27 Xu ly nuoc thai san xuat tinh bot

Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ Nguyễn Văn Phước, Nguyễn Thị Thanh Phượng ðặng Vũ Bích Hạnh, Lê Ngọc Tân Khoa Mơi trường, Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM TĨM TẮT Ơ nhiễm nước thải tinh bột mì vấn đề xúc yêu cầu phải phải giải cấp thiết làng nghề sản xuất tinh bột mì nước thải tinh bột mì gây tác hại trực tiếp đến mơi trường sống, ảnh hưỡng đến sức khỏe người Kết triển khai thực tế cho thấy với nước thải nguyên thủy, COD dao ñộng từ 2.500mg/l – 18.000 mg/l; SS: 120 – 3000 mg/l N tổng : 140 – 450 mg/l, hiệu khử COD 96 –99% Nước sau xử lý ñạt tiêu chuẩn thải loại B TCVN 5945 – 1995 Kết thí điểm từ mơ hình trình diễn, cơng suất 10 –1 m3/ngñ (2003) ñã ñược nhân rộng với tài trợ công ty Ford thành 10 hệ thống (2004) tiếp tục nhân rộng lên 160 hệ thống (2005) huyện Hồi Nhơn, Bình ðịnh ABSTRACT Poluting by waste water of tapioca process is an mergency problem requiring to solve at Binh Dinh trade villages producing tapioca because of its waste water affects to environment and human health Testing results from laboratory showed that with the input of 2500-18000mg/l COD, 140 - 450 mg/l total nitrogen,120 – 3000 mg/l suspended solid concentration, the COD treatment efficiency is up to 95-99% The output meets discharge standard class B.TCVN 5945 – 1995 Researching result in laboratory condition have been done in practice at family with 10 – 12 m3/day (2003), then in 10 families with aiding of Ford Company (2004) Now, there has 160 families in Hoai Nhon district, Binh Dinh province registing to take part in this project (2005) ðẶT VẤN ðỀ Ô nhiễm nước thải tinh bột mì vấn đề nan giải cần tìm giải pháp khắc phục Tuỳ theo cơng nghệ sản xuất mà lượng nước thải sinh nhiều khác ðối với cơng nghệ sản xuất Inđonesia, lưu lượng sử dụng 28m3/tấn sản phẩm Công nghệ ðức sử dụng 30-50m3/tấn sản phẩm Ở Việt Nam quy trình sản xuất sử dụng 10-20m3/tấn sản phẩm 95% lượng nước sử dụng thải ngồi mang theo phần tinh bột không thu hồi, protein, chất béo chất khống… dịch bào củ mì Nước thải tinh bột mì có lưu lượng lớn, hàm lượng cặn lơ lững nồng ñộ chất hữu cao: (COD : 5000 – 20000 mg/l), nước trắng ñục, mùi chua nồng gây nhiễm mơi trường nghiêm trọng Tại Bình ðịnh, Tây Ninh, ðồng Nai…nước thải tinh bột mì với lưu lượng nồng độ ô nhiễm cao ñang gây nguy hại ñến mạch nước ngầm nước mặt khu vực lân cận Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -237- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Làng nghề sản xuất tinh bột mì xã Hồi Hảo, huyện Hồi Nhơn, tỉnh Bình ðịnh hình thành từ trước ngày giải phóng phát triển mạnh vào năm 1980 với dân số khoảng 12.875 dân thuộc 3.231 hộ, sản phẩm làng nghề bao gồm: Tinh bột sắn Dầu dừa Bánh tráng nước dừa Sản xuất ñường kết tinh Sản xuất tập trung nhiều làng nghề chế biến tinh bột sắn Hiện tồn xã bao gồm thơn với 616 hộ sản xuất chế biến tinh bột khoai mì, có 240 hộ sản xuất theo quy mơ lớn (từ - tấn/ngày) Hiện có khoảng 215 hộ hoạt động liên tục, số lại hoạt ñộng theo mùa vụ khoai mì Phần lớn hộ sản xuất phân bố thành khu vực bao gồm khoảng 20–30 sở/cụm 5-10 sở/cụm với quy mơ sản xuất thay đổi Theo thống kê có khoảng 40 hộ sản xuất với quy mô tấn/ngày, 60 hộ sản xuất với quy mơ tấn/ngày, lại khoảng 100 hộ sản xuất với quy mô 1,5-2 tấn/ngày Số lại sản xuất khoảng vài trăm kg/ngày Với quy mô sản xuất tập trung vậy, làng nghề Hồi hảo chịu ảnh hưởng trực tiếp nước thải ô nhiễm Hiện 80% nguồn nước ngầm xã bị nhiễm hữu COD lên ñến 53 mg/l Nước giếng lại có mùi đặc trưng khơng thể sử dụng cho ăn uống sinh hoạt Ứng dụng nghiên cứu khoa mơi trường, trường đại học Bách khoa TP HCM từ ñề tài xử lý nước thải tinh bột mì cho làng nghề, tỉnh Bình ðịnh triển khai thí điểm, xây dựng mơ hình xử lý nước thải cho hộ dân xã Hồi hảo, sau nhân rộng thành 10 hộ dân Sau thời gian vận hành, hệ thống xử lý hoạt ñộng ổn ñịnh, hiệu Hiện nay, 160 hộ dân ñã ñăng ký xây dựng hệ thống xử lý nước thải theo mơ hình Dự tính cuối tháng 10/ 2005 việc xây dựng phạm vi tồn huyện Hồi Nhơn hồn tất CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cơng nghệ xử lý nước thải tinh bột mì áp dụng thành cơng gồm: Xử lý kị khí hai giai đoạn, kết hợp lọc sinh học kị khí hiếu khí Giai đoạn q trình acid hóa, đây, COD khơng giảm đáng kể mà phần lớn chất hữu phức tạp Protein, chất béo, đường chuyển hố thành acid hợp chất hữu ñơn giản vi sinh vật acid , ñồng thời CN khử Sau qua giai đoạn acid hóa nước thải trung hòa tạo điều kiện thuận lợi cho giai đoạn lọc sinh học kị khí, với mục đích chuyển hố acid, chất hữu thành CO2 CH4 Sau cùng, nước thải ñược xử lý phương pháp lọc sinh học hiếu khí nhằm giải triệt để hợp chất hữu có khả phân hủy sinh học lại Mơ hình hệ thống xử lý nước thải trình bày hình 1: Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -238- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðơ thị Việt Nam” ĐƯỜ N G Ố N G NƯỚ C ĐƯƠ Ø N G Ố N G K HÍ H ƯƠ Ù N G TUẦ N HOÀ B Ù N Đ ỊNH KỲ 260 BỂ ACID HOÁ 200 400 BƠM ĐỊNH LƯ N G 350 400 M Á Y THỔI KHÍ 400 BỂ TRUNG HOÀ 260 BỂ LỌC KỴ KHÍ 260 BỂ LỌC HIẾU KHÍ NƯỚC ĐẦU VÀ O NƯỚC ĐẦU RA Hình Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải tinh bột mì TRIỂN KHAI THỰC TẾ ðề tài ñã tiến hành triển khai mơ hình thí điểm sở Nguyễn Thạc Lưu lượng nước thải: 12 m3/ngày ( tương ứng bột/ngày) Kích thước vật liệu bể ñược xây dựng dựa theo kết thí nghiệm, ñược trình bày bảng 3.1: Bảng 3.1 Kích thước cơng trình đơn vị Thể tích hữu dụng Dài Rộng Cao Vật liệu Bể acid hóa Bể trung hòa Bể lọc kị khí Bể lọc hiếu khí 2.8 3.1 2.7 Bùn : m3 0.5 3.1 2.7 San hô: 1500kg 2.4 3.1 2.7 xơ dừa: 450kg 1.3 3.1 2.7 xơ dừa: 250 kg Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -240- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Quy trình vận hành: Nước thải sau cơng đoạn ngâm, tách bột xả xuống hồ chứa (lót nilon tránh thấm nước), ñây, sau thời gian lưu nước khoảng 12 giờ, phần xác mì mịn lắng xuống đáy, phần nước mặt bơm đến bể acid hố Bể acid hố có dung tích 24 m3, thời gian lưu nước ngày Mầm visinh ñược bổ sung từ bùn tự hoại phân bò tươi (trong phân bò tươi, vi khuẩn acid hóa chiếm ưu thế) Nước thải sau ñược xử lý bể acid chảy qua bể trung hòa, dung tích 3.8 m3,với thời gian lưu nước giờ, lượng đá vơi cho vào bể 1,5 Kế tiếp nước thải chảy tràn vào bể lọc sinh học kị khí Bể lọc sinh học kị khí có dung tích 20 m3; thời gian lưu nước ngày Vật liệu lọc sơ dừa dạng sợi tơi, có diện tích tiếp xúc bề mặt lớn, tạo ñiều kiện thuận lợi cho vi sinh kị khí bám dính, phát triển tốt Khối lượng sơ dừa : 450 kg Mầm bùn ñưa vào ban ñầu bùn tự hoại, dung tích m3 Trong giai ñoạn ñầu trình,vi sinh vật chưa phát triển tốt bề mặt giá thể lọc (sơ dừa) ñồng thời tự sơ dừa hòa tan phần chất hữu acid humic, cellulose…vào nước nên hiệu xử lý COD ban ñầu chưa cao, nước sẩm màu Tuy nhiên sau khoảng tuần thích nghi, nước thải dần, hàm lượng cặn, ñộ màu giảm ñáng kể Nước thải sau xử lý sinh học kị khí tiếp tục vào bể lọc sinh học hiếu khí, Bể lọc sinh học hiếu khí có dung tích 11 m3, thời gian lưu nước bể ngày Vật liệu lọc sơ dừa với khối lượng ban ñầu 250 kg Mầm bùn ban ñầu ñể tạo màng vi sinh bùn tự hoại, dung tích m3 Khí nén cấp liên tục bể nhờ máy nén khí, cơng suất HP Lượng khí cấp cho bể lọc sinh học hiếu khí thường thấp nhiều so với bể bùn hoạt tính máy nén khí khơng cần hoạt động liên tục, khoảng giờ/ngày Tương tự mơ hình lọc sinh học kị khí, thời gian khởi động thích nghi phải kéo dài khoảng 2-3 tuần Sau tháng vận hành, kết khảo sát hệ thống xử lý nước thải sở Nguyễn Thạc sau trình bày bảng 3.2 Nhận xét: Kết khảo sát cho thấy: Nước sau xử lý suốt, màu, mùi, COD từ 6.000 10.000 mg/l giảm xuống 75 -100 mg/l Hiệu xử lý COD cơng trình đơn vị sau: - Bể lắng giảm 12,5 – 44,3% - Lọc sinh học kị khí xử lý 30,2 – 36% - Lọc hiếu khí xử lý 92 – 96,5% Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -241- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” Bảng 3.2 Chất lượng nước thải cơng đoạn xử lý Thời gian 1/8/2003 7/8/2003 14/8/2003 Ký hiệu mẫu Vị trí COD, mg/l N1 L1 A1 LKK1 LHK1 N1 L1 A1 LKK1 LHK1 N1 L1 A1 LKK1 LHK1 Nguyên thủy Lắng Acid hóa Lọc kò khí Lọc Hiếu khí Nguyên thủy Lắng Acid hóa Lọc kò khí Lọc Hiếu khí Nguyên thủy Lắng Acid hóa Lọc kò khí Lọc Hiếu khí 8900 6212 4921 2100 90 10800 6010 5000 2400 85 6700 5860 5033 2001 88 pH DO mg/l N toång mg/l 5.2 4.9 6.6 6.8 3.8 58 5.4 5.0 6.65 7.0 3.65 55 5.8 5.0 6.8 7.2 3.7 60 Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải theo mơ hình đề xuất hồn tồn phù hợp với điều kiện làng nghề bởi: Cơng nghệ đơn giản Thời gian thích nghi khởi động nhanh Hệ thống khơng cần hoạt động liên tục Chi phí quản lý vận hành thấp, khơng đòi hỏi trình độ vận hành (bật bơm nước thải máy thổi khí sau tự chảy) Lượng bùn sinh thấp Có khả chịu biến động tải lượng ô nhiễm KẾT QUẢ NHÂN RỘNG MƠ HÌNH Sau kết thúc đề tài nghiên cứu xử lý nước thải khoai mì nhằm giảm thiểu nhiễm mơi trường làng nghề Hòa Hảo khoa Môi Trường ðại Học Bách Khoa TPHCM thực Hòa Hảo-Hồi Nhơn-Bình ðịnh, cơng tác bảo vệ mơi trường Bình ðịnh có biến chuyển tốt Thơng qua việc tuyên truyền, hộ dân làng nghề ñã bắt ñầu nhận thức thấy rõ môi trường sống làng nghề có suy thối ñáng lo ngại Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -242- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” ðược tài trợ công ty Ford với số tiền 100 triệu đồng, Hội Nơng Dân tỉnh Bình ðịnh kết hợp với Trung Tâm Phân Tích Kiểm Nghiệm Bình ðịnh thực việc nhân rộng đề tài khoa học thực Hòa Hảo với 10 hệ thống xử lý nước thải khoai mì hộ gia đình ðến nay, hệ thống xây dựng vận hành hiệu Nước sau xử lý ñạt theo tiêu chuẩn loại B -TCVN 5945-1995 Chi phí để triển khai hệ thống xử lý vào thực tế ñược trinh bày bảng 4.1 Bảng 4.1 Chi phí triển khai cho việc nhân rộng hệ thống xử lý vào thực tế STT Nội dung Kinh phí (ðồng) Chi phí cơng tác, thiết kế tư vấn 5.700.000 Tham gia tập huấn ( ñợt) 900.000 Hướng dẫn khắùc phục cố 900.000 Chi phí chuyển giao cơng nghệ 3.000.000 Chi phí thiết bị cho hệ thống mẫu 6.730.000 Chi phí lắp đặt cho hệ thống mẫu 1.300.000 Tổng chi phí triển khai hệ thống: 18.530.000 VND Hiện nay, mơ hình nhân rộng thành 160 hệ thống Chi phí vật tư thiết bị cho xây dựng hệ thống xử lý có cơng suất 8-12 m3/ngày trình bày bảng 4.2 Bảng 4.2 Chi chí vật tư thiết bị xây dựng hệ thống xử lý nước thải STT Vật tư thiết bị Số lượng ðơn giá Thành tiền Bơm ½ Hp 300.000 300.000 Máy nén khí 2Hp, 3pistol 3.000.000 3.000.000 Hệ thống ống dẫn khí 350.000 350.000 Hệ thống ống dẫn, phân phối nước 560.000 560.000 Xơ dừa 350kg 2.800 980.000 ðá vôi 2.5m3 250.000 625.000 Xây dựng hệ thống xử lý(xây gạch 8.000.000 8.000.000 tuynen lỗ), tường chống thấm Dây ñiện, phận ñiều khiển 250.000 250.000 Cơng lắp đặt hệ thống 150.000 150.000 Tổng chi phí xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý : 14.215.000 VNð Những thuận lợi khó khăn thực việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải hộ dân làng nghề chế biến khoai mì Hồi Nhơn: Thuận lợi: Nhân dân Huyện nhận thấy mơi trường làng nghề dần bị suy thối nghiêm trọng Chính quyền địa phương thường xun đơn đốc theo dõi tiến ñộ thực hộ, hỗ trợ kinh phí xây dựng bể xử lý (2 triệu đồng/hộ) Thực việc tuyên dương hộ xây dựng trước, có chế độ giảm thuế cho hộ xây dựng hệ thống xử lý Nước thải sau xử lý ñạt tiêu chuẩn thải ñược sử dụng tưới tiêu nông nghiệp Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -243- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Cơng nghiệp ðơ thị Việt Nam” Khó khăn: Các hộ dân khu vực làng nghề có thu nhập thấp việc bỏ kinh phí từ 12-14 triệu ñồng ñể xây dựng hệ thống xử lý nước thải khoản chi phí lớn Chi phí bảo dưỡng, vận hành hệ thống xử lý nước thải vào khoảng 100.000– 160.000ñồng /tháng cao ñối với ñiều kiện kinh tế hộ dân Mặt dân trí thấp, ý thức bảo vệ mơi trường chưa cao nên việc vận động gặp nhiều khó khăn Hiện nay, hệ thống xử lý ñược xây dựng, dự kiến hoàn thành vào cuối tháng 10/2005 KẾT LUẬN Hệ thống xử lý sinh học bao gồm: xử lý sinh học kị khí hai giai đoạn ( bể acid hóa, bể lọc sinh học kị khí) kết hợp xử lý sinh học hiếu khí (bể lọc hiếu khí ngập nước) cho phép xử lý 96-trên 99% COD Trường hợp riêng biệt, áp dụng làng nghề Hồi Hảo Nước thải sau lắng có COD vào khoảng 6000 mg/l Sau qua hệ thống xử lý sinh học COD khoảng 60 – 90 mg/l ñạt tiêu chuẩn thải loại B Phương án xử lý áp dụng phù hợp cho làng nghề với nhiều nhiều ưu điểm như: thích hợp cho xử lý nước thải chứa hàm lượng chất hữu cao, tiêu tốn lượng lượng bùn sinh khơng đáng kể, hệ thống có khả chịu biến động nhiệt độ tải lượng nhiễm, Thời gian thích nghi, khởi động nhanh (khoảng 2-3 tuần), quy trình vận hành ñơn giản, chi phí ñầu tư thấp song hiệu xử lý cao Kết nghiên cứu ñã ñược triển khai thực tế đạt kết khả quan, góp phần cải thiện điều kiện mơi trường cho làng nghề TÀI LIỆU THAM KHẢO ETH Hưnggerberg Anaerobic digestion of textile wastewater with high alcohol sulfate Institute for Chemical and Bioengineering Treatment of Cyanide heap leaches and tailings Internet ANN C WIKIE Anaerobic digestion Holistic bioprocessing of animal manures Proceeding of the animal residuals management conference.p.1-12 The University of Florida.2000 Cassava research in the Sayre Lab Internet AJIT P ANNACHHATRE AND PRASANNA L AMATYA UASB treatment of Tapioca starch wastewater Journal of environmental engineering 2000 JOSEPH F MALINA, PHD FREDERICK G POHLAND, PHD Design of anaerobic processes for the treatment of industrial and Municipal wastes TOM, D REYNOLDS Unit Operations & Process in Environmental Engineering Texas A & M University 1982 C.P LESLIE GRADY, GLEN T, DAIGGER, HENRY C LIM Biological waste treatment Marcel Dekker, Inc 1999 Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -244- ... bao gồm: Tinh bột sắn Dầu dừa Bánh tráng nước dừa Sản xu t ñường kết tinh Sản xu t tập trung nhiều làng nghề chế biến tinh bột sắn Hiện toàn xã bao gồm thôn với 616 hộ sản xu t chế biến tinh bột... quy mơ sản xu t thay đổi Theo thống kê có khoảng 40 hộ sản xu t với quy mơ tấn/ngày, 60 hộ sản xu t với quy mô tấn/ngày, lại khoảng 100 hộ sản xu t với quy mơ 1,5-2 tấn/ngày Số lại sản xu t khoảng... tinh bột khoai mì, có 240 hộ sản xu t theo quy mô lớn (từ - tấn/ngày) Hiện có khoảng 215 hộ hoạt động liên tục, số lại hoạt động theo mùa vụ khoai mì Phần lớn hộ sản xu t phân bố thành khu vực bao