Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa phù hợp với điều kiện bến tre

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN o0o ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 608506 Tên đề tài NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THẠCH DỪA PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN BẾN TRE Học viên thực : TRẦN MINH HƯƠNG Cán hướng dẫn : PGS TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC NCS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH VIỆN MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆN NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN CAO HỌC Họ tên Ngày, tháng, năm sinh Chuyên ngành Khóa I : TRẦN MINH HƯƠNG : 30/12/1973 : Công nghệ môi trường : 2009 Phái : Nữ Nơi sinh : Nam Định TÊN ĐỀ TÀI Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa phù hợp với điều kiện Bến Tre II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ: Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A phù hợp với điều kiện Bến Tre Nội dung: - Khảo sát hiệu tách dầu, SS mơ hình tách dầu, cặn trọng lực - Nghiên cứu hiệu khử COD mơ hình lọc kỵ khí lọc hiếu khí động học q trình - Phân tích, đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A phù hợp với điều kiện Bến Tre III HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC NCS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS TS Nguyễn Văn Phước NCS Nguyễn Thị Thanh Phượng Ngày PHỊNG ĐÀO TẠO PHỊNG CHUN MƠN tháng năm 2011 CHỦ NHIỆM NGÀNH Đề cương luận văn cao học MỤC LỤC Đặt vấn đề .3 Tổng quan .3 2.1 Tổng quan quy trình sản xuất tính chất nước thải thạch dừa .3 2.2 Các nghiên cứu ngồi nước cơng nghệ xử lý .3 2.3 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải dự kiến nghiên cứu 3 Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu .3 3.2 Đối tượng nghiên cứu 3.3 Nội dung nghiên cứu 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.5 Lựa chọn công nghệ 3.6 Mơ hình thực nghiệm 3.6.1 Mơ hình tách dầu cặn trọng lực 3.6.2 Mơ hình lọc sinh học kỵ khí giá thể xơ dừa .3 3.6.3 Mơ hình lọc sinh học hiếu khí 3.6.4 Mơ hình liên tục tách dầu - lọc kỵ khí - lọc hiếu khí Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn tính đề tài Các chương mục dự kiến luận văn Tiến độ thực Phần chuẩn bị học viên Tài liệu tham khảo Ý kiến GVHD Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học Đặt vấn đề Bến Tre tỉnh đồng sông Cửu Long với dừa loại nơng nghiệp chủ yếu Tỉnh có 47.000ha đất trồng dừa, chiếm 2/3 diện tích trồng dừa sản lượng dừa nước Sản lượng dừa năm 350 triệu trái Dự kiến năm 2015, Bến Tre có khoảng 52.500 trồng dừa, sản lượng 390 triệu trái[15] Dừa sản phẩm ngành dừa xác định ngành kinh tế mũi nhọn tỉnh Các sản phẩm chế biến từ dừa có thực phẩm (kẹo dừa, nước cốt dừa, thạch dừa … ), chế biến công nghiệp, thủ công mỹ nghệ, vật liệu xây dựng, dược phẩm … Giá trị xuất sản phẩm từ dừa chiếm 60 triệu USD, đóng góp 40% vào tổng giá trị xuất tỉnh Bến Tre Sản xuất ngành dừa giúp giải việc làm cho 300 ngàn lao động [15] Sản xuất thạch dừa trở nên nghề phổ biến Bến Tre Tồn tỉnh có 160 sở sản xuất, riêng địa bàn thị xã có 100 sở sản xuất thạch dừa Đa phần sở nhỏ, sản xuất mang tính tiểu thủ cơng nghiệp, trình độ kỹ thuật lao động chưa cao, chưa có hệ thống xử lý nước thải, mặt vốn đầu tư cho cơng trình xử lý nước thải hạn chế Hiện tại, nước thải sản xuất thạch dừa chưa xử lý thích hợp Nước thải thạch dừa có COD, BOD SS cao (có thể đến 4.600, 3.200 1.700 mg/L), thải trực tiếp môi trường gây ô nhiễm nguồn nước kênh rạch, sơng ngòi tiếp nhận, làm ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh, giảm giá trị cảnh quan cấp nước thủy vực Từ sản lượng trung bình năm 9.000 thạch dừa nay, hiểu hàng năm hệ thống sông rạch Bến Tre phải tiếp nhận 60.000 m3 nước thải xử lý chưa đạt tiêu chuẩn chưa qua xử lý Trong bối cảnh đó, cần giải pháp xử lý nước thải sản xuất thạch dừa phù hợp, áp dụng rộng rãi để đảm bảo phát triển bền vững nghề sản xuất thạch dừa Luận văn có mục tiêu đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A phù hợp với điều kiện Bến Tre Tổng quan 1.1 Tổng quan quy trình sản xuất tính chất nước thải thạch dừa Thạch dừa sản phẩm giải khát lên men từ nước dừa tươi nhờ giống vi khuẩn Acetobacter xilinum Quy trình sản xuất thạch dừa trình bày hình sau Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học Nước dừa Đường, muối khống Đun sơi Nhân giống vi khuẩn Acetobacter xilinum Nước thải rửa bình Hạ nhiệt Axit Acetic Lên men khay Nước thải rửa khay Thạch thô Nước thải rửa thạch Rửa Cắt nhỏ Đun sôi Nước thải rửa thạch Để ráo, rửa Đun sôi Chất bảo quản, hương liệu Đóng gói Khử trùng Thạch dừa Hình Quy trình chung sản xuất thạch dừa Trong sản xuất thạch dừa, nước thải chủ yếu phát sinh công đoạn rửa thạch, rửa khay vệ sinh bình nhân giống Ngồi ra, có nước thải vệ sinh nồi nấu bể chứa thạch thô với tần suất xả thải thấp lưu lượng thấp Lưu lượng nước thải ước tính -10m3/tấn thạch dừa thành phẩm Bảng Tỉ lệ lưu lượng nước thải qua công đoạn STT Loại nước thải Nước thải rửa bình nhân giống Nước thải rửa khay, rửa nồi, rửa bồn Nước thải rửa thạch Tỉ lệ lưu lượng (%) Thành phần nhiễm 5–10 5–10 80–90 SS, độ đục BOD, COD, SS, Dầu mỡ BOD, COD, SS, Dầu mỡ Nguồn: Khoa Môi trường – ĐH Bách Khoa Tp.HCM Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học Bảng Tính chất nước thải thạch dừa so với QCVN 24:2009 STT Chỉ tiêu Đơn vị - Giá trị Mẫu 1(*) 6,6 Mẫu 2(**) 6,1 QCVN 24:2009 (cột A) pH 6-9 BOD mg/L 2.200 3.200 30 COD mg/L 3.400 4.600 50 SS mg/L 620 1.700 50 Tổng N mg/L 12 15 Tổng P mg/L Dầu mỡ mg/L 120 180 10 Nguồn: Khoa Môi trường, ĐH Bách Khoa Tp.HCM (*) Nước thải sở Nguyễn Ngọc Thảo, 143D, Khu Phố 4, Phường 7, Bến Tre; (**) Nước thải sở Nguyễn Thị Tước, 154C, Khu Phố 3, Phường 7, Bến Tre Nước thải sản xuất thạch dừa có pH axit yếu, để lâu pH giảm xảy trình lên men Loại nước thải có thành phần hữu cao, tiêu COD, BOD có độ dao động lớn, hàm lượng chất lơ lửng cao dễ lắng (lắng 80% sau lắng tĩnh) 1.2 Các nghiên cứu nước cơng nghệ xử lý Các nghiên cứu ngồi nước Các nghiên cứu xử lý nước thải ngành dừa thạch dừa cơng bố khơng nhiều Tóm tắt nghiên cứu sau: - T Mungcharoen, Đại học Kasetsart, Thái Lan năm 1996 nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải sản xuất thạch dừa quy mô pilot[11] Nước thải thạch dừa có BOD 4.700mg/L, lấy từ sở sản xuất có cơng suất 3.000kg thạch dừa/ngày, tạo 30m3 nước thải/ngày Nghiên cứu so sánh phương án xử lý: dùng hệ thống hồ, hồ làm thoáng hệ thống hỗn hợp Kết cho thấy giá ðất thấp hõn 104 USS/m2 nên chọn xử lý hệ thống hồ; ngược lại xử lý hồ làm thống thích hợp - Piyanoot Kongkitpisal, Đại học Mahidol, Thái Lan năm 1998 nghiên cứu xử lý nước thải thạch dừa lọc kị khí [19] Nước thải thạch dừa nghiên cứu có COD 1.954 - 4.943 mg/L, cơng nghệ sản xuất tạo 5-7m nước thải/tấn thạch dừa thành phẩm Hiệu suất khử COD SS lọc kị khí với tải trọng hữu 0,48 kg/ m3.ngày 79,5% hiệu xử lý giảm tải trọng hữu tăng lên Ở tải trọng hữu 4,57kg/m3.ngày, hiệu xử lý COD SS 60,1 66,9% Nghiên cứu cho thấy hiệu xử lý lọc kị khí với thời gian lưu 48h cao 24h Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học - J D Mannapperuma nghiên cứu thu hồi dầu từ nhà máy kẹo dừa công nghệ tuyển nổi, UF thẩm thấu ngược Nước thải sau xử lý tái sử dụng [16] - Nhà máy sản xuất dầu dừa kẹo dừa Rathkerawwa, Sri Lanka áp dụng thành công công nghệ UASB để xử lý nước thải đồng thời thu biogas [16] - Jayamanne M D.A Athula năm 2007 nghiên cứu hệ thống lọc sinh học kỵ khí vật liệu (UAFF) để xử lý nước thải kẹo dừa Hiệu khử COD đạt 96,3%, khử BOD 97,7%[9] - J I Soletti năm 2005 nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước cốt dừa cơm dừa nạo sấy keo tụ kết hợp tuyển khí hòa tan cho thấy khử 85% COD[6] - Anna Maria I Cuevas nghiên cứu hiệu công nghệ lọc kị khí dòng chảy ngược xử lý nước thải kẹo dừa[17] Các công nghệ xử lý nước thải cho ngành chế biến thực phẩm giới nghiên cứu triển khai hiệu quả, nhìn chung chi phí đầu tư vận hành thường cao sở sản xuất nước Một vài cơng nghệ điển hình áp dụng xử lý nước thải chế biến thực phẩm sau: - Nhà máy Ethel M Chocolate, Nevada, Mỹ sử dụng đất ngập nước nhân tạo đề xử lý nước thải kẹo[13] - Candy Manufacturing Plant áp dụng công nghệ xử lý gồm trung hòa, tuyển nổi, bùn hoạt tính hồ sinh học cho xử lý nước thải bánh, kẹo - Nhà máy sản xuất bánh kẹo Bimbo - Ricolino đặt Mexico có cơng nghệ xử lý nước thải gồm bẫy dầu, thùng quay tự rửa (lỗ 880micromet), bể điều hòa, hệ thống keo tụ - tuyển nổi, bể UASB cải tiến, lọc sinh học MBBR (moving bed biofilm reactor) cải tiến, bể lắng lọc cát[14] - Brazil Candy Manufacturing Plant áp dụng hệ hybrid kỵ khí tốc độ cao đất ngập nước để xử lý nước thải[18] Các nghiên cứu nước Viện Công nghệ Khoa học quản lý môi trường - Tài nguyên năm 2010 thực “Nghiên cứu quy trình kỹ thuật công nghệ xử lý nước thải chế biến ngành dừa: Cơm dừa nạo sấy kẹo dừa”Error: Reference source not found Công nghệ đề xuất gồm lắng tách dầu 24h, keo tụ - tạo bơng, xử lý kỵ khí xử lý hiếu khí hệ VSV lơ lửng, lắng, lọc áp lực khử trùng (xem hình 2) Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học        Hình Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải cơm dừa nạo sấy Error: Reference source not found  Một số cơng trình đề tài nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thực phẩm tổng hợp sau: - Xí nghiệp bánh kẹo Hải Hà áp dụng phương án vi sinh tải trọng cao: FBR (yếm khí, thiếu khí hiếu khí) chuyển giao cơng nghệ Cơng ty Nissho Iwai, Tetsugen, Organo - Công ty VinaBico: Áp dụng công nghệ SBR để xử lý nước thải sản xuất bánh kẹo - Cơng ty CP Mía đường Quảng Ngãi có kế hoạch áp dụng cơng nghệ OXYLAG Pháp đưa Nước thải trình sản xuất gọi dịch hèm, thường có màu vàng sẫm ngả đen có chứa carame( (C 12H18O9)n) Cơng nghệ áp dụng nguyên lý nâng dẫn nước, hớt váng, dẫn qua rây, trung hòa Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học lọc tinh, loc thô Công nghệ đặc biệt ý nhiều sử dụng bùn hoạt tính khâu xử lý đặc biệt hồ sinh học - Đề tài khoa học cấp Viện công nghiệp thực phẩm “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải công nghiệp đường bột đồ uống” thực vào năm 2001 - Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước Viện công nghiệp thực phẩm “Nghiên cứu công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống UASB cải tiến để xử lý nước thải cơng nghiệp thực phẩm có độ ô nhiễm cao - KC 04-02” - Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước Viện công nghiệp thực phẩm “Nghiên cứu hệ thống sinh học hoạt lực cao, điều khiển tự động q trình xử lý kị khí nước thải bị ô nhiễm chất hữu cao - KC04-21” - Đề tài “Nghiên cứu khoa học QMT06.03” Đại học Quốc gia Hà Nội Đối tượng áp dụng nghiên cứu nước thải làng nghề chế biến lương thực (sản xuất bún, miến tinh chế tinh bột) thường chứa tạp chất có khả phân hủy sinh học (tỷ lệ BOD5/COD khoảng từ 0,6 - 0,7) nên xử lý tốt phương pháp xử lý sinh học Bằng phương pháp lọc sinh học kị khí hiếu khí, nước thải xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam nước thải công nghiệp TCVN 5945:2005 Luận văn lựa chọn phương pháp lọc sinh học để xử lý nước thải Vật liệu lọc sử dụng xơ dừa - nguồn vật liệu sẵn có rẻ tiền tỉnh Bến Tre Xơ dừa nghiên cứu sử dụng làm giá thể dính bám cho vi sinh vật cơng trình xử lý hiếu khí kỵ khí, ứng dụng thành cơng cơng trình xử lý nước thải sản xuất tinh bột mì làng nghề Hồi Hảo, huyện Hồi Nhơn, tỉnh Bình Định (2005), xử lý nước thải sản xuất tiêu sọ xã Đạo Nghĩa, huyện Đăk RLấp, tỉnh Đăk Nông, (2006), xử lý nước thải sản xuất kẹo dừa (2009) Công ty TNHH Đông Á, TX Bến Tre, Tỉnh Bến Tre, xử lý nước thải chế biến cao su (năm 1999 - 2001) 1.3 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải dự kiến nghiên cứu Cơ sở lý thuyết tồng quan hiệu xử lý các phương pháp xử lý lựa chọn nghiên cứu trình bày tóm tắt sau (1) Phương pháp tách dầu mỡ cặn trọng lực Phương pháp dựa khác biệt tỉ trọng dầu (0,915-0,918) nước (1,015 - 1,086) để tách thành phần khỏi nước thải Với thời gian lắng thích hợp, tùy hàm lượng dầu chất dầu ban đầu, phương pháp cho hiệu tách dầu đạt 75% Bể lắng tách lượng cặn nước thải chênh lệch tỉ trọng so với nước, làm giảm COD, BOD vi khuẩn dòng nước thải vào cơng trình xử lý phía sau Hiệu xử lý 40 - 90% với tiêu TSS, 25 - 40% với BOD5 50 - 60% với vi khuẩn [12] Phương pháp có ưu điểm đơn giản, không sử dụng lượng Svth: Trần Minh Hương Trang Đề cương luận văn cao học (2) Phương pháp xử lý nước thải lọc sinh học kỵ khí Lọc sinh học hiếu khí sử dụng hệ vi sinh vật dính bám giá thể (sỏi, đá dăm, sứ, gỗ, nhựa PP, PVC, than xỉ, xơ dừa …) có độ rỗng diện tích bề mặt riêng lớn để phân hủy chất hữu nước thải Vi sinh vật phát trát giá thể tự nhiên tạo thành màng biofilm, chất polymer ngoại bào, dày 0,1 - 4mm Q trình phân giải chất hữu mơi trường diễn theo giai đoạn: thủy phân, axit hóa lên men metan Q trình thủy phân làm phân giải hợp chất cao phân tử lipid, polysacchrides, protein, axit nucleic thành chất đơn giản axit béo, đường đơn, axit amin, purine, pirimidine Ở giai đoạn 2, vi sinh vật lên men axit biến đổi tiếp tục sản phẩm mạch vòng đơn giản thành sản phẩm propionat, butyrate, succinate, lactate, ethanol chất cho vi khuẩn lên men metan sử dụng gồm: H2, CO2, format, methanol, methylamin acetat Giai đoạn cuối lên men kỵ khí tạo sản phẩm CH CO2 thực đường chính: (1) từ chất H2 H2O (2) từ chất axit axetic[8] Trong trình xử lý kỵ khí nước thải sản xuất thạch dừa, thành phần hữu đặc trưng axit lauric, axit linoleic, axit myristic, triglyxerit chuyển hóa thành axit đơn giản cuối CH4, CO2 nước Các vi sinh vật thủy phân axit hóa loại hiếu khí hay kỵ khí tùy tiện Riêng nhóm vi sinh vật lên men metan loại kỵ khí bắt buộc có thời gian hệ dài nhạy cảm với điều kiện môi trường Hiệu khử COD khoảng thông số thiết kế lọc kỵ khí lọc kỵ khí đệm cố định tham khảo từ số tài liệu có bảng Bảng Khoảng thông số thiết kế lọc kỵ khí tham khảo Q trình Tải trọng, Thời gian lưu nước, h Hiệu khử COD, % -15 36 48 70 - 90 0,96 - 4,81 24 48 75 - 85 kg COD/m3.ngày Lọc kỵ khí Lọc kỵ khí đệm cố định Lọc kỵ khí đệm cố định Lọc kỵ khí đệm cố định 0,48 - 4,57 Svth: Trần Minh Hương Ghi Tài liệu tham khảo [1] COD vào: 10.000-20.000 mg/L [8] [3] 24 67 Nước thải sản xuất kẹo dừa, COD vào 2.000mg/L 24 60 Nước thải sản xuất kẹo dừa, COD vào 6.000mg/L, giá thể xơ dừa - 79,5 - 60,1 Nước thải sản xuất thạch dừa [19] Trang 10 Đề cương luận văn cao học (3) Phương pháp xử lý nước thải lọc sinh học hiếu khí Tương tự lọc kỵ khí, lọc hiếu khí xử lý nước thải dựa khả phân giải chất hữu vi sinh vật nằm lớp biofilm giá thể dính bám Lớp biofilm hiếu khí gồm lớp, lớp bên ngồi gồm vi sinh vật hiếu khí kỵ khí tùy ý, lớp bên sát vật liệu dính bám vi sinh vật kỵ khí Vi sinh vật hệ thống lọc hiếu khí gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí tùy ý kỵ khí bắt buộc, nấm, tảo, động vật nguyên sinh Ngoài ra, sinh vật cao giun, ấu trùng trùng, ốc sên có mặt So với xử lý bùn hoạt tính lơ lửng lọc sinh học hiếu khí đơn giản, dễ vận hành, hoạt động tốt tải trọng cao, chịu sốc tải, tạo bùn đặc hơn, dễ lắng Bảng Khoảng thơng số thiết kế lọc sinh học hiếu khí tham khảo Quá trình Tải trọng, kgCOD/m3.n gày Thời gian lưu nước, h Hiệu khử COD, % Ghi Tài liệu tham khảo nước thải chế biến thực phẩm [7] nước thải sản xuất kẹo dừa, COD vào: 1.000mg/L 1.500mg/L, giá thể xơ dừa [3] Lọc nhỏ giọt, 1-17 > 70 Đĩa quay sinh học, 95 10 - 30 < 75 Lọc hiếu khí đệm cố định 7.7 > 95 Lọc hiếu khí đệm cố định - Lọc hiếu khđ đệm giãn nở, Lọc hiếu khí đệm cố định, Lọc hiếu khí giá thể sợi dẻo (Flexible fibre biofilm reactor – FFBR) Lọc hiếu khđ đệm giãn nở Lọc hiếu khí đệm cố định - 10 90 - 95 24 95 - 97 10 94 24 96 nước thải sản xuất kẹo dừa, COD vào: 2.000mg/L, giá thể xơ dừa Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu Svth: Trần Minh Hương Trang 11 Đề cương luận văn cao học 1.4 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A phù hợp với điều kiện mặt kinh phí hạn chế 1.5 Đối tượng nghiên cứu Nước thải sản xuất thạch dừa Bến Tre 1.6 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát lưu lượng tính chất nước thải sản xuất thạch dừa với tiêu pH, SS, COD, BOD, N tổng, P tổng, dầu mỡ - Khảo sát hiệu khử COD SS mơ hình lắng tĩnh - Nghiên cứu hiệu khử COD mơ hình lọc kỵ khí lọc hiếu khí động học q trình - Phân tích, đề xuất cơng nghệ thích hợp xử lý nước thải sản xuất thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A 1.7 Phương pháp nghiên cứu (1) Phương pháp tổng hợp tài liệu Thu thập, tổng hợp tài liệu, số liệu có địa phương tình hình sản xuất thạch dừa, đặc tính nước thải sản xuất thạch dừa Tổng hợp kết nghiên cứu, áp dụng công nghệ xử lý nước thải thạch dừa loại hình nước thải tương tự (sản xuất bánh kẹo, sản xuất sản phẩm ngành dừa) nước giới (2) Phương pháp khảo sát trường Thực đợt khảo sát thực tế trường để thu thập thông tin, liệu cơng nghệ sản xuất, tình trạng phát thải chất lượng môi trường sở sản xuất (3) Phương pháp lấy mẫu phân tích tiêu mơi trường Quy trình lấy mẫu phân tích tiêu mơi trường tiến hành theo quy định Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn quốc tế (theo Standard Methods for the Exammination of Water and Wastewater, 2005) (4) Phương pháp phân tích xử lý số liệu Xử lý thống kê kết thí nghiệm q trình nghiên cứu, làm sở lựa chọn thông số tối ưu hóa q trình cơng nghệ (5) Phương pháp thực nghiệm mơ hình điều kiện thí nghiệm (6) Phương pháp so sánh Svth: Trần Minh Hương Trang 12 Đề cương luận văn cao học So sánh kết thí nghiệm với nghiên cứu tương tự ngồi nước 1.8 Lựa chọn cơng nghệ Tính chất nước thải sản xuất thạch dừa so với QCVN 24:2009/BTNMT , cột A trình bày bảng Bảng Tính chất nước thải thạch dừa so với QCVN 24:2009 ST T Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị lớn đo QCVN 24:2009 (cột A) - 6,1 6-9 pH COD mg/L 4.600 50 BOD mg/L 3.200 30 SS mg/L 1.700 50 Tổng N mg/L 12 15 Tổng P mg/L Dầu mỡ mg/L 180 10 Nước thải thạch dừa có thành phần chất hữu cao tỉ số BOD/COD > 0,5, đồng thời không chứa thành phần độc hại nên xử lý phương pháp sinh học Nước thải có nồng độ dầu thực vật cao nên trước tiên phải tách dầu mỡ Nghiên cứu khảo sát hiệu tách dầu trọng lực bể lắng Trường hợp không đảm bảo dầu mỡ COD, BOD đầu theo quy định khảo sát phương án bổ sung phương án keo tụ sau bể tách dầu trọng lực Nghiên cứu lựa chọn xử lý lọc hiếu khí lọc kỵ khí với giá thể xơ dừa, dựa sở ưu điểm hệ thống sau: lọc sinh học dễ vận hành, chi phí đầu tư cho giá thể thấp, diện tích bề mặt riêng xơ dừa cao nên đảm bảo mật độ vi sinh cao cơng trình xử lý, nhờ giảm khối tích cơng trình, phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội địa phương Svth: Trần Minh Hương Trang 13 Đề cương luận văn cao học Quy trình cơng nghệ nghiên cứu luận văn để xử lý nước thải thạch dừa đạt QCVN 24:2009 cột A sau: Nước thải đầu vào Bể lắng, tách dầu trọng lực Bể lọc kỵ khí xơ dừa Bể lọc hiếu khí xơ dừa Khử trùng Nước thải đầu Hình Quy trình công nghệ nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất thạch dừa 1.9 Mơ hình thực nghiệm Từ định hướng nghiên cứu đây, luận văn dự kiến thiết lập nghiên cứu thực nghiệm mơ hình: (1) mơ hình bể tách dầu, cặn trọng lực; (2) mơ hình lọc sinh học kị khí; (3) mơ hình lọc sinh học hiếu khí (4) mơ hình liên tục tách dầu - lọc kỵ khí - lọc hiếu khí 3.1.1 Mơ hình tách dầu cặn trọng lực Nội dung nghiên cứu Xác định thời gian tách dầu SS hiệu nước thải sản xuất thạch dừa Đối tượng nghiên cứu Nước thải sản xuất thạch dừa Svth: Trần Minh Hương Trang 14 Đề cương luận văn cao học Mơ hình nghiên cứu Mơ hình tách dầu thùng nhựa hình trụ dung tích 20L (chiều cao 45cm, đường kính 26 cm), có vòi thu nước sau lắng gần đáy thùng Nước vào Lớp dầu Van xả Cặn lắng Hình Mơ hình tĩnh tách dầu Thiết lập thí nghiệm - Cho nước thải vào mơ hình, để n khơng khuấy - Lấy mẫu nước thải thời điểm: 0,5 h; 1h; 1,5h; 2h; 4h từ van thu mẫu - Phân tích tiêu pH, dầu mỡ tổng, SS, COD nước thải 3.1.2 Mơ hình lọc sinh học kỵ khí giá thể xơ dừa Nội dung nghiên cứu - Xác định tải trọng vận hành thời gian lưu nước thích hợp - Xác định hiệu xử lý COD - Xác định thông số động học trình Đối tượng nghiên cứu Nước thải sản xuất thạch dừa sau tách dầu SS trọng lực Mơ hình nghiên cứu - Mơ hình thùng nhựa 20 lít, tiết diện tròn đường kính 26cm, cao 45cm Tại trung tâm bể ống dẫn nước - Vật liệu lọc sử dụng xơ dừa 3g/L - Nước thải sau bể tách dầu bơm vào bể từ xuống qua ống trung tâm, sau lại chảy ngược lên lọc kị khí qua lớp vật liệu lọc xơ dừa - Vận hành mơ hình với COD đầu vào giá trị cao dự kiến nước thải qua xử lý tách dầu, dự kiến 3.500mg/L, tải trọng vận hành Svth: Trần Minh Hương Trang 15 Đề cương luận văn cao học khác khoảng 1,8 đến 5,6 kg COD/m 3.ngày (tương ứng với thời gian lưu nước 15 - 48h) - Vận hành mơ hình với nước thải tuần hoàn tỉ lệ 0,25; 0,5 0,75 thời gian lưu nước 15 - 48h Ống thông Bơm tuần hồn Xơ dừa Hình Mơ hình lọc sinh học kị khí - Trong q trình thí nghiệm, theo dõi hàm lượng N, P bổ sung N, P (nếu cần) đảm bảo tỉ lệ COD: N: P = 250: 5: - Lấy mẫu nước thải đầu hàng ngày, phân tích tiêu pH, COD, độ kiềm, VFA N 3.1.3 Mơ hình lọc sinh học hiếu khí Mục tiêu nghiên cứu - Xác định tải trọng vận hành thời gian lưu nước thích hợp - Đánh giá hiệu khử chất - Xác định thơng số động học q trình Đối tượng nghiên cứu Nước thải sản xuất thạch dừa sau lọc kỵ khí Mơ hình thí nghiệm - Mơ hình thùng nhựa 20 lít, tiết diện tròn đường kính 26cm, cao 45cm Vật liệu đệm sử dụng xơ dừa, với khối lượng 3g/L - Khí cấp liên tục máy thổi khí phân tán vào nước nhờ đá bọt, đảm bảo DO = 2- mg/L - Mầm bùn ban đầu đưa vào bể: 2,5 kg VSS/m3 thể tích bể Svth: Trần Minh Hương Trang 16 Đề cương luận văn cao học - Vận hành mơ hình với nước thải qua lọc kỵ khí có COD đầu vào dự kiến 600mg/L, tải trọng vận hành khác khoảng 0,6 đến 2,4kg COD/m3.ngày (tương ứng với thời gian lưu nước - 24h) - Trong q trình thí nghiệm, theo dõi hàm lượng N, P bổ sung N, P (nếu cần) đảm bảo tỉ lệ COD: N: P = 100: 5: Máy thổi khí Xơ dừa Hình Mơ hình lọc sinh học hiếu khí - Mỗi ngày theo dõi tiêu pH, độ kiềm, DO, COD - Cuối đợt thí nghiệm, phân tích pH, SS, COD, BOD5, tổng N, tổng P 3.1.4 Mơ hình liên tục tách dầu - lọc kỵ khí - lọc hiếu khí Nước vào Svth: Trần Minh Hương Trang 17 Đề cương luận văn cao học Hình Mơ hình liên tục - Mơ hình liên tục gồm mơ hình lắng tĩnh tách dầu mỡ, lọc kỵ khí lọc hiếu khí mắc nối tiếp với hình - Vận hành mơ hình với thời gian lưu nước xác định tối ưu mô hình - Trong q trình thí nghiệm, đảm bảo tỉ lệ COD: N: P = 250: 5: bể kỵ khí, tỉ lệ COD: N: P = 100: 5: bể hiếu khí, bổ sung N, P cần - Phân tích tiêu nước thải đầu vào mơ hình lắng tĩnh đầu mơ hình lọc hiếu khí: pH, SS, dầu mỡ, COD, BOD5, tổng N, tổng P Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn tính đề tài Ý nghĩa khoa học nghiên cứu - Đánh giá khả áp dụng cơng nghệ sinh học dính bám để xử lý loại nước thải nước thải sản xuất thạch dừa - Xác định thông số động học q trình lọc kỵ khí hiếu khí xử lý nước thải sản xuất thạch dừa Ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu - Công nghệ lọc sinh học có khả chịu sốc tải, dễ vận hành, phối hợp với biện pháp tách dầu mỡ giải pháp khả thi xử lý nước thải sản xuất thạch dừa điều kiện Bến Tre, góp phần phát triển bền vững loại hình sản xuất đồng thời bảo vệ môi trường sinh thái sức khỏe cộng đồng khu vực sản xuất tiếp nhận nước thải Tính đề tài Đây nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải thạch dừa Việt Nam có áp dụng lọc kỵ khí hiếu khí dùng xơ dừa làm giá thể Các chương mục dự kiến luận văn LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học kinh tế - xã hội luận văn Svth: Trần Minh Hương Trang 18 Đề cương luận văn cao học Phương pháp luận CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sản xuất thạch dừa xử lý nước thải sản xuất thạch dừa Bến Tre 1.1.1 Tình hình chung 1.1.2 Quy trình sản xuất thạch dừa 1.1.3 Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất thạch dừa Bến Tre 1.2 Thành phần, tính chất nước thải sản xuất thạch dừa 1.2.1 Thành phần tính chất nước thải 1.2.2 Tác động nước thải sản xuất thạch dừa đến môi trường 1.3 Các công nghệ áp dụng xử lý nước thải sản xuất bánh kẹo, nước thải ngành dừa sản xuất thạch dừa 1.3.1 Các cơng nghệ áp dụng nước ngồi 1.3.2 Các công nghệ áp dụng nước CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 2.2 2.3 2.4 Phương pháp lắng tĩnh tách dầu mỡ, cặn Xử lý nước thải phương pháp lọc kỵ khí Xử lý nước thải phương pháp lọc hiếu khí Động học trình kỵ khí dính bám, hiếu khí dính bám xử lý nước thải CHƯƠNG VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 3.1 Phân tích, lựa chọn cơng nghệ nghiên cứu / Mơ hình 3.2 Đối tượng nghiên cứu 3.3 Phương pháp thực nghiệm /Phương pháp phân tích CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thành phần, tính chất nước thải sản xuất thạch dừa 4.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình tách dầu, cặn 4.3 Kết nghiên cứu thực nghiệm thông số động học q trình lọc kỵ khí 4.4 Kết nghiên cứu thực nghiệm thông số động học q trình lọc hiếu khí 4.5 Kết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình liên tục tách dầu mỡ - lọc kỵ khí - lọc hiếu khí 4.6 Đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải thạch dừa KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Svth: Trần Minh Hương Trang 19 Đề cương luận văn cao học Tiến độ thực Luận văn dự kiến thực 06 tháng, từ 15/04/2011 đến 15/09/2011 Nội dung Thời gian thực T4/2011 T5/2011 T6/2011 T7/2011 T8/2011 T9/2011 Thu thập tài liệu, phân tích đánh giá Khảo sát tính chất nước thải sản xuất thạch dừa Xây dựng chạy mơ hình thí nghiệm Xử lý số liệu, tổng hợp tài liệu viết luận văn Phần chuẩn bị học viên - Tìm hiểu thu thập tài liệu công nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa ngành cơng nghiệp gần - Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải dự kiến nghiên cứu luận văn - Đi thực tế trường, lấy mẫu nước thải nhà máy cần nghiên cứu, phân tích xác định thành phần, tính chất nước thải - Tiến hành phân tích đánh giá chất lượng nước thải đầu vào - Xây dựng mơ hình nghiên cứu - Lập kế hoạch, trình tự bước triển khai mơ hình thí nghiệm Svth: Trần Minh Hương Trang 20 Đề cương luận văn cao học Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Văn Phước (2007), Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Nhà xuất Xây dựng [2] Trần Đình Toại, Nguyễn Thị Vân Hải (2005), Động học trình xúc tác sinh học, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [3] Trần Thị Sáu (2009), Nghiên cứu triển khai công nghệ xử lý nước thải sản xuất kẹo dừa tỉnh Bến Tre, Luận văn cao học, Trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh [4] Sở Tài Ngun Mơi trường tỉnh Đăk Nông (2005), Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sản xuất tiêu sọ huyện Đăk RLấp, tỉnh Đăk Nông, Đề tài nghiên cứu khoa học Tài liệu tiếng Anh [5] APHA; AWWA; WEF (1995), Standard methods for the examination of water and wastewater, 19th edition, Washington, DC, USA [6] J I Soletti, S H V Carvalho, P H L Quintela, W.Ferreira De La Salles (2005), Coconut industry wastewater treatment using dissolved air flotation, 2nd Mercosur Congress on Chemical Engineering Proceedings, Brasil [7] M.E Abdulgader1, Q J Yu1, P Williams1 and A A L Zinatizadeh (2007), A review of the performance of aerobic bioreactors for treatment of food processing wastewater, Proceedings of the International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics Skiathos, pp 1131-1136 [8] Metcaft & Eddy (1991), Wastewater Engineering, treatment, disposal and reuse, 3rd edition, McGraw Hill [9] Seunghwan Lee, A Jayamanne (2006), R Bade, Hongshin Lee, Application of Upflow Anaerobic Floating Filtration for Coconut Wastewater Treatment and Biogas Recovery, 공공공공공공공공공 공공공 [10] Teh Fu Yen (1998), Environmental Chemistry: Chemical Principles for Environmental Processes, Volume 4B, Prentice Hall Publisher [11] T Mungcharoen, K Pitrchart, C Chiemchaisri, P Tammarate (1996), Wastewater Treatment System for the Nata De Coco Production Pilot Plant, Advanced Tech In Environment Field [12] WEF, ASCE (2010), Design of Municipal Wastewater Treatment Plants, 5th Edition, McGraw Hill Professional Các trang web [13] http://www.asla.org [14] http://www.cleanwatertech.com/ [15] http://www.dost-bentre.gov.vn/ Svth: Trần Minh Hương Trang 21 Đề cương luận văn cao học [16] http://www.faculty.ait.ac.th/visu/SMI_Roadmap/ [17] http://www.pwu.edu.ph/ [18] http://www.stovergroup.com/ [19] http://www.thaithesis.org/ Svth: Trần Minh Hương Trang 22 Đề cương luận văn cao học Ý kiến GVHD …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Cán hướng dẫn Cán hướng dẫn GS TS Nguyễn Văn Phước NCS Nguyễn Thị Thanh Phượng Svth: Trần Minh Hương Trang 23 ... hình sản xuất thạch dừa, đặc tính nước thải sản xuất thạch dừa Tổng hợp kết nghiên cứu, áp dụng công nghệ xử lý nước thải thạch dừa loại hình nước thải tương tự (sản xuất bánh kẹo, sản xuất sản. .. Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải thạch dừa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A phù hợp với điều kiện mặt kinh phí hạn chế 1.5 Đối tượng nghiên cứu Nước thải sản xuất thạch dừa Bến Tre 1.6 Nội dung nghiên. .. pháp xử lý nước thải sản xuất thạch dừa phù hợp, áp dụng rộng rãi để đảm bảo phát triển bền vững nghề sản xuất thạch dừa Luận văn có mục tiêu đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải sản xuất thạch dừa