Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng quá trình lọc sinh học hiếu khí

GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Chương MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam đất nước nơng nghiệp khơng ngừng cơng nghiệp hóa theo xu tồn cầu Chính lẽ mà sản phẩm nông nghiệp đưa vào ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế biến Khoai mì nơng nghiệp cơng nghiệp hóa thành cơng Ở nước ta, khoai mì trồng từ Nam Bắc Cùng với việc trồng, từ lâu nhân dân ta chế biến thành lương thực cho người, gia súc (sắn lát) chế biến thành ăn dân dã làm bánh, nấu chè…Nhiều ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm có sử dụng tinh bột khoai mì phát triển dẫn đến nhu cầu tinh bột khoai mì tăng nhanh chóng Việc sản xuất tinh bột khoai mì tạo lượng nước thải lớn ảnh hưởng đến môi trường mà xem thường Nguồn nước thải có pH thấp, chứa hàm lượng cặn cao, khó phân hủy, bốc mùi chua nồng ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Nguồn nước thải thường khơng xử lý triệt để, có nơi cịn khơng xử lý mà xả trực tiếp mơi trường cống nước thải sinh hoạt Nó gây ảnh hưởng đến đời sống sản xuất sinh hoạt người dân Chính lý mà việc xây dựng hệ thống xử lý cho loại nước thải cần thiết Nước thải tinh bột khoai mì có hàm lượng chất hữu dễ phân hủy sinh học cao nên xử lý phương pháp sinh học lựa chọn phù hợp Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột khoai mì q trình lọc sinh học hiếu khí” thực nhằm đánh giá khả xử lý nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì phương pháp lọc sinh học hiếu khí qua đề xuất tải trọng xử lý tối ưu cho loại nước thải 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục tiêu đề tài nghiên cứu hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì trình lọc sinh học hiếu khí để: - Xác định hiệu xử lý tải trọng khác nhau, từ xác định tải trọng tối ưu - Xác định thơng số động học q trình SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm phần sau: - Tổng quan nước thải tinh bột khoai mì - Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải tinh bột khoai mì - Tổng quan q trình lọc sinh học hiếu khí - Xây dựng mơ hình vận hành mơ hình thí nghiệm với nhiều tải trọng khác - Xử lý số liệu thực nghiệm đưa kết luận tải trọng tối ưu thông số động học trình 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài thực dựa phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập tài liệu: liệu thu thập từ kết nghiên cứu, tài liệu trang web có liên quan - Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát tính chất, thành phần nước thải - Phương pháp xây dựng mơ hình: vận hành mơ hình mơ quy mơ phịng thí nghiệm để xử lý nước thải - Phương pháp phân tích: thơng số đo phương pháp phân tích tương ứng trình bày bảng sau: Bảng 1.1: Các thông số phương pháp phân tích STT Thơng số Phương pháp phân tích pH pH kế COD Phương pháp đun kín (K2Cr2O7) SS Phương pháp khối lượng Nitơ tổng Photpho tổng Phương pháp chưng cất Kjeldahl Phương pháp so màu SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: nước thải ngành chế biến tinh bột khoai mì - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu q trình lọc sinh học hiếu khí mơ hình qui mơ phịng thí nghiệm SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Chương TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 2.2 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC THẢI NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ 2.3 MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 2.1.1 Nguồn gốc lịch sử khoai mì: Phân loại khoai mì - Giới (regnum): Plantae - Ngành (divisio): Magliophyta - Lớp (class): Magnoliopsida - Bộ (ordo): Malpighiales - Họ (familia): Euphorbiaceae - Phân họ (subfamilia): Crotonoideae - Tơng (tribus): Manihoteae - Chi (genus): Manihot - Lồi (species): M esculenta Cây mì có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ La tinh (Crantz, 1976) trồng cách khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Trung tâm phát sinh mì giả thiết vùng đơng bắc nước Brasil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại mì trồng hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965) Trung tâm phân hóa phụ Mexico vùng ven biển phía bắc Nam Mỹ Bằng chứng nguồn gốc mì trồng di tích khảo cổ Venezuela niên đại 2.700 năm trước Cơng ngun, di vật thể củ mì ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Công ngun, lị nướng bánh khoai mì phức hệ Malabo phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước Cơng ngun, hạt tinh bột phân hóa thạch phát Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Công nguyên (Rogers 1963, 1965) Cây mì người Bồ Đào Nha đưa đến Congo châu Phi vào kỷ 16 Tài liệu nói tới mì vùng Barre Thevet viết năm 1558 Ở châu Á, mì du nhập vào Ấn Độ khoảng kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) Sri Lanka đầu kỷ 18 (W.M.S.M Bandara M.Sikurajapathy, 1992) Sau đó, mì trồng Trung Quốc, Myanma nước châu Á khác cuối kỷ 18, đầu kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992) Cây mì đựơc du nhập vào Việt Nam SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân khoảng kỉ 18, (Phạm Văn Biên, Hồng Kim,1991) Hiện chưa có tài liệu chắn nơi trồng năm trồng Ở nước ta mì trồng khắp nơi từ Nam Bắc, nhiều vùng trung du miền núi Hiện mì loại hoa màu quan trọng cấu lương thực nước ta Bảng 2.1: Tình hình phát triển mì qua năm nước ta Năm Diện tích (ha) 1939 19500 1955 26400 1958 16500 1960 35890 1964 121159 1770 85219 1975 84956 1980 447000 2000 237600 2001 292300 2002 337000 2003 371900 2004 383600 2.1.2 Cơng nghệ chế biến tinh bột khoai mì Sản lượng (tấn) 97230 152600 154400 320990 896260 635236 681032 3978000 1986300 3509200 4438000 5308900 5572800 2.1.2.1 Nguyên liệu: Khoai mì tươi: Củ mì thường vuột hai đầu Kích thước củ tuỳ thuộc tính chất đất điều kiện trồng mà dao động khoảng 0.1 – 1.1 m chiều dài – cm đường kính - Vỏ gỗ: Chiếm 0.5-3% khối lượng củ, có màu trắng, vàng nâu Vỏ gỗ cấu tạo từ cellulose hemicellulose, khơng có tinh bột Nó có tác dụng bảo vệ củ khỏi bị ảnh hưởng học hóa học ngoại cảnh - Vỏ cùi (vỏ thịt): dày vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng 20% trọng lượng củ Cấu tạo gồm lớp tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo từ cenluloza, bên tế bào hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ dịch bào (mủ) – dịch bào có tannin, sắc tố, độc tố, enzyme… Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 – 8%) nên chế biến tách tổn thất, khơng tách khó khăn chế biến nhiều chất thành phần mủ ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột - Thịt mì: thành phần chủ yếu củ mì, thành phần bao gồm cellulose SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân pentosan vỏ tế bào, hạt tinh bột nguyên sinh chất bên tế bào, gluxit hoà tan nhiều chất vi lượng khác Những tế bào lớp ngồi thịt mì chứa nhiều tinh bột, sâu vào hàm lượng tinh bột giảm dần Ngồi lớp tế bào nhu mơ cịn có chứa tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ cenluloza nên cứng gỗ – gọi xơ Loại tế bào nhiều đầu cuống, mì lưu niên củ biến dạng trình phát triển Mì lưu năm có lớp xơ, mì lưu năm có hai lớp xơ Theo lượng lớp xơ mà biết mì lưu năm - Lõi: trung tâm, dọc suốt từ cuống tới chi củ, chiếm 0.3-1% khối lượng tồn củ Càng sát cuống, lõi lớn nhỏ dần phía chuôi củ Lõi cấu tạo chủ yếu từ cellulose vào hemicellulose Mì có lõi lớn nhiều xơ hiệu suất suất máy xát giảm xơ cứng, phần xơ kẹt vào máy hạn chế khả phá vỡ tế bào giải phóng tinh bột Mặt khác, xơ nhiều máy xát chóng mịn Ngồi cịn có phận khác: cuống, rễ… phần cấu tạo chủ yếu cellulose mì cuống dài nhiều rễ tỉ lệ tinh bột thấp chế biến khó khăn Thành phần hóa học củ mì dao động khoảng rộng tùy thuộc vào loại giống, điều kiện phát triển thời gian thu hoạch Bảng 2.2: Thành phần hóa học khoai mì STT Thành phần % Nước 70.25 Tinh bột 21.45 Protein 1.12 chất béo 0.4 Cellulose 1.1 Đường 5.13 Tro 0.54 Hàm lượng tinh bột củ mì phụ thuộc nhiều yếu tố yếu tố ảnh hưởng đến thành phần nói chung, mức độ già có ý nghĩa lớn Đối với giống mì năm vụ chế biến tháng kết thúc từ tháng năm sau, đào vào tháng 12 tháng hàm lượng tinh bột cao Tháng 9, tháng 10 củ tinh bột, hàm lượng nước cao, lượng chất hoà tan nhiều, chế biến mì non khơng tỷ lệ thành phẩm thấp mà cịn khó bảo quản tươi Sang tháng 2, tháng lượng tinh bột củ lại giảm phần phân huỷ thành đường để nuôi mầm non chưa có khả quang hợp SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Đường củ mì chủ yếu glucoza lượng mantoza, sacaroza Củ mì già hàm lượng đường giảm Trong chế biến đường hoà tan nước thải theo nước dịch Ngoài ra, củ mì cịn có độc tố, tannin, sắc tố hệ enzyme phức tạp Những chất gây khó khăn cho chế biến qui trình khơng thích hợp cho sản phẩm có chất lượng Có nhiều loại khác màu sắc, thân cây, lá, vỏ, thịt củ… Tuy nhiên công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: mì đắng mì Hai loại khác hàm lượng tinh bột lượng độc tố Nhiều tinh bột hiệu kinh tế sản xuất cao nhiều độc tố quy trình cơng nghệ phức tạp - Mì đắng cịn gọi sắn dù Cây thấp (khơng cao q 1.2 m), bị đổ gió to Năng suất cao, củ mập, nhiều tinh bột, nhiều mủ hàm lượng axit xianhydric cao Ăn tươi dễ bị ngộ độc, chủ yếu để sản xuất tinh bột mì lát Đặc điểm sắn dù đốt ngắn, thân màu xanh nhạt Cuống chỗ nối tiếp thân màu đỏ thẫm, kế màu trắng nhạt lại hồng dần Màu vỏ gỗ củ nâu sẫm, vỏ cùi thịt sắn điều trắng - Mì ngọt: có hàm lượng tinh bột thấp, độc tố, ăn tươi không ngộ độc, dễ chế biến Mì bao gồm tất loại mà hàm lượng axit xianhydric thấp như: mì vàng, mì đỏ, mì trắng… + Mì vàng hay cịn gọi sắn nghệ Khi non thân màu xanh thẫm, cuống màu đỏ, có sọc nhạt, vỏ gỗ củ màu nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt củ màu vàng nhạt, luột màu vàng rõ rệt + Mì đỏ thân cao, non màu xanh thẫm, cuống gân màu đỏ thẫm Củ dài to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu đỏ, thịt mì trắng + Mì trắng thân cao, non màu xanh nhạt, cuống đỏ Củ ngắn mà mập, vỏ gỗ màu sám nhạt, thịt vỏ cùi màu trắng 2.1.2.2 Cơng nghệ chế biến tinh bột khoai mì Khoai mì loại hoa màu có hàm lượng tinh bột củ tương đối cao (62-65% lượng chất khơ) Mục đích chủ yếu cơng nghệ lấy tinh bột đến mức tối đa cách phá vỡ cấu trúc thực vật, giải phóng tinh bột, tinh bột khơng hồ tan nước, kích thước hạt nhỏ, tỷ trọng hạt tinh bột chênh lệch SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang GVHD: KS Trần Thị Tường Vân nhiều so với nước nên phương pháp chủ yếu sản xuất nghiền, rây, rửa lắng ly tâm Do rút kết luận công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì sau: - Phương pháp sử dụng sản xuất chủ yếu học, thiết bị đơn giản, vận hành bảo quản sửa chữa dễ dàng - Quy trình sản xuất sử dụng nước tác nhân cơng nghệ tách tinh bột Chi phí vận hành nguyên liệu thấp, nguyên liệu phụ rẻ tiền có khả đáp ứng dễ dàng đo hiệu kinh tế cao - Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao , từ 80-90% Quá trình sản xuất tinh bột khoai mì gồm khâu sau: - Chuẩn bị nguyên liệu: công đoạn bao gồm thao tác rửa, cắt khúc, loại bỏ phần rễ, lớp vỏ gỗ đất cát bám trước đưa vào nghiền Nguyên liệu đưa vào thùng rửa tay hay băng chuyền Tại thùng rửa củ, đất cát phần vỏ gỗ chà xát lơ có gắn sợi kim loại bề mặt kết hợp với nước rửa bơm vào liên tục Kết thúc công đoạn này, củ tách khỏi lớp vỏ gỗ Các tạp chất theo nước thải thu gom lưới chắn rác - Nghiền nguyên liệu tách bã: nguyên liệu sau rửa cắt khúc qua máy mài chuyển thành dạng bột nhão, sau vào máy rây tách bã Ở máy rây, nước bơm vào liên tục với mục đích rửa lớp bột bám bã Nước dịch sữa bột sau qua máy rây đưa thùng chứa trộn với dung dịch H 2SO3 để tẩy trắng bột - Tách tinh bột + Từ thùng chứa sữa bột bơm vào máy bơm ly tâm hoặc, sau lại trộn với dung dịch tẩy H 2SO3 bơm vào máy ly tâm tách dịch lần Máy ly tâm hoạt động liên tục, tinh bột tháo liên tục Nước sau qua ly tâm tách dịch + Lượng nước phun vào ly tâm dạng tia nước áp lực cao để rửa bột Bể lắng dùng lắng bột hiệu suất phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ Qua giai đoạn ly tâm tách dịch đồng thời rửa tinh bột, sản phẩm sau qua ly tâm có độ trắng đạt yêu cầu Hiệu suất thu hồi bột đạt SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 10 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Bảng 5.4: Kết thí nghiệm tải trọng 2.1 KgCOD/m 3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 8h Thời Ngày Tải trọng gian (Kg lưu COD/m3.ng.đ.) nước Hiệu COD vào COD SS khử vào (mg/l) COD (mg/l) (giờ) SS pH pH (mg/l) vào (%) N1 2.4 800 212 73.4 220 200 6.5 6.52 N2 2.28 760 158 79.2 220 210 6.51 7.14 N3 2.19 730 113 84.5 210 220 6.54 7.25 N4 2.31 770 120 84.4 215 235 6.55 7.16 Hình 5.8: Đồ thị biểu diễn thay đổi COD thời gian lưu nước 8h SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 69 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn thay đổi SS thời gian lưu nước 8h Hình 5.10: Đồ thị biểu diễn thay đổi pH thời gian lưu nước 8h Nhận xét: Hình 5.8 cho thấy tải trọng 2.4 KgCOD/m 3.ng.đ, bắt đầu ngày thứ hiệu khử COD đạt 84.5% ổn định đến ngày thứ 5.2.4 Tải trọng 2.8 KgCOD/m3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 6h SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 70 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Bảng 5.5: Kết thí nghiệm tải trọng 2.8 KgCOD/m 3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 6h Thời Ngà y Hiệu Tải trọng gian COD COD SS (Kg lưu vào khử vào COD/m3.ng.đ.) nước ( mg/l) (mg/l) COD (mg/l) (giờ) SS pH pH (mg/l) vào (%) N1 3.2 800 240 70 210 219.1 6.55 7.14 N2 3.12 780 191 75.5 215 225.3 6.5 7.2 N3 2.92 730 145 80.1 205 229.4 6.58 7.3 N4 750 150 80 217 235.9 7.6 6.7 Hình 5.11: Đồ thị biểu diễn thay đổi COD thời gian lưu nước 6h SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 71 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.12: Đồ thị biểu diễn thay đổi SS thời gian lưu nước 6h Hình 5.13: Đồ thị biểu diễn thay đổi pH thời gian lưu nước 6h Nhận xét: Hình 5.11 cho thấy tải trọng 3.2 KgCOD/m 3.ng.đ, bắt đầu ngày thứ hiệu khử COD đạt 80% ổn định đến ngày thứ SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 72 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 5.2.5 Tải trọng 4.2 KgCOD/m3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 4h Bảng 5.6: Kết thí nghiệm tải trọng 4.2 KgCOD/m 3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 4h Thời Ngày Hiệu Tải trọng gian COD COD SS (Kg lưu vào khử vào COD/m3.ng.đ.) nước ( mg/l) (mg/l) COD (mg/l) (giờ) SS pH pH (mg/l) vào (%) N1 4.38 730 324 55.6 205 219.1 6.4 7.05 N2 4.74 790 297 62.4 210 225.3 6.3 7.15 N3 4.86 810 229 71.7 211 229.4 6.6 7.2 N4 4.68 780 222 71.5 215 235.9 6.5 7.3 Hình 5.14: Đồ thị biểu diễn thay đổi COD thời gian lưu nước 4h SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 73 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.15: Đồ thị biểu diễn thay đổi SS thời gian lưu nước 4h Hình 5.16: Đồ thị biểu diễn thay đổi pH thời gian lưu nước 4h Nhận xét: Hình 5.14 cho thấy tải trọng 4.2 KgCOD/m 3.ng.đ bắt đầu ngày thứ hiệu khử COD đạt 71% ổn định đến ngày thứ SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 74 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 5.2.6 Kết luận Bảng 5.7: Hiệu xử lý COD tải trọng khác Tải trọng Hiệu suất xử lý COD (KgCOD/m3.ngày.đêm) (%) 0.7 80.5 1.4 82.5 2.1 84.4 2.8 80 4.2 71.5 Hình 5.17: Đồ thị biểu diễn hiệu xử lý COD tải trọng khác Như vậy: Hiệu xử lý tăng dần tải trọng 0.7 KgCOD/m 3.ng.đ, 1.4 KgCOD/m3.ng.đ 2.1 KgCOD/m3.ng.đ Hiệu xử lý đạt giá trị cực đại tải trọng 2.1 KgCOD/m3.ng.đ Sau đó, hiệu xử lý giảm dần tải 2.8 KgCOD/m3.ng.đ 4.2 KgCOD/m3.ng.đ lúc bể có tượng tải xảy SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 75 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 5.3 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC 5.3.1 Tải trọng 2.1 KgCOD/m3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 8h (lưu lượng 42 lít/ngày) Bảng 5.8: Sự thay đổi nồng độ COD theo chiều cao H lưu lượng 42 lít/ngày Chiều cao H (m) 0.12 0.325 0.53 0.735 COD (mg/l) 772 408.5 211 120 COD vào (mg/l) 770 ln(CODra/CODvào) -0.634 -1.295 -1.859 Hình 5.18: Đồ thị ln(CODra/CODvào) theo H tải trọng thể tích 1.8 m3/m2.ngày 3 Q 42.10 Tính Q  = =1.8 m /m ngày L A 0.15 5.3.2 Tải trọng 2.8 KgCOD/m3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 6h (lưu lượng 56 lít/ngày) Bảng 5.9: Sự thay đổi nồng độ COD theo chiều cao H lưu lượng 56 lít/ngày Chiều cao H (m) 0.12 0.325 0.53 0.735 COD (mg/l) 748 412 180 150 SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh COD vào (mg/l) 750 ln(CODra/CODvào) -0.599 -1.427 -1.609 Trang 76 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.19: Đồ thị ln(CODra/CODvào) theo H tải trọng thể tích 2.22 m3/m2.ngày 3 Q 56.10 Tính Q  = =2.49 m /m ngày L A 0.15 5.3.3 Tải trọng 4.2 KgCOD/m3.ng.đ ứng với thời gian lưu nước 4h (lưu lượng 84 lít/ngày) Bảng 5.10: Sự thay đổi nồng độ COD theo chiều cao H lưu lượng 84 lít/ngày Chiều cao H (m) 0.12 0.325 0.53 0.735 COD (mg/l) 778 442 308 222 SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh COD vào (mg/l) 780 ln(CODra/CODvào) -0.568 -0.929 -1.257 Trang 77 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.20: Đồ thị ln(CODra/CODvào) theo H tải trọng thể tích 3.733 m3/m2.ngày 3 Q 84.10 Tính Q  = =3.733 m /m ngày L A 0.15 5.3.4.Tính tốn thơng số n K Tính tốn thông số n K dựa vào Q L hệ số s xác định phần Bảng 5.11: Kết mối liên hệ tải trọng thể tích QL hệ số góc s STT QL 1.8 2.49 3.733 Ln(Ql) 0.588 0.912 1.317 SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh s 3.043 2.758 2.016 Ln(s) 1.113 1.015 0.701 Trang 78 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Hình 5.21: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ ln(s) ln(QL) Suy giá trị n K: n = 0.57 K = 4.25 Vậy phương trình thực nghiệm cần tìm là: S e S0 e  4.254 H / 0.57 QL 5.4 BÀN LUẬN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Với tải trọng 0.7 KgCOD/ngày.đêm 1.4 KgCOD/m 3.ngày.đêm, hiệu xử lý COD tương ứng 80.5% 82.5% Ở giai đoạn này, màng vi sinh vật mỏng chưa bao phủ hết bề mặt rắn, tất vi sinh vật phát triển điều kiện, phát triển giống trình sinh trưởng lơ lửng Với tải trọng 2.1 KgCOD/m3.ngày.đêm, hiệu xử lý COD tăng lên mức cao nhất, đạt ổn định 84.4% Khi vận hành tải trọng này, lớp màng vi sinh vật dày lên nhiều so với trước, hàm lượng chất lơ lửng đầu tăng nhiều so với đầu vào, từ 200 tăng lên 235mg/l Điều chứng tỏ số màng vi sinh vật bị ảnh hưởng hô hấp nội bào lớp bên trong, làm khả bám dính vào giá thể nên bị bong trơi theo dịng nước khỏi mơ hình Ở tải trọng 2.8 KgCOD/m3.ngày.đêm, hiệu xử lý COD bắt đầu giảm, đạt giá trị ổn định 80% Ở tải trọng 4.2 KgCOD/m 3.ngày.đêm, hiệu xử lý COD SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 79 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân bắt đầu giảm xuống mức thấp 71.5% Trong bể có tượng trào bọt màu trắng chứng tỏ hệ thống hoạt động đến mức tải Sự giảm hiệu xử lý hai tải cuối chứng tỏ tải trọng 2.1 KgCOD/m3.ngày.đêm tải trọng tối ưu Quá trình thí nghiệm kết thúc Nếu tiếp tục tăng tải trọng hiệu xử lý tiếp tục giảm Ngồi ra, q trình vận hành tải trọng khác nhau, thành mơ hình ta quan sát thấy vài vị trí có màu đen sẫm, vùng thiếu khí màng lọc sinh học pH đầu tương đối ổn định khoảng 6.52 – 7.16 SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 80 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN 6.2 KIẾN NGHỊ SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 81 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân 6.1 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu thực nghiệm, đề tài thu số kết sau: - Nước thải tinh bột khoai mì có tỉ lệ BOD/COD cao nên việc xử lý loại nước thải phương pháp sinh học khả thi đem lại hiệu cao - Trên mơ hình mơ qui mơ phịng thí nghiệm với giá thể vịng nhựa, số liệu thực nghiêm thu gồm có: + Trong tải trọng tiến hành gồm 0.7, 1.4, 2.1, 2.8 4.2 KgCOD/m3.ngày.đêm tải trọng 2.1 KgCOD/m 3.ngày.đêm tải trọng tối ưu Ở tải trọng này, với thời gian lưu nước tương ứng 8h nồng độ COD đầu vào mơ hình khoảng 700 mg/l, hiệu xử lý đạt ổn định 84.4% sau ngày + Thơng số động học q trình lọc sinh học hiếu khí xác định tương ứng n= 0.57, K= 4,25 - Đối tượng nghiên cứu đề tài nước thải pha loãng nồng độ COD khoảng 700 mg/l Trên thực tế nồng độ COD nước thải đầu vào cao khoảng 10500 mg/l Tuy vậy, vấn đề giải bước xử lý sơ xử lý sinh học kị khí phía trước giai đoạn lọc sinh học hiếu khí 6.2 KIẾN NGHỊ Do thời gian giới hạn đồ án tốt nghiệp với điều kiện thực nghiệm hạn chế nên việc nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì chưa tiến hành thật đầy đủ Từ đó, đề tài kiến nghị số phương hướng nghiên cứu cần thực sau: - Tiến hành nghiên cứu nồng độ nước thải khác - Tiến hành nghiên cứu bổ sung số tiêu khác N tổng, Ptổng, BOD5 tiêu COD, pH, SS - Tiến hành nghiên cứu thử nghiệm giá thể phổ biến có giá thành rẻ xơ dừa, gỗ,… - Nghiên cứu q trình khác xử lý hóa lý, xử lý sinh học kỵ khí để nước thải tinh bột khoai mì xử lý đạt hiệu cao - Nghiên cứu mơ hình bùn hoạt tính để so sánh hiệu xử lý với mơ hình lọc sinh học hiếu khí tiến hành SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 82 GVHD: KS Trần Thị Tường Vân Ngoài thực tế, xử lý nước thải tinh bột khoai mì phương pháp lọc sinh học hiếu khí cơng trình đưa vào hoạt động cần ý điểm sau: - Đảm bảo cung cấp đầy đủ oxy cho bể lọc hiếu khí - Cần điều chỉnh pH mức trung hòa trước đưa nước vào cơng trình sinh học - Cần thường xun theo dõi cơng trình để khắc phục có cố xảy SVTH: Nguyễn Thị Như Quỳnh Trang 83 ... Q TRÌNH LỌC SINH HỌC HIẾU KHÍ 3.1 TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ 3.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LỌC SINH HỌC 3.3 VI SINH VẬT TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.4 ĐỘNG HỌC CỦA Q TRÌNH LỌC... nước thải tinh bột khoai mì trình lọc sinh học hiếu khí? ?? thực nhằm đánh giá khả xử lý nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì phương pháp lọc sinh học hiếu khí qua đề xuất tải trọng xử lý tối... VỀ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 2.2 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC THẢI NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ 2.3 MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ