Nghiên cứu xử lý dịch hèm trong sản xuất cồn từ rỉ đường của nhà máy mía đường Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 1995

Nghiên cứu xử lý dịch hèm trong sản xuất cồn từ rỉ đường của nhà máy mía đường Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 1995 Nghiên cứu xử lý dịch hèm trong sản xuất cồn từ rỉ đường của nhà máy mía đường Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 1995 luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Bộ Giáo dục đào tạo Tr-ờng Đại Học bách khoa hµ néi - Thân Thị Hải Yến Nghiên cứu xử lý dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng công ty mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt tiêu chuÈn lo¹i B, TCVN 5945 - 1995 LUẬN VĂN THẠC S Chuyên ngành: Công nghệ môi tr-ờng GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Sơn Hà Nội - 2004 Ký hiệu viết tắt BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học ngày COD: Nhu cầu oxy hoá học TS: Tổng chất rắn SS: Chất rắn lơ lửng MLSS: Nồng độ vi sinh vËt (hay bïn ho¹t tÝnh) bĨ aeroten DO: Oxy hoà tan F/M: Tỷ lệ l-ợng chất hữu hàm l-ợng sinh khối SVI: Chỉ số thể tích bùn Bx: Phần trăm chất khô dung dịch TCVN: Tiªu chn ViƯt Nam TCCP: Tiªu chn cho phÐp Lêi cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn Ông Viện Tr-ởng Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng đà tạo điều kiện cho đ-ợc tiến hành nghiên cứu Phòng thí nghiệm Viện Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Sơn đà h-ớng dẫn tận tình, chu đáo thời gian thực luận văn Xin cảm ơn thày, cô, anh chị, bạn Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ nh- Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng đà giúp đỡ hoàn thành luận văn Hà Nội 11 - 2004 Mục lục Mở đầu Ch-ơng 1: Tình hình sản xuất tiªu thơ cån trªn ThÕ giíi, khu vùc Việt Nam 1.1 Tình hình sản xuất tiªu thơ cån trªn thÕ giíi, khu vùc …… 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ cồn ë ViƯt Nam …………………… 1.3 Xu h-íng ph¸t triĨn ngành công nghiệp sản xuất cồn Ch-ơng 2: Công nghệ sản xuất cồn môi tr-ờng 2.1 Công nghệ sản xuất cồn 11 2.1.1 Nguyên liệu cho sản xuất cồn 11 2.1.2 Công nghệ sản xuất cồn từ tinh bột 13 2.1.2.1 Quy trình sản xuất cồn từ tinh bột 13 2.1.2.2 Nhu cầu nguyên liệu hoá chất 15 2.1.3 Công nghệ sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng 16 2.1.3.1 Quy trình sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng 16 2.1.3.2 Nhu cầu nguyên liệu hoá chất 19 2.2 Các chất thải trình sản xuất cồn 20 2.2.1 Khí thải 20 2.2.2 Chất thải rắn. 21 2.2.3 N-ớc thải. 21 2.3 Hiện trạng môi tr-ờng sở sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng. 23 Ch-ơng 3: ph-ơng pháp xử lý dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng 3.1 Ph-ơng pháp xử lý dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng 25 3.1.1 Ph-ơng pháp cô đặc đốt 25 3.1.2 Các ph-ơng pháp sinh học 25 3.1.2 Các ph-ơng pháp sinh học kết hợp ph-ơng pháp hoá lý 26 3.2 Cơ sở trình xử lý sinh học dịch hèm kết hợp ph-ơng pháp đông keo tụ 3.2.1 Ph-ơng pháp xử lý yếm khí 26 27 3.2.1.1 Đặc tr-ng ph-ơng pháp xử lý yếm khí 27 3.2.1.2 Một số dạng thiết bị yếm khí 30 3.2.2 Ph-ơng pháp xử lý hiếu khí 31 3.2.2.1 Đặc tr-ng trình xử lý hiếu khí 31 3.2.2.2 Một số yếu tố ảnh h-ởng tới trình xử lý hiÕu khÝ… 32 2.2.3 Mét sè d¹ng thiÕt bị xử lý hiếu khí 34 3.2.3 Ph-ơng pháp đông keo tụ 37 3.2.3.1 Cơ chế ph-ơng pháp đông keo tơ……………………… 37 3.2.3.2 C¸c chÊt keo tơ……………………………………………………… 38 3.3 Hiện trạng xử lý sinh học dịch hèm sở sản xuất cồn n-ớc ta 3.3.1 Hiện trạng xử lý sinh học dịch hèm sở sản xuất cồn 38 38 3.3.2 Hiện trạng xử lý sinh học dịch hèm phân x-ởng sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng Công ty Mía đ-ờng Hoà Bình 40 Ch-ơng Kết nghiên cứu thảo luận 4.1 Mục đích, đối t-ợng ph-ơng pháp nghiên cứu 41 4.1.1 Mục đích nghiên cứu 41 4.1.2 Đối t-ợng nghiên cứu 41 4.1.3 Ph-ơng pháp nghiên cứu 42 4.1.3.1 Các ph-ơng pháp nghiên cứu tiến hành 42 4.1.3.2 Các tiêu phân tích 44 4.2 Kết nghiên cứu thảo luận 4.2.1 Hiệu xử lý m khÝ dÞch hÌm b»ng thiÕt bÞ UASB ………… 45 45 4.2.2 Nghiên cứu khả xử lý tiếp hệ thống Aeroten 46 4.2.3 Nghiên cứu khả xử lý ph-ơng đông pháp keo tụ 48 4.2.4 Nghiên cứu xử lý n-ớc sau đông keo tụ hệ thống Aeroten 54 ch-ơng Đề xuất ph-ơng án hoàn thiện công nghệ thiết bị xử lý dịch hèm công ty mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 - 1995 5.1 Năng lực sản xuất cồn công ty mía đ-ờng Hoà Bình 57 5.1.1 Giới thiệu khái quát công ty mía đ-ờng Hoà Bình 57 5.1.2 Năng lực sản xuất phân x-ởng sản xuất cồn 58 5.2 Hiện trạng công nghệ thiết bị xử lý dịch hèm Công ty mía đ-ờng Hoà Bình 58 5.3 Đề xuất ph-ơng án hoàn thiện công nghệ thiết bị xử lý dịch hèm đến đạt tiêu chuẩn loại B , TCVN5945-1995 63 5.3.1 Đề xuất công nghệ xử lý dịch hèm 63 5.3.2 Đề xuất ph-ơng án cải tạo lại hệ thống xử lý 65 5.3.2.1 Các hạng mục xây dựng 65 5.3.2.2 Hoá chất thiết bị 66 Kết luận 68 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Mở đầu Từ năm 1987, với sách đổi Đảng Nhà n-ớc ta, đời sống ng-ời dân đà có b-ớc cải thiện quan trọng, l-ợng khách du lịch, đầu t- từ n-ớc vào Việt Nam tăng nhanh, thúc đẩy phát triển ngành kinh tế Trong thời gian ngắn, ngành r-ợu - bia- n-ớc giải khát Việt Nam đà có b-ớc phát triển mạnh Các nhà máy r-ợu-bia - n-ớc giải khát đ-ợc đầu t- hoàn thiện công nghệ sản xuất, xúc tiến liên doanh với n-ớc để mở rộng sản xuất, tạo điều kiện cho nhà đầu t- d-ới hình thức: liên doanh, trung -ơng, địa ph-ơng, công ty có cổ phần t- nhân Cồn đ-ợc sử dụng phổ biến không sinh hoạt mà công nghiệp nh-: pha chế loại r-ợu mùi, r-ợu vang, sản xuất dấm, keo dán, đồ nhựa, mỹ phẩm, sơn, vecni, pha chế thuốc nhuộm, tơ nhân tạo Cồn đ-ợc dùng y tế, đà đ-ợc nghiên cứu sử dụng giao thông vận tải Nhờ vậy, năm qua sản xuất cồn có tốc độ tăng tr-ởng cao để đáp ứng nhu cầu đời sống sản xuất công nghiệp, b-ớc v-ơn tới xuất Đặc biệt từ ch-ơng trình quốc gia trọng điểm mía đ-ờng đ-ợc thực thi, nguyên liệu cho sản xuất cồn rỉ đ-ờng trở nên phong phú đà thúc đẩy ngành sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng phát triển mạnh Sản xuất cồn từ mật rỉ mang lại hiệu kinh tế cao tận thu đ-ợc sản phẩm phụ sản xuất đ-ờng, nâng cao hiệu sử dụng nguyên liệu tháo gỡ khó khăn sản xuất đ-ờng Tuy nhiên sản xuất cồn nói chung sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng nói riêng tạo l-ợng chất thải đáng quan tâm n-ớc thải đáy tháp ch-ng thô, không đ-ợc quan tâm xử lý nguồn gây ô nhiễm đáng kể cho môi tr-ờng sinh thái, đặc biệt môi tr-ờng n-ớc Với sản l-ợng 16 triệu lít (năm 2003), ngành sản xuất cồn công nghiệp từ rỉ đ-ờng đà thải vào môi tr-ờng khoảng 170.000 190.000 m3 dịch hèm không qua Thân Thị Hải Yến Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ xử lý, -ớc tính tải l-ợng COD khoảng 14.731 tấn, 7.104 BOD 64,4 SS thải vào môi tr-ờng [4] Dịch hèm loại n-ớc thải có tải l-ợng chất hữu cao, dễ chuyển hoá gây ô nhiễm môi tr-ờng, cần phải có ph-ơng án xử lý phù hợp hiệu Cho đến nhiều sở sản xuất đà đầu t- xây dựng hệ thống xử lý dịch hèm, nhiên nói ch-a có sở có công nghệ thiết bị xử lý đến đạt tiêu chuẩn n-ớc thải công nghiệp 5945 1995 (loại B) Vì đề tài Nghiên cứu xử lý nước thải dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng công ty mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 1995 góp phần hoàn chỉnh công nghệ xử lý dịch hèm góp phần phát triển bền vững ngành sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng Thân Thị Hải Yến Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Ch-ơng Tình hình sản xuất- tiêu thụ cồn thÕ giíi, khu vùc vµ ë ViƯt Nam 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cồn giới, khu vực L-ợng cồn sản xuất ngày tăng suất chất l-ợng đáp ứng nhu cầu sản xuất đời sống Trong công nghiệp thực phẩm, phần lớn cồn đ-ợc sử dụng cho pha chế r-ợu, sản l-ợng r-ợu, cồn giới sản xuất hàng năm tăng Năm 1992, tổng sản l-ợng r-ợu giới đạt 30.050 triệu lít tăng gấp 1,59 lần so với tổng sản l-ợng năm 1971 (18.870 triƯu lÝt), nÕu quy ®ỉi theo tØ lƯ lÝt cồn pha chế đ-ợc lít r-ợu sản l-ợng cồn thực phẩm cần cho pha chế r-ợu vào năm 1992 giới -ớc tính khoảng 10.017 triệu lít Tại n-ớc có công nghiệp sản xuất phát triển nh- Italia, Pháp, Tây Ban Nha, số loại r-ợu mạnh đ-ợc pha chế thêm cồn nh-: Whisky, Martin, Brandy, Napoleon, Rhum, Các n-ớc có sản l-ợng r-ợu mạnh đứng đầu giới Hoa Kỳ - năm 1986 đạt 1.475 triệu lít (l-ợng cồn cho pha chế -ớc tính khoảng 491,6 triệu lít) ; Các n-ớc thuộc Liên Xô cũ - năm 1992 đạt 1.366 triệu lít r-ợu ( 455,3 triệu lít cồn), n-ớc Anh - năm 1990 đạt 1.287 triệu lít r-ợu ( 429 triệu lít cồn); Nhật Bản - năm 1992 đạt 613, triệu lít r-ợu ( 204,5 triệu lít cồn)[1] Tại n-ớc có ngành công nghiệp sản xuất đ-ờng phát triển, ngành công nghiệp sản xuất cồn phát triển góp phần mang lại hiệu kinh tế Các n-ớc sản xuất đ-ờng lớn châu là: ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Pakistan, Inđonexia, Philippin Việt Nam Chỉ tính riêng năm 2001, sản l-ợng đ-ờng châu 38,9 triệu chiếm 29,92% sản l-ợng đ-ờng giới, tạo khoảng 12 triệu rỉ đ-ờng Ngoài việc dùng phụ phẩm rỉ đ-ờng cho sản xuất khác l-ợng Thân Thị Hải Yến Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ rỉ đ-ờng lại (50 80%) sản xuất đ-ợc từ 1.945 – 3.112 triƯu lÝt cån thùc phÈm Nhu cÇu tiêu thụ cồn hầu hết n-ớc giới đa dạng, việc sử dụng cho pha chế r-ợu, cồn phục vụ nhu cầu y tế, nhiên liệu nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác Tuỳ theo tình hình phát triển n-ớc, tỷ lệ cồn dùng ngành đa dạng khác Chỉ tính riêng Nhật Bản thực kế hoạch dùng xăng hỗn hợp với 5% Etanol, n-ớc Nhật cần tới tỷ lít/năm Tình hình tiêu thụ r-ợu, cồn số n-ớc giới biến động lớn Tính theo l-ợng cồn tinh khiết dùng để pha chế r-ợu mạnh theo đầu ng-ời năm, ng-ời Nga có nhu cầu r-ợu mạnh cao (3,8 lít cồn/ng-ời/năm); Rumani, Ba Lan, Đảo Síp, Hungary quốc gia nhỏ có nhu cầu r-ợu cồn cao từ 3,05 đến 3,5 lít cồn/ng-ời/năm Bảng 1.2 d-ới tình hình tiêu thụ r-ợu cồn số n-ớc khác nh-: Đức, Hy Lạp, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Pháp, Tây Ban Nha, Thân Thị Hải Yến Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ e Bể lắng cuối: tách bùn sinh trình ôxy hoá N-ớc chảy ra hồ sinh học, bùn đ-ợc đ-a tới sân phơi bùn Dịch hèm Dung dịch sữa vôi Bể điều hoà Bể Aeroten Bể lắng I Bể keo tụ Sân phơi bùn Sản xuất phân vi sinh ChÊt keo tơ BĨ l¾ng II Hå sinh học Hình 5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý dịch hèm từ sản xuất cồn Công ty Mía đ-ờng Hoà Bình [10] Thân Thị Hải Yến 60 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Các hạng mục hệ thống: Bảng 5.1 Các hạng mục xây dựng [6] TT Tên hạng mục Số l-ợng Dung tÝch (m3)/ DiƯn tÝch BĨ chøa dÞch hÌm 90 Bể điều hoà 280 Bể aeroten đơn nguyên x 600 Bể lắng I đơn nguyên x 60 Bể trộn nhanh 1 BÓ trén nhanh BĨ l¾ng keo tơ + bĨ l¾ngII 2 x 15 BÓ trén nhanh Bể đựng hoá chất keo tụ 10 Bể chứa hoá chất trợ keo 11 Bể chøa chÊt dinh d-ìng aeroten 12 BĨ chøa vôi 13 Sân phơi bùn F = 578m2 14 Nhà điều hành F = 52m2 Thiết bị: Các thiết bị hệ thống xử lý đ-ợc nhập từ Italia (các loại bơm), Đức (hƯ thèng ®iỊu khiĨn PLC), Mü (hƯ thèng ®iỊu khiĨn bơm định l-ợng), Hàn Quốc (máy thổi khí) Một số thiết bị phụ đ-ợc chế tạo, lắp ráp Việt Nam (bảng 2, phụ lục) Thân Thị Hải Yến 61 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Giải trình công nghệ: - Hiệu xử lý không đạt: Dịch hèm với l-u l-ợng 70 m3/ngày đ-ợc pha loÃng bể điều hoà theo tỷ lệ 1: N-ớc làm mát gián tiếp thiết bị trao đổi nhiệt ng-ng tụ (có l-u l-ợng 450 m3/ngày) đ-ợc sử dụng cho pha loÃng dịch hèm Dịch hèm pha loÃng có l-u l-ợng 350 m3, hàm l-ợng COD vào khoảng 13.000 14.000 mg/l đ-ợc xử lý hiÕu khÝ bĨ aeroten víi thêi gian l-u h¬n ngày Tiếp theo n-ớc thải đ-ợc xử lý thiết bị đông keo tụ Tuy nhiên thời gian l-u dài ( >3ngày) nh-ng hàm l-ợng BOD5, COD cao nên n-ớc thải sau xử lý hiếu khí hàm l-ợng COD hầu nh- không giảm, n-ớc cã mïi khã chÞu protein tõ nÊm men bÞ phân giải Sau keo tụ n-ớc thải không đạt tiêu chuẩn thải, COD dòng khoảng 10.000 10.500 mg/l, BOD5 tõ 6500 – 8000 mg/l - Xö lý không kinh tế: Với l-u l-ợng cấp vàp bể: Q = 350 m3/ngày, thời gian l-u n-ớc thải bể aeroten 3,39 ngày (khoảng 81,4 giờ), tiêu hao 4640 kW điện cho bơm cấp khí (công suất 57 kW/h) Nh- vậy, với công nghệ xử lý không phù hợp, hiệu xử lý không đạt, chi phí vận hành cao, hệ thống xử lý hoạt động không hiệu nên sau 31 ngày chạy thử, hệ thống không đ-ợc vận hành Dịch hèm đ-ợc pha loÃng với n-ớc thải sản xuất giấy thải thẳng môi tr-ờng Thân Thị Hải Yến 62 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ 5.3 Đề xuất ph-ơng án hoàn thiện công nghệ thiết bị xử lý dịch hèm đến đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945-1995 5.3.1 Đề xuất công nghệ xử lý dịch hèm N-ớc làm mát, n-ớc rửa thiết bị Dịch hèm Bể điều hoà I Bể UASB Cặn lắng Bể điều hoà II lắng Chất keo tụ Keo tơ Bïn keo tơ BĨ l¾ng III Sân phơi bùn Bể Aeroten Bể lắng IV Tuần hoàn bùn Bùn d- N-ớc sau xử lý Hình 5.2 Sơ đồ hệ thống xử lý n-ớc thải từ phân x-ởng sản xuất cồn Thân Thị Hải Yến 63 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ - Thuyết minh dây chuyền xử lý dịch hèm Trên sở kết nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm, dịch hèm đ-ợc xử lý yếm khí để giảm nhanh COD tr-ớc đ-ợc xử lý hệ thống Aeroten Dịch hèm đ-ợc pha loÃng có hàm l-ợng COD khoảng 15.000 mg/l, điều chỉnh pH dung dịch sữa vôi xử lý yếm khÝ b»ng bĨ UASB N-íc th¶i tõ bĨ UASB cã hàm l-ợng COD khoảng 3000 mg/l chảy bể điều hoà lắng II Tại đây, n-ớc thải đ-ợc pha lo·ng ®Õn nång ®é 917 – 931 mg/l tr-íc vào bể keo tụ Tại bể keo tụ, n-ớc thải đ-ợc trộn với tác nhân keo tụ Al 2(SO4)3, sữa vôi, kết hợp polyme hữu C510H Hiệu khử màu đạt 84,9%, khử COD đạt 70,12% Hỗn hợp n-ớc bùn đ-ợc tách bể lắng N-ớc sau lắng có hàm l-ợng COD 274 281 mg/l chảy vào bể Aeroten Cặn lắng đ-ợc bơm sân phơi bùn N-ớc sau keo tụ đ-ợc kiểm tra hàm l-ợng chất dinh d-ỡng đảm bảo tỷ lệ BOD5 : N: P = 100: : Bïn ho¹t tÝnh ®-a vµo bĨ cã nång ®é 300 – 400mg/l Sau thời gian l-u (8 giờ), hỗn hợp n-ớc bùn đ-ợc tách bể lắng Hiệu khử COD đạt 68,91 69,46% N-ớc sau xử lý có hàm l-ợng COD từ 83 89 mg/l (đạt tiêu chuẩn cho phép) Bùn lắng đ-ợc tuần hoàn lại bể Aeroten, phần đ-ợc đ-a tới sân phơi bùn Thân Thị Hải Yến 64 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ 5.3.2 Đề xuất ph-ơng án cải tạo lại hệ thống xử lý 5.3.2.1 Các hạng mục xây dựng Dịch hèm đ-ợc nghiên cứu xử lý qua trình: xử lý yếm khí UASB xử lý n-ớc thải sau UASB đến đạt tiêu chuẩn Mục tiêu luận văn là: Nghiên cứu xử lý nước thải dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đường công ty mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 1995, tính toán cải tạo hạng mục sau UASB Bể điều hoà lắng II: N-ớc thải sau xử lý UASB: 280 m3/ngày L-u l-ợng n-ớc sau pha loÃng: Q = 840 m3/ngày = 35 m3/h Lùa chän thêi gian l¾ng: tl3 = h Thể tích hiệu dụng bể điều hoà phải là: VL2 = Q x t = 35 x =105m3 Bể điều hoà cũ có V = 280 m3 hoàn toàn đáp ứng yêu cầu điều hoà Bể đông keo tụ N-ớc thải từ bể điều hoà lắng I đ-ợc đ-a vào bể keo tụ: Thời gian keo tơ: tkt = 15 = 0,25 h ThĨ tÝch bĨ keo tơ cÇn: Vkt = tkt x Q = 0,25 x 35 = 8,75 m3 HÖ thèng cã bÓ trén nhanh cã V = x = 10 m3 Nh- cải tạo hai bể thành bể keo tụ Bể lắng III (tách bùn keo tụ): Hai bể lắng sau keo tụ bể lắng cuối (sau oxy hoá) có tổng thể tích 30 m cải tạo thành bể lắng III Khi thời gian l-u bể: tL3 = VL3 /Q = 0,857 (h ) = 51 phút, đảm bảo thời gian lắng n-ớc Thân Thị Hải Yến 65 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Bể Aeroten: Tổng l-ợng n-ớc thải cần xử lý Q = 840 m3/ngày Lựa chän thêi gian l-u bÓ aeroten: ta = h Khi thể tích làm việc bể Aeroten lµ: Va = Q x ta = 35 x = 280m3 HƯ thèng xư lý cị, bĨ Aeroten gåm gồm hai đơn nguyên có tổng thể tích: V = 600 x = 1200 m3 Dung tích lớn với l-ợng n-ớc thải cần xử lý Vì xây ngăn đơn nguyên lấy dung tích V = 300 m3 để xử lý dịch hèm vụ ép mía Trong vụ ép, khối l-ợng n-ớc thải sản xuất đ-ờng lớn sử dụng toàn hệ thống cho xử lý kết hợp hai loại n-ớc thải Bể lắng IV tách bùn(sau Aeroten): Bể lắng sau Aeroten cũ gồm hai đơn nguyên, đơn nguyên tích làm việc: VL4 = 60 m3 Sử dụng đơn nguyên cho việc lắng n-ớc sau Aeroten cã Q = 35 m3/h Khi ®ã, thêi gian l-u bÓ: tL4 = VL4/Q = 60/35 = 1,71 (h), ch-a đảm bảo thời gian lắng Để l-u n-ớc giờ, bể lắng cải tạo cần có dung tÝch: 35 x = 105m3 Sư dơng diƯn tích lại đơn nguyên Aeroten vừa cải tạo làm bể lắng 5.3.2.2 Thiết bị: Hiện nay, công ty sử dụng máy nén khí có công suất 57 kW/h (600m khí/ giờ) Với l-u l-ợng n-ớc thải vào bể: Q = 840 m3/ ngày, l-ợng ôxy cần cÊp (MO2) cho bĨ tÝnh theo c«ng thøc MO2 = Q x (CODv – CODr) x 0,68 x 10-3 Trong ®ã: HƯ sè oxy hãa cđa COD = 0,68 [10] CODv: hàm l-ợng COD dòng vào, g/m3 CODr: hàm l-ợng COD dòng ra, g/m3 Thân Thị Hải Yến 66 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Từ kết nghiên cứu trên, ta có: N-ớc thải vào bể aeroten có CODv = 298g/m3 N-ớc sau xö lý aeroten cã CODr = 89 g/m3 VËy l-ợng oxy cần cấp cho bể Aeroten là: Mo2 = 119,38kg O2/ngày Giả sử hiệu sục khí Y = 10%, l-ợng không khí cần cấp tính theo c«ng thøc: V  kk M O2 119,38 = 4200 m3/ngày = 175 m3/h 1,225x0,232xY 1225x0,232x0,1 Với ph-ơng án công nghệ mới, nhu cầu khí cần 175 m 3/h Nh- cần trang bị máy nén khí có công suất 17 kW/h đảm bảo cấp đủ l-ợng không khí cho bể aeroten Thân Thị Hải Yến 67 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ Kết luận Cồn đ-ợc sử dụng nhiều lĩnh vực nh- pha chế r-ợu, công nghiệp d-ợc, y tế, giao thông, quốc phòng Sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng góp phần tận thu phụ phẩm, đa dạng hoá sản phẩm ngành công nghiệp sản xuất đ-ờng Tuy nhiên sản xuất cồn nói chung sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng nói riêng tạo l-ợng lớn chất thải hữu gây ô nhiễm đặc biệt n-ớc thải từ đáy tháp ch-ng thô (dịch hèm) Định mức tiêu hao n-ớc cho sản xuất cồn cao tõ 17 – 21 m3 cho 1000 lÝt cån, dịch hèm khoảng 11 12 m3 Dịch hèm có độ pH thấp, hàm l-ợng BOD5, COD độ màu cao Hiện nay, nhiều nhà máy sản xuất cồn đà đầu t- xây dựng hệ thống xử lý n-ớc thải nh-ng hầu hết hoạt động không hiệu N-ớc thải từ sản xuất cồn đặc biệt dịch hèm không qua xử lý, xả trực tiếp môi tr-ờng gây ô nhiễm môi tr-ờng nghiêm trọng Vì việc nghiên cứu xử lý n-ớc thải sản xuất đ-ờng cồn nói chung xử lý dịch hèm nói riêng vấn đề cấp thiết Đề tài: Nghiên cứu xử lý dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đường công ty Mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 - 1995 tiến hành nhằm góp phần hoàn thiện công nghệ xử lý dịch hèm công ty Mía đ-ờng Hoà Bình nói riêng n-ớc thải nhà máy đ-ờng có sản xuất cồn nói chung, đảm bảo phát triển sản xuất bền vững Kết nghiên cứu cho thấy: - Dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng công ty mía đ-ờng Hoà Bình có pH thấp (pH = 3,6 3,8); độ màu độ ô nhiễm cao (độ màu từ 40.570 44.425 Pt-Co; hàm l-ợng COD = 63.640 – 71.450 mg/l, BOD5 = 38.517 – 40.650 mg/l) - Dịch hèm đ-ợc xử lý yếm khí để giảm nhanh hàm l-ợng BOD5 COD N-ớc thải sau UASB có pH = 7,2 7,3, hàm l-ợng COD = 3.052 – 3.146 mg/l, BOD5 = 1.041 – 1154 mg/l; tæng P = 7,83 – 8,01 mg/l; tæng N = 132 135,5 mg/l độ màu: 11.320 11.644 Pt-Co Thân Thị Hải Yến 68 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ - Kết nghiên cứu xử lý trực tiếp n-ớc thải sau UASB hệ thống Aeroten hàm l-ợng bùn hoạt tính ban đầu từ 1.200 1.700 mg/l cho thấy: + Hiệu khử màu đạt 48,09 48,18%; + Hiệu khử COD đạt 34,42 35,93%, COD dòng lớn 600 mg/l (không đạt tiêu chuẩn cho phép) - Kết nghiên cứu xử lý n-ớc thải sau UASB đông keo tụ với tác nhân keo tụ phèn nhôm Al2(SO4)3 nồng độ 2g/l kết hợp với chất keo tụ polyme hữu C510H nồng độ mg/l đạt hiệu cao: + Hiệu khử màu đạt 84,9%; + Hiệu khử COD đạt 70,12%, COD dòng từ 274 281 mg/l - Kết nghiên cứu xử lý hiếu khí Aeroten n-ớc sau keo tụ đạt TCCP: + Hiệu khử màu: 46,72 48,28%, độ màu khoảng 400 Pt-Co + Hiệu khử COD đạt 68,91 - 69,46%, hàm l-ợng COD dòng từ 83 89 mg/l đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 1995 - Trên sở kết nghiên cứu xử lý dịch hèm quy mô phòng thí nghiệm, đề xuất công nghệ xử lý dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng công ty mía đ-ờng Hoà Bình đến đạt TCVN 5945 - 1995: + Xử lý m khÝ dÞch hÌm b»ng hƯ thèng UASB; + Xư lý n-ớc thải sau UASB đông keo tụ kết hợp xử lý hiếu khí hệ thống Aeroten đến đạt tiêu chuẩn thải - Đề xuất ph-ơng án cải tạo lại hệ thống xử lý n-ớc thải sau UASB: + L-u l-ợng Q = 840 m3/ngày; + Bể điều hoà lắng II: VL2 = 105 m3 , thời gian l-u: tL2 = giờ; + Bể đông keo tô: Vkt = 10 m3, thêi gianl-u: tkt = 15 phót; + BĨ l¾ng III (sau keo tơ): VL3 = 30 m3, thêi gian l-u: tL3 = 51 phót; + BÓ Aeroten: Va = 280 m3, thêi gian l-u: ta = giê; + BĨ l¾ng IV: VL4 = 105 m3, thêi gian l-u: tL4 = giê KÕt qu¶ nghiên cứu b-ớc đầu cho thấy xử lý sinh học kết hợp đông keo tụ biện pháp xử lý dịch hèm có hiệu quả, làm sở nghiên cứu hoàn Thân Thị Hải Yến 69 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ thiện công nghệ thiết kế hệ thống xử lý n-ớc thải sở sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng Tài liệu tham khảo Bộ Công nghiệp, Tổng công ty R-ợu Bia N-ớc giải khát Việt Nam (1999), Dự án quy hoạch tổng thể phát triển ngành r-ợu bia - n-ớc giải khát bao bì Việt Nam đến năm 2020, Hà Nội Bộ Công nghiệp, Tổng công ty R-ợu Bia N-ớc giải khát Việt Nam (2003), Xây dựng quy chế bảo vệ Môi tr-ờng ngành r-ợu - bia - n-ớc giải khát, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi tr-ờng, Cục Bảo vệ Môi tr-ờng (2003), Báo cáo chuyên đề Hiện trạng sản xuất môi tr-ờng công ty mía đ-ờng Hoà Bình, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi tr-ờng, Cục Bảo vệ Môi tr-ờng (2003), Báo cáo tổng hợp Nghiên cứu áp dụng kiểm toán chất thải hoạt động tra môi tr-ờng ngành đ-ờng r-ợu bia, Hà Nội Công ty Mía đ-ờng Hoà Bình (2001), Báo cáo đánh giá tác động môi tr-ờng sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng Công ty Mía đ-ờng Hoà Bình (2001), Dự toán sơ xây dựng hệ thống xử lý n-ớc thải công ty mía đ-ờng Hoà Bình Công ty mía đ-ờng Hoà Bình (2002), Hồ sơ chuyển giao công nghệ, h-ớng dẫn vận hành quản lý hệ thống Công ty Hoá học ứng dụng (2001), Polyacrylamit, Hoá học ứng dụng Hội Bảo vệ Thiên nhiên Môi tr-ờng Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Môi tr-ờng (2003) Báo cáo nhiệm vụ Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn công nghệ điển hình nhằm ứng dụng công nghệ sinh học xử lý chất thải cải thiện môi tr-êng, Tp HCM 10 Liªn hiƯp Khoa häc Kü tht Công trình, Công ty Cổ phần kỹ thuật SEEN (2002), H-ớng dẫn vận hành hệ thống xử lý chất thải phân x-ởng sản xuất cồn công ty mía đ-ờng Hoà Bình 11 PGS TS Nguyễn Thị Sơn, Bài giảng Hoá sinh môi tr-ờng Vi sinh môi trường Thân Thị Hải Yến 70 Khoá 2002-2004 Đại học bách khoa hà nội Luận văn Thạc sỹ 12 PGS TS Nguyễn Đình Th-ởng, TS Nguyễn Thanh Hằng (2000), Công nghệ sản xt vµ kiĨm tra cån etylic, Nxb Khoa häc & Kỹ Thuật, Hà Nội 13 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999), Giáo trình Công nghệ xử lý n-ớc thải, Nxb Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội 14 Trần Hiếu Nhuệ (1998), Lựa chọn phương pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp điều kiện Việt Nam, Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị môi tr-ờng toàn quốc 1998-1999, tập 2, 640 650 15 Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thoát n-ớc xử lý n-ớc thải công nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 16 TS Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế công trình xử lý n-ớc thải, Nxb Xây dựng, Hà Nội 17 Tr-ờng Đại Học Bách Khoa, Bộ môn Hoá sinh (1997), Thí nghiệm hoá sinh công nghiệp, Hà Nội 18 P Chatellier & J.M Audic (2001), “Mass balance for on line .KL a estimation in activated sludge Oxidation ditch”, Water Science & Technology, Vol 44 (Number 2), 197-202 19 Ph Duchen, E Cotteux (2001), “Applying fine bubble aeration to small aeration tank”, Water Science & Technology, Vol 44 (Number 2), 203 – 210 20 Escap (1982), “ Industrial Pollution Control Guidelines”, Brewery ang distillery, Vol3 21 S Haider (2003), “The effect of low sludge age on wastewater fraction”, 3rd World water Congress: Biological Treatment processes, Vol 47 (Number 11), 203 - 210 22 L.N Hopkins, P.A Lant & R.B Newell (2001), “Operrating space diagrams: atool for designers of wastewater treatment plants”, Water Science & Technology, Vol 44 (Number 2), 69-78 23 J.Krampe & K Krauth (2003), “Oxygen transfer into activated sludge with high MLSS concentration”, 3rd World water Congress: Biological Treatment processes, Vol 47 (Number 11), 297 – 304 24 Standard Methods for the Examination of water & wastewater (1995), USA Thân Thị Hải Yến 71 Khoá 2002-2004 Phụ lục Bảng Tổng hợp số liệu xử lý dịch hèm chu kỳ hoạt động thiết bị UASB TT L-u l-ợng CODvào CODra pH vµo Q (l/ng) mg/l mg/l 10 11618 3196 6,47 10 13675 2935 10 15488 10 pHra Tải l-ợng Tải trọng Hiệu khö gCOD/ng kg/m ng COD (%) 7,23 116,18 1,45 72% 6,44 7,22 136,75 1,71 79% 2546 6,14 7,34 154,88 1,94 84% 17399 3199 6.14 7,30 173,99 2,17 82% 12 15406 3236 6,14 7,31 184,87 2,31 79% 15 15564 3816 6,10 7,13 233,46 2,92 75% Bảng Các thiết bị phụ trợ hệ thống xử lý n-ớc thải sản xuất cồn TT Tên thiết bị Đ vị Số l-ợng Bơm n-ớc thải Cái Bơm bùn lắng sơ bộ, bùn đông keo tụ Cái 3 Bơm bùn hoạt tính Cái Bơm định l-ợng chất đông tụ, trợ keo Cái tụ, định l-ợng vôi Bơm định l-ợng chất dinh d-ỡng, Cái Bơm định l-ợng xút Cái Máy thổi khí Cái HƯ thèng ph©n phèi khÝ bĨ aeroten 1,2 HT Hệ thống thu n-ớc lọc sân phơi bùn HT 10 HÖ thèng khuÊy trén HT 11 Thiết bị pha trộn hoá chất keo tụ, trợ TB keo tơ, chÊt dinh d-ìng 12 ThiÕt bÞ pha trộn sữa vôi TB 13 Hệ thống cấp khí nén bể điều hoà HT 14 Hệ thống đo l-u l-ợng HT 15 Hệ thống đo pH HT 16 Thiết bị đo DO TB 17 Hệ thống điều khiển bơm định l-ợng HT 18 Hệ thống điều khiển trung tâm PLC HT 19 Hệ thèng ®o møc n-íc HT ... (loại B) Vì đề tài Nghiên cứu xử lý nước thải dịch hèm sản xuất cồn từ rỉ đ-ờng công ty mía đ-ờng Hoà B? ?nh đến đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 1995 góp phần hoàn chỉnh công nghệ xử lý dịch hèm. .. sản xuất cồn 58 5.2 Hiện trạng công nghệ thiết b? ?? xử lý dịch hèm Công ty mía đ-ờng Hoà B? ?nh 58 5.3 Đề xuất ph-ơng án hoàn thiện công nghệ thiết b? ?? xử lý dịch hèm đến đạt tiêu chuẩn loại B , TCVN5 945 -1995. .. đ-ờng Hoà B? ?nh đến đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 - 1995 5.1 Năng lực sản xuất cồn công ty mía đ-ờng Hoà B? ?nh 57 5.1.1 Giới thiệu khái quát công ty mía đ-ờng Hoà B? ?nh 57 5.1.2 Năng lực sản xuất