ch t nư c th i ch bi n s n B ng 2.3 Tính ch t nư c th i s n xu t tinh b t s n B ng 2.4 Tích s tan c a m t s h p ch t photphat v i canxi, nhôm, s t t i 25oC 14 B ng 2.5 Hi u qu tách lo i photphat ph thu c vào li u dùng x lý sơ c p 18 B ng 2.6 M t s quy trình t n thu P t nư c th i bùn th i 27 B ng 4.1 Phân b ngành ngh xã Dương Li u 35 B ng 4.2 ð c trưng nư c th i làng ngh s n xu t tinh b t s n Dương Li u 40 B ng 4.3 K t qu hi u su t keo t nư c th i ch bi n s n b ng phèn nhôm 48 B ng 4.4 K t qu kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung B ng 4.5 K t qu kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a 52 PO43- v i lo i nư c th i có n ng ñ PO43- t ñ n 10 g/lít B ng 4.6 K t qu kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a PO43- v i lo i nư c th i có n ng đ PO43- t 11 đ n 13 g/lít B ng 4.7 54 55 Tính tốn sơ b chi phí thu h i lân t nư c th i ch bi n b t s n 56 H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p vi DANH M C HÌNH Hình 2.1 Sơ ñ công ngh ch bi n tinh b t s n Hình 2.2: Quy trình x lý nư c th i tinh b t mỳ t i nhà máy Phư c Long Hình 2.3: Quy trình x lý nư c th i tinh b t mỳ Hình 2.4: Quy trình x lý nư c th i tinh b t mỳ t i nhà máy Phư c Long 11 Hình 2.5: Quá trình A/O x lý photpho 19 Hình 2.6: Quá trình phostrip x lý photpho 20 Hình 2.7: Quá trình A2/O x lý photpho 21 Hình 2.8: Q trình bardenpho năm giai đo n x lý photpho 22 Hình 2.9: Quá trình UCT x lý photpho 23 Tân Châu Hình 2.10: Quá trình VIP x lý photpho 23 Hình 4.1 B n đ v trí hành xã Dương Li u 32 Hình 4.2 Quy trình s n xu t tinh b t s n t i xã Dương Li u 1960 – 1970 36 Hình 4.3 Quy trình s n xu t tinh b t s n t i xã Dương Li u hi n t i 37 Hình 4.4 Sơ đ dịng di chuy n c a photpho t h gia đình q trình s n xu t tinh b t s n xã Dương Li u Hình 4.5 Sơ đ đ nh tính đ nh lư ng dịng photpho đ i v i h gia đình làng ngh Dương Li u Hình 4.6 43 Sơ đ đ nh tính đ nh lư ng dịng photpho c a q trình s n xu t tinh b t s n làng ngh Dương Li u Hình 4.7 43 44 Sơ đ đ nh tính đ nh lư ng dịng photpho t h gia đình q trình s n xu t tinh b t s n xã Dương Li u 46 Hình 4.8 Quy trình thu h i photpho 47 Hình 4.9 ð th bi u di n k t qu hi u su t keo t nư c th i ch bi n s n b ng phèn nhơm Hình 4.10 48 Sơ ñ kh o sát nh hư ng c a pH ñ n hàm lư ng SS c a nư c th i 49 Hình 4.11 Sơ đ kh o sát nh hư ng c a pH ñ n kh x lý COD c a nư c th i H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nơng nghi p 50 vii Hình 4.12 Sơ đ kh o sát nh hư ng c a pH ñ n kh x lý P c a nư c th i 51 Hình 4.13 Hi u qu x lý nư c th i b ng phương pháp keo t 51 Hình 4.14 ð th bi u d n k t qu kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung 53 Hình 4.15 ð th bi u di n k t qu kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a PO43- v i lo i nư c th i có n ng đ PO43- t đ n 10 g/lít 54 Hình 4.16 ð th bi u di n k t qu kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a PO43- v i lo i nư c th i có n ng đ PO43- t 11 đ n 13 g/lít H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p 55 viii V y keo t b ng phèn nhôm cho nư c th i s n xu t tinh b t s n ñ t hi u qu cao: T i ñi u ki n t i ưu v i PAC = 12 g/l pH = hi u qu x lý SS, COD P l n lư t 50,6%, 48,6% 74,2% Như v y q trình keo t làm gi m ph n l n photpho nư c th i t o k t t a photphat v i Al3+ v y hàm lư ng photpho s chuy n vào bùn Sau nung bùn c n 500oC gi , thêm axit H2SO4 ñ chuy n photpho t pha r n sang pha l ng R i thêm tác nhân k t t a photphat Ca2+ Khi ta có th t n thu photpho dư i d ng k t t a photphat t n d ng k t t a ñ s d ng cho m c đích phân bón ngun li u cho ngành công nghi p photpho 4.5.4 Kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung ð xác ñ nh hàm lư ng H2SO4 1M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung ta pha axit H2SO4 n ng ñ 1M, nung s n ph m keo t t i nhi t ñ 5000C gi Cho vào m u (m i m u 100 gam s n ph m nung), lư ng axit b ng, khu y cho tan h t ngâm gi , l c tách b ph n khơng tan r i đem cân Hàm lư ng H2SO4 1M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung lư ng dung d ch v a ñ ñ làm ph n ng h t v i lư ng photpho s n ph m B ng 4.4 K t qu kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t ñ hòa tan s n ph m sau nung Lư ng H2SO41M (ml/100g s n ph m nung) Kh i lư ng c n khơng tan sau hịa tan (gam) 12 14 16 18 19 21 23 35 28 23 18 15 14 13 H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nơng nghi p 52 Hình 4.14 ð th bi u d n k t qu kh o sát lư ng H2SO41M c n thi t đ hịa tan s n ph m sau nung V i k t qu th c nghi m trên, lư ng H2SO41M tiêu hao đ hịa tan 100 gam s n ph m sau nung 19 ml, ñ lư ng H2SO41M dư sau hịa tan khơng nhi u 4.5.5 Kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t đ k t t a PO43Sau hịa tan s n ph m nung b ng H2SO4 1M, pha lỗng dung d ch đ đưa v pH b ng 2, xác ñ nh n ng ñ PO43-, th y r ng PO43- có dung d ch sau pha lỗng n m kho ng t đ n 13 gam lít Ti n hành phân làm c p ñ gi m b t kh i lư ng thí nghi m CaO đư c nghi n nh trư c s d ng Cân lư ng Cao (như b ng), cho vào m u nư c l c bư c (m i m u lít), lo i m u có n ng ñ PO43- t ñ n ñ n 10 g/lít m u có n ng đ PO43- t 11 đ n 13 g/lít Khu y đ n gi , l c tách l y k t t a, s y khơ 105 đ , cân lư ng khô Ph n nư c l c phân tích xác đ nh lư ng PO43- cịn l i khơng k t t a h t tính hi u su t thu h i PO43H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c Nông nghi p 53 1) V i lo i nư c th i có n ng đ PO43- t đ n 10 g/lít B ng 4.5 K t qu kh o sát kh i lư ng CaO c n thi t ñ k t t a PO43- v i lo i nư c th i có n ng đ PO43- t đ n 10 g/lít Kh i lư ng CaO (gam/lít) Kh i lư ng k t t a thu ñư c sau s y khơ (gam) N ng đ PO43- cịn l i trung bình (g/l) pH dung d ch sau k t t a Hi u su t thu h i PO43(%) 20 35 40 43 45 22-31 36-39 42-45 46-47 47-48 48-49 49 0,83 0,18 0,08 0,05