Xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng bèo lục bình

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG I MỞ ĐẦU I.1 Đặt vấn đề Hiện nay, giới nước ta, tinh bột khoai mì (TBKM) nguồn ngun liệu khơng thể thiếu nhiều ngành công nghiệp lớn làm hồ, in, định hình hồn tất cơng nghiệp dệt, làm bóng tạo lớp phủ bề mặt cho công nghiệp giấy Đồng thời cịn dùng sản xuất cồn, bột nêm, mì chính, sản xuất men cơng nghệ lên men vi sinh chế biến thực phẩm khác bánh phở, hủ tiếu, mì sợi, bánh canh,…Chính lẽ đó, Khoai mì trồng 100 nước vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Năm 2006 2007, sản lượng sắn giới đạt 226,34 triệu củ tươi Trong đó, Việt Nam đứng thứ mười với 7,71 triệu Nhu cầu sử dụng nước sản xuất tinh bột khoai mì lớn nên sau sử dụng thải môi trường lượng nước thải tương đương Nếu khơng có biện pháp xử lý trước thải bỏ, hàm lượng chất hữu nước thải gây ô nhiễm đến nguồn nước mặt diện tích đất đai xung quanh vùng xã thải trình phân hủy chất hữu tự nhiên Nghiêm trọng chất hữu ngấm xuống tầng nước ngầm, chúng phá hủy chất lượng nguồn nước ảnh hưởng đến môi trường sống cộng đồng dân cư khu vực Nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội xu hướng phát triển bền vững nước ta giới Việc nghiên cứu biện pháp quản lý xử lý thích hợp chất thải từ sản xuất tinh bột khoai mì điều cần thiết Cơng nghệ xử lý nước thải nói chung nước thải sản xuất tinh bột khoai mì nói riêng ngày sâu vào áp dụng công nghệ sinh học Hơn nữa, đặt trưng nước thải tinh bột hàm lượng chất hữu cao dễ phân hủy, giá trị BOD, COD cao việc áp dụng phương pháp sinh học giai đoạn thiếu hệ thống xử lý Hiện nay, thực vật thủy sinh lựa chọn chiếm ưu việc xử lý nước thải hiệu cao giá thành thấp Xuất phát từ nhu cầu trên, đề tài tơi khóa luận “nghiên cứu hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình” SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến I.2 Mục tiêu nghiên cứu _ Dùng bèo Lục Bình để xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì Đánh giá hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình I.3 Nội dung nghiên cứu Tiến hành phân tích tiêu đầu vào nước thải sau lấy từ nhà máy sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh Tiến hành chạy mơ hình thí nghiệm phân tích tiêu đầu Đánh giá hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình I.4 Đối tượng nghiên cứu Bèo Lục Bình Nước thải nhà máy sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh I.5 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu: tổng hợp tài liệu liên quan nước thải, nước thải tinh bột khoai mì, công nghệ sinh học xử lý nước thải thực vật thủy sinh - Phương pháp xây dựng mơ hình thực nghiệm: xây dựng mơ hình thí nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm nhằm xác định tiêu đánh giá chất lượng nước - Phương pháp phân tích mẫu: phân tích tiêu pH, SS, COD, BOD 5, Nitơ Kjeidalh, Phospho tổng - Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu: số liệu thu trình nghiên cứu tổng hợp phần mềm Microsoft Excel 2007 I.6 Phạm vi nghiên cứu - Mơ hình hồ sinh học - Áp dụng cho nước thải sản xuất tinh bột khoai mì SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TINH BỘT MÌ II.1 Tổng quan khoai mì II.1.1 Phân loại khoai mì Giới (regnum): Plantae Ngành (divisio): Magliophyta Lớp (Class): Magnoliopsida Bộ (ordo): Malpighiales Họ (familia): Euphorbiaceae Phân họ (subfamilia): Crotonoideae Tông (tribus): manihoteae Chi (genus): Manihot Lồi (species): M esculenta Hình II.1 Cây khoai mì Cây khoai 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 sắn giả thiết vùng đông bắc nước Brazil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn 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 sắn trồng di tích khảo cổ Venezuela niên đại 2.700 năm trước Công nguyên, di vật thể củ sắn ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Công nguyên, lò nướng bánh sắn 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 khoai mì người Bồ Đào Nha đưa đến Congo châu Phi vào kỷ 16 Tài liệu nói tới sắn vùng Barre Thevet viết năm 1558 Ở châu Á, sắn 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, sắn trồng Trung Quốc, Myanma nước châu Á khác cuối kỷ 18, đầu kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992) Cây sắn du nhập vào Việt Nam khoảng kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hồng Kim, 1991) Hiện chưa có tài liệu chắn nơi trồng năm trồng SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Ở nước ta mì trồng khắp nơi từ Bắc vào Nam, nhiều vùng trung du miền núi Hiện mì loại hoa màu quan trọng cấu lương thực nước ta II.1.2 Cấu tạo khoai mì Cây khoai mì loại lương thực đứng thứ ba giới sau mía gạo Khoai mì có hàm lượng carbonhydrat cao 40% so với gạo, 25% so với ngô Củ mì thường có dạng hình trụ, vuốt hai đầu Kích thước tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng đất điều kiện trồng, dài 0,1 – 1m, đường kính – 10cm Cấu tạo gồm bốn phần chính: lớp vỏ gỗ, vỏ cùi, phần thịt củ phần lõi Vỏ gỗ gồm tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu cellulose hemicellulose, khơng có tinh bột, có vai trị bảo vệ củ khỏi tác động bên Vỏ gỗ mỏng, chiếm 0,5 – 5% trọng lượng củ Khi chế biến, phần vỏ gỗ thường kết dính với thành phần khác như: đất, cát, sạn chất hữu khác Vỏ cùi dày vỏ gỗ, chiếm – 20% trọng lượng củ Gồm tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu cellulose, bên tế bào hạt tinh bột, chất nitrogen dịch bào Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, enzyme,…Vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 – 8%) nên chế biến tách bỏ tổn thất tinh bột củ, khơng tách nhiều chất dịch làm ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột Thịt củ khoai mì thành chủ yếu củ, gồm tế bào nhu mô thành mỏng chính, thành phần chủ yếu cellulose, pentosan Bên tế bào hạt tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan nhiều nguyên tố vi lượng khác Những tế bào xơ bên chứa nhiều tinh bột, vào phía hàm lượng tinh bột cang giảm Ngồi tế bào nhu mơ cịn có tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ cellulose nên cứng gỗ gọi xơ Lõi củ khoai mì trung tâm dọc từ cuống đến chi củ Ờ cuống lõi to nhỏ dần tới chuôi, chiếm 0,3 – 1% trọng lượng củ Thành phần lõi cellulose hemicellulose II.1.3 Thành phần hóa học Thành phần hóa học thay đổi tùy theo giống trồng, tính chất, độ dinh dưỡng đất, độ phát triển thời gian thu hoạch SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Bảng II.1: Thành phần hóa học củ khoai mì Thành phần Tỷ trọng (%trọng lượng) Nước 70,25 Tinh Bột 21,45 Chất đạm 1,12 Chất béo 5,13 Chất xơ 5,13 Độc tố (CN-) 0,001 – 0,04 Đường củ khoai mì chủ yếu glucose maltose Khoai già hàm lượng đường giảm Trong trình chế biến đường hịa tan với nước thải ngồi Chất đạm khoai mì chưa nghiên cứu kỹ, nhiên hàm lượng thấp nên ảnh hưởng đến mơi trường Ngồi thành phần có giá trị dinh dưỡng, củ khoai mì cịn chứa độc tố, tanin, sắc tố hệ enzyme phức tạp Theo số nghiên cứu số enzyme polyphenoloxydaza xúc tác q trình oxy hóa polyphenol acdamin tạo thành chất có màu Những chất gây khó khăn q trình chế biến quy trình cơng nghệ khơng thích hợp cho sản phẩm chất lượng Bảng II.2: Thành phần hóa học củ bã khoai mì Thành phần Độ ẩm Vỏ củ mì (mg/100mg) 10,8 – 11,4 Bã phơi khô 12,5 – 13 Tinh bột 28 – 38 51,8 – 63 Sợi thô 8,2 – 11,2 12,8 – 14,5 Protein thô 0,85 – 1,12 1,5 – Độ tro – 1,45 0,58 – 0,65 Đường tự – 1,4 0,37 – 0,43 HCN Vết 0,008 – 0,009 Pentosan Vết 1,95 – 2,4 Các loại Polysaccharide 6,6 – 10,2 – 8,492 (Hội thảo giảm thiểu ô nhiễm cơng nghiệp chế biến tinh bột mì Hà Nội, 1/98) Đặc biệt củ khoai mì cịn chứa độc tố Cyanua CN - thường có chóp củ, vùng bị rễ tranh ăn luồn vào hay chăm bón đụng phải Khi củ chưa đào nhóm dạng glucozite gọi phaseolutanin (C10H17NO6) Dưới tác dụng enzyme hay môi trường acid, chất phân SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến hủy thành glucose, acetone acid cyahyrit (HCN) Như sau đào củ khoai mì xuất HCN tự do, đào để tự vệ enzyme củ bắt đầu hoạt động mạnh, đặc biệt xuất nhiều chế biến sau ăn (trong dày người có chứa acid dịch chế biến môi trường acid) Phaseolutanin tập trung vỏ cùi, dễ tách q trình chế biến, hịa tan tốt nước, tan rượu etylic metylic, hịa tan cloroform không tan ether Các hợp chất Cyanua phân thành bốn nhóm chính: _ Nhóm hợp chất cyanua đơn giản, tan độc như: axit cyahyric (HCN) muối cyanua NaCN, KCN, _ Nhóm hợp chất cyanua đơn giản không tan Fe(CN)2,… chúng dạng phân tán nhỏ, chúng xâm nhập vào thể tác dụng môi trường axit dịch vị chúng chuyển sang trạng thái đơn giản tan gây nhiễm độc thể _ Nhóm pức chất cyanua tan độc: [Cu(CN)]2- , [Cu(CN)3]2-, [Zn(Cn)]3-, [Zn(CN)4]3- Trong ổn định [Cu(CN)3]2_ Nhóm chưa phức chất cyanua tan không độc: phức chất fericyanua [Fe(CN)6]4- Fe(CN)6]3- Sau xử lý nước thải phương pháp sunfat, phức chất dễ dàng chuyển hóa thành cyanua tan độc Vì hịa tan độc tố nước nên chế biến, độc tố theo nước dịch Tuy thuộc vào giống đất trồng mà hàm lượng độc tố thay đổi từ 0,0001 – 0,004% CN- gây độc tính cao người thủy sinh vật Cân CN - ngăn cản q trình chuyển hóa ion vào da, túi mât, thận ảnh hưởng tới q trình phân hóa tế bào thần kinh Hàm lượng cyanua cao ảnh hưởng tới mạch máu não Triệu chứng ban đầu co giật sau dẫn đến vỡ mạch máu não CN - gây độc cho cá, động vật hoang dã, vật nuôi Đối với cá, CN- độc liều lượng – mg/l Đó lý việc khử CN- quan trọng hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột mì Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai mì phát triển kỷ 16, năm gần nhu cầu phát triển ngành chăn nuôi ngành chế biến thực phẩm tinh bột mì bắt đầu gia tăng, sản lượng bột mì hàng năm đạt triệu theo Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nơng Thơn dự báo sản lượng tinh bột mì vào năm nước ta đạt khoảng 600.000 Theo gia tăng sản lượng lượng nước thải sản xuất SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến theo tăng lên Ước tính trung bình năm gần đây, ngành chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến hộ gia đình) thải môi trường 500.000 bã thải 15 triệu m nước thải năm Thành phần chủ yếu loại nước thải hợp chất hữu cơ, chất thải ngồi mơi trường nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí,… ảnh hưởng đến cộng đồng dân cư khu vực Hiện nay, số nhà máy nồng độ COD nước thải vượt TCVN hàng trăm lần Đó lý việc xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì vấn đề quan trọng II.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột mì II.2.1 Giới thiệu chung Tinh bột khoai mì nguồn cung cấp thực phẩm cho 500 triệu người giới (theo Cock, 1985; Jackson & Jackson, 1990) Tinh bột khoai mì cung cấp 37% calories thực phẩm Châu Phi, 11% Mỹ La Tinh 60% nước Châu Á (Lancaster etal, 1982) Tinh bột mì nước giới sản xuất nhiều để tiêu thụ xuất Brazil sản xuất khoảng 25 triệu tấn/năm, Nigeria, Indonesia Thái Lan sản xuất lượng lớn chủ yếu để xuất (CAIJ, 1993) Châu Phi sản xuất khoảng 85,2 triệu tấn/năm (1997), Châu Á 48,6 triệu tấn/năm 32,4 triệu Mỹ La Tinh Caribbean (FAO, 1998) Ở Việt Nam, khơng có đủ điều kiện xây dựng nhà máy chế biến nên ngành công nghiệp chế biến tinh bột mì bị hạn chế Các sở sản xuất phân bố theo quy mô hộ gia đình, sản xuất trung bình sản xuất lớn II.2.2 Hiện trạng ngành chế biến tinh bột mì Việt Nam II.2.2.1 Giới thiệu chung Việt Nam đứng thứ giới lĩnh vực xuất tinh bột mì (sau Indonesia Thái Lan) Sản lượng tinh bột mì xuất đạt 180 – 350 nghìn tấn/năm Thị trường xuất Việt Nam: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật, Singapore, Malaysia, Hàn quốc Đông Âu Sản phẩm chế biến từ khoai mì: tinh bột mì, bột ngọt, acid glutamate, acid amin, thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ,… II.2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì nước Diện tích trồng mì nước chủ yếu tập trung khu vực: _ Đông Bắc sông Hồng: Vĩnh Phúc, Hà Tây SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến _ Đơng Bắc: Yên Bái, Phú Thọ, Lào Cai _ Tây Bắc: Sơn La, Hịa Bình _ Bắc Trung Bộ: Thanh Hóa, Nghệ An _ Duyên Hải Nam Trung Bộ: Quãng Nam, Quãng Ngãi, Bình Định, Phú Yên _ Tây Nguyên: Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông _ Đông Nam Bộ: Bình Phước, Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Thuận Trong Gia Lai tỉnh có diện tích trồng khoai mì lớn nước (Gia Lai: 47.695 ha; Tây Ninh: 45.137 – số liệu thống kê 2006) Theo ước tính: Khoảng 12% khoai mì tiêu thụ trực tiếp 17% dùng trang trại 22% dùng cho thức ăn gia súc 49% củ khoai mì bán dùng trình sản xuất tinh bột mì Bảng II.3: Thống kê số liệu diện tích, sản lượng suất khoai mì tính nước giai đoạn 2001 – 2006 Năm Diện tích 2001 292.300 2002 337.860 2003 371.860 2004 388.676 2005 423.800 2006 474.908 (ha) Sản 3.509.200 4.438.000 5.308.860 5.820.672 6.646.000 7.714.096 12.01 13.17 14.28 14.98 15.68 16.24 lượng (tấn) Năng suất (tấn/ha) (Hội thảo chuyên đề: Phát triển ngành chế biến tinh bột khoai mì Việt Nam, 2006) Bảng II.4: Một số nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh miền Nam Tên công ty Tỉnh Công suất (tấn tinh bột/ngày) Phước Long (VEDAN) Bình Phước 600 KMC (Thị Trấn Chơn Bình Phước 100 Thành) Bình Phước 100 Tồn Năng Bình Phước 100 SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Đức Liên Bình Phước 100 Wusons Tây Ninh 100 Tân Châu – Singapore Tây Ninh 120 Tây Ninh - Tapioka Tây Ninh 100 Tồn Năng Tây Ninh 100 Trường Thịnh Tây Ninh 80 Hinh Chang Tây Ninh 60 Phước Hưng Tây Ninh 60 Thanh Bình Tây Ninh 60 Cẩm Vân Tây Ninh 60 Việt Ma Tây Ninh 60 (Hội thảo chuyên đề: Phát triển cụm công nghiệp sinh thái cho ngành chế biến tinh bột khoai mì Việt Nam, 2007) II.2.2.3 Định hướng phát triển bền vững (Nông nghiệp) Theo Bộ Nông Nghiệp Phát triển Nông Thôn đến năm 2010, giống khoai mì tiến hành trồng rộng rãi là: KM60, KM64, KM94, KM95, H34, Ấn Độ Ở vùng như: Duyên Hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Tây Ninh, Kon Tum, Bình Phước Thúc đẩy liên kết nông trại trồng trọt công ty chế biến khoai mì quy mơ nhỏ với tổ chức, hội phát triển khoai mì ngồi nước II.2.2.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột mì Nguồn ngun liệu sản xuất tinh bột khoai mì có hai loại: củ mì tươi mì lát khơ Tóm tắt quy trình chế biến khoai mì từ khoai mì tươi: Củ từ bải nguyên liệu băng tải chuyển lên khâu rữa Khâu rữa có hai phần: rửa sơ rửa ướt Quá trình rữa sơ để tách lượng đất cát củ, khâu rửa ướt tách hết phần đất cát lại phần lớn vỏ củ (lớp vỏ mỏng ngoài) Sau rửa, củ đưa vào máy cắt, cắt thành lát nhỏ giúp cho trình mài sát thuận lợi SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Những mảnh ngun liệu đưa vào máy nghiền (mài xát + xay) Tại chúng nghiền nhỏ giải phóng lượng lớn tinh bột tự làm tăng hiệu xuất thu hồi bột trình Sau nghiền, hỗn hợp sệt ly tâm để lấy dịch bào Sau tách lượng lớn dịch bào, hỗn hợp sệt đưa vào ly tâm tách bã với kích thước lỗ rây giảm dần từ khâu đầu đến khâu cuối Trong khâu có bổ sung vào SO2 0,05% khối lượng để kiềm chế trình sinh hóa (phân hủy gây chua bột), đồng thời giữ màu tắng cho tinh bột Sữa bột thu từ trình tách bã đưa qua hệ ly tâm siêu tốc nhằm tách hết lượng dịch bào lại thu hồi tinh bột Lượng sữa bột tinh thu được, đưa qua hệ thống ly tâm tách nước, nha92m mục đích giảm lượng nước để tăng cường hiệu cho q trình sấy phía sau Lượng bột ẩm thu đưa qua hệ thống sấy khhgi1 thổi Sau dược làm mát, sàng đóng bao SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 10 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghieäp Biểu đồ V.2 Biến thiên BOD nồng độ 3% Biểu đồ V.4 Biến thiên BOD nồng độ 8% Hình V.5 Biến thiên BOD nồng độ 3% SVTH: Huỳnh Thị Thuận GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Biểu đồ V.3 Biến thiên BOD nồng độ 5% Biểu đồ V.5 Biến thiên BOD nồng độ 10% Hình V.6 Biến thiên BOD nồng độ 5% Trang 38 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp Hình V.7 Biến thiên BOD nồng độ 8% GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Hình V.8 Biến thiên BOD nồng độ 10% Nhận xét: Qua q trình thí nghiệm, nhận thấy chất hữu có khả phân hủy sinh học nồng độ giảm nhanh ngày đầu, tốc độ phân hủy chất hữu giảm ngày sau Hiệu xử lý chất hữu tương đối cao Trong hiệu xử lý nồng độ 5% 8% ngày tốt với hiệu suất 82% 83% Vì vậy, nói thời gian lưu nước lâu hiệu xử lý cao Thời gian lưu ngày đạt 53%, 55%, thời gian lưu ngày hiệu 65%, 67% Việc loại bỏ chất hữu phần hoạt động vi sinh vật hấp thu dưỡng chất, Nhưng phần lớn nhờ thủy sinh thực vật tạo giá bám cho vi sinh vật thực vai trị c Biến đổi COD nghiệm thức COD (nhu cầu oxy hóa học lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu thành phần nước thải phương pháp hóa học) COD thơng số quan trọng để khảo sát, đánh giá trạng ô nhiễm xác định hiệu công trình xử lý nước thải Qua q trình thí nghiệm hàm lượng COD thống kê sau: SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 39 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Bảng V.4 Chỉ tiêu COD nước thải sau xử lý Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Mơ hình có thả bèo Lục Bình COD đầu vào COD H % COD H% (mg/l) 304 87 71 42 86 506 189 63 127 75 810 358 56 169 79 1012 538 47 315 69 Mơ hình đối chứng COD đầu vào COD H % COD H% (mg/l) 304 282 279 506 479 471 810 783 765 1012 985 974 Biểu đồ V.6 Biến thiên COD nồng độ 3% SVTH: Huỳnh Thị Thuận ngày COD H % 25 66 148 256 92 87 82 75 ngày COD H % 270 452 755 953 11 11 Biểu đồ V.7 Biến thiên COD nồng độ 5% Trang 40 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp Biểu đồ V.8 Biến thiên COD nồng độ 8% GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Biểu đồ V.9 Biến thiên COD nồng độ 10% Hình V.9 Biến thiên COD nồng độ 3% Hình V.10 Biến thiên COD nồng độ 5% Hình V.11 Biến thiên COD nồng độ 8% Hình V.12 Biến thiên COD nồng độ 10% Nhận xét: Hiệu xử lý COD bèo Lục Bình tương đối cao, dao động từ 7592% Hàm lượng COD giảm nhanh ngày đầu với hiệu suất xử lý 47-71% giảm dần ngày sau: thời gian lưu ngày hiệu suất 69-86%, ngày 75-92% Chất hữu giảm hệ vi sinh vật quanh rễ hấp thu, chuyển hóa thành sinh khối bay qua bề mặt Hiệu xử lý COD cao nồng độ 3%, nồng độ Lục Bình dễ dàng thích nghi vối mơi trường nước thải phát triển nhanh, xanh tươi SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 41 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến tốt Hiệu xử lý COD thấp nồng độ 10%, nồng độ nước thải cao nhất, chậm phát triển, chứng tỏ khả hấp thu chất dinh dưỡng từ nước thải nồng độ d Biến đổi N tổng nghiệm thức Nitơ thành phần protein acid nucleic tế bào vi sinh vật, động vật thực vật Tuy nhiên hàm lượng nitơ nước cao gây độc ảnh hưởng đến động vật người Ngoài hàm lượng nitơ cao thải mơi trường ngồi gây tượng phú dưỡng hóa, tảo nở hoa…Do vậy, cần phải loại bò hàm lượng N nước trước thải ngồi mơi trường Hàm lượng N nước thải sau xử lý đạt kết sau: Bảng V.5 Chỉ tiêu N tổng nước thải sau xử lý Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Mơ hình có thả bèo Lục Bình N tổng đầu vào N H% N H% (mg/l) 10,23 1,73 83 0,91 91 17,05 3,56 79 2,16 87 27,28 8,72 68 2,53 91 34,10 8,11 76 4,51 87 Mơ hình đối chứng N tổng đầu vào N H% N H% (mg/l) 10,23 8,85 14 8,54 17 17,05 14,83 13 14,36 16 27,28 24,51 10 24,11 11 34,10 31,92 31,38 Biểu đồ V.10 Biến thiên N nồng độ 3% SVTH: Huỳnh Thị Thuận ngày N H% 0,53 1,14 0,81 3,02 95 93 97 91 ngày N H% 8,31 13,94 23,39 30,63 20 18 15 10 Biểu đồ V.11 Biến thiên N nồng độ 5% Trang 42 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp Biểu đồ V.12 Biến thiên N nồng độ 8% Hình V.13 Biến thiên N nồng độ 3% Hình V.15 Biến thiên N nồng độ 8% SVTH: Huỳnh Thị Thuận GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Biểu đồ V.13 Biến thiên N nồng độ 10% Hình V.14 Biến thiên N nồng độ 5% Hình V.16 Biến thiên N nồng độ 10% Trang 43 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Nhận xét: Hiệu xử lý N tổng từ mơ hình thí nghiệm cao (97%), nồng độ tốt sau xử lý giảm xuống 0,81 mg/l Trong ngày đầu, hàm lượng N tổng giảm nhanh khoảng 76-83%, ngày lưu nước thứ N tổng tiếp tục giảm xuống khoảng 87-91% so với hàm lượng đầu vào Tuy nhiên sau ngày lưu nước tốc độ xử lý N tổng có giảm so với ngày đầu xử lý Hiệu xử lý N tổng cao nồng độ 8%, thấp nồng độ 10% Hiệu xử lý mơ hình có thả Lục Bình tốt nhiều so với mơ hình đối chứng khơng có Lục Bình Chứng tỏ Lục Bình hấp thụ Nitơ chuyển hóa thành sinh khối tốt Hàm lượng N tổng giảm ammonia chuyển hóa thành hợp chất Nitrat, hấp thu chất dinh dưỡng nước thải, ngồi cịn nhiệt độ mơi trường, phản ứng hóa học chuyển thành chất bay hoi (N2) e Biến đổi Phospho nghiệm thức Cũng giống Nitơ, phospho nguyên tố quan trọng phát triển thực vật vi sinh vật Việc thải chất dinh dưỡng với nồng độ cao vào môi trường tự nhiên làm tăng phát triển tảo dẫn đến tượng phú dưỡng hóa hồ sơng suối Sau thời gian thí nghiệm, hàm lượng phospho trình bày bảng sau: SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 44 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Bảng V.6 Chỉ tiêu Phospho tổng nước thải sau xử lý Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Mơ hình có thả bèo Lục Bình P tổng đầu vào P H% P H% (mg/l) 1,50 0,31 79 0,13 92 2,50 0,73 72 0,42 83 4,00 1,21 70 0,75 81 5,00 1,40 72 1,05 79 Mơ hình đối chứng P tổng đầu vào P H% P H% (mg/l) 1,50 1,38 1,32 11 2,50 2,38 2,35 4,00 3,87 3,80 5,00 4,93 4,89 Biểu đồ V.14 Biến thiên P nồng độ 3% SVTH: Huỳnh Thị Thuận ngày P H% 0,08 0,23 0,53 0,75 95 91 87 85 ngày P H% 1,30 2,31 3,76 4,78 13 Biểu đồ V.15 Biến thiên P nồng độ 5% Trang 45 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Biểu đồ V.16 Biến thiên P nồng độ 8% Biểu đồ V.17 Biến thiên P nồng độ 10% Hình V.17 Biến thiên P nồng độ 3% Hình V.18 Biến thiên P nồng độ 5% Hình V.19 Biến thiên P nồng độ 8% Hình V.20 Biến thiên P nồng độ 10% Nhận xét: SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 46 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Phospho nước thải khử thủy sinh thực vật hấp thụ qua thể thực vật kết tủa Trong khử phospho tượng kết tủa hấp thụ góp phần quan trọng Quá trình hấp thụ kết tủa phụ thuộc vào nhân tố pH, khả oxy hóa khử, hàm lượng sắt, nhôm, canxi… Hiệu suất xử lý trình đạt hiệu cao ngày thứ từ 85-95% Hiệu xử lý phospho cao nồng độ 3% đạt hiệu suất 95%, nồng độ đầu vào nồng độ tương đối thấp 1,5 mg/l thấp nồng độ 10% Phospho loại bỏ khỏi hệ thống qua việc thu hoạch thủy sinh thực vật, vén bùn lắng đáy, làm cho phospho tách Hàm lượng phospho mơ hình đối chứng giảm khơng đáng kể so với mơ hình có thả Lục Bình Do mơ hình thực vật hàm lượng phospho hấp thụ dạng khác HPO42- H2PO4- f Biến đổi SS nghiệm thức Sau tiến trình vận hành mơ hình thí nghiệm, hàm lượng chất rắn lơ lửng nước giảm sau: Bảng V 7Chỉ tiêu SS nước thải sau xử lý SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 47 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% Nghiệm thức 3% 5% 8% 10% GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Mô hình có thả bèo Lục Bình SS đầu vào SS H% SS H% (mg/l) 71,7 18,50 74 14,35 80 119,5 50,27 58 38,15 68 191,2 86,25 55 73,46 62 239,0 136,11 43 124,25 48 Mơ hình đối chứng SS đầu vào SS H% SS H% (mg/l) 71,7 65,22 62,51 11 119,5 112,25 109,50 191,2 184,20 182,81 239,0 230,61 227,43 Biểu đồ V.18 Biến thiên SS nồng độ 3% SVTH: Huỳnh Thị Thuận ngày SS H% 8,23 25,13 55,28 108,30 89 79 70 55 ngày SS H% 61,80 105,45 178,51 224,50 14 12 Biểu đồ V.19 Biến thiên SS nồng độ 5% Trang 48 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Biểu đồ V.20 Biến thiên SS nồng độ 8% Biểu đồ V.21 Biến thiên SS nồng độ 10% Hình V.21 Biến thiên SS nồng độ 3% Hình V.22 Biến thiên SS nồng độ 5% Hình V.23 Biến thiên SS nồng độ 8% Hình V.24 Biến thiên SS nồng độ 10% Nhận xét: Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải cao sau q trình thí nghiệm hàm lượng SS loại bỏ đáng kể với hiệu suất từ 55-89% Ở nồng độ 3% SS loại bỏ 89%, nồng độ 10% hiệu suất đạt 55%, chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy trình xử lý với phân hủy vi sinh vật, thực vật đóng vai trị khơng đáng kể q trình loại bỏ chất rắn g Cyanua Trong trình thí nghiệm có khảo sát tiêu Cyanua khơng thấy có thay đổi đáng trong q trình xử lý V.2 Thảo luận chung SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 49 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Sau q trình thí nghiệm nhận thấy thời gian lưu nước lâu hiệu xử lý cao Do thời gian lưu nước ngày thời gian mà nước thải tinh bột khoai mì xử lý tốt Theo cảm quan, nước thải đầu mơ hình thực vật tương đối gần không màu, mẫu mơ hình đối chứng cịn màu trắng đục Kết thí nghiệm chứng tỏ hàm lượng chất hữu nước giảm nhiều, phần lớn tiêu đầu đạt quy chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT loại B, thải mơi trường ngồi khơng cần qua cơng trình xử lý khác Bảng V.8 Các tiêu nước thải sau thời gian lưu ngày Chỉ Đơn vị Nồng độ pha loãng QCVN 24: tiêu 2009/BTNMT 3% 5% 8% 10% Loại A Loại B COD mg/l 25 66 148 253 50 100 BOD5 mg/l 37 50 75 154 30 50 N mg/l 8,31 13,94 23,39 30,63 15 30 P mg/l 0,08 0,23 0,53 0,75 SS mg/l 8,23 25,13 55,28 108,30 50 100 Đa số tiêu đầu nước thải nồng độ 10% chưa đạt quy chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT loại B Chỉ tiêu N, P, SS nồng độ 3%, 5%, 8% đạt quy chuẩn đầu QCVN 24: 2009/BTNMT loại B Thí nghiệm tiến hành nghiệm thức 3%, 5%, 8%, 10% Kết thí nghiệm cho thấy nồng độ 10% Lục Bình có thích nghi phát triển môi trường dinh dưỡng Tuy nhiên, hiệu xử lý chưa cao chưa đạt quy chuẩn đầu ra, thời gian lưu nước chưa đủ dài để Lục Bình hấp thu chất dinh dưỡng nhiều Thực vật nồng độ 30% phát triển tốt, khả hấp thụ chất hữu cao, tiêu đầu đạt quy chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT loại B Vì vậy, chọn mức tải lượng 5% để tính tốn tải lượng cho mơ hình xử lý sinh học quy mơ lớn SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 50 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VI.1 Kết luận  Qua trình nghiên cứu sử dụng Lục Bình để xử lý nước thải TBKM nồng độ 3%-5% cho thấy kết khả quan mặt môi trường kinh tế SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 51 MSSV: 105111079 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến  Lục Bình tồn phát triển mơit rường nước thải 10%, tương ứng với ngưỡng BOD5= 543 mg/l, COD= 1012 mg/l, N= 34 mg/l, P= mg/l, SS= 239 mg/l  Lượng nước bay mơ hình chiếm 11%, bao gồm bay qua bề mặt bề mặt hồ  Trong trình khảo sát thời gian lưu nước 3, 5, ngày nồng độ nước thải 3%, 5%, 8%, 10% dựa vào kết kết luận thời gian lưu nước lâu hiệu xử lý tốt  Hiệu xử lý tốt nồng độ 5% thời gian lưu ngày với tiêu đầu đạt quy chuẩn loại B QCVN 24: 2009/BTNMT Hiệu suất xử lý BOD5 đạt 82%, nồng độ giảm 224 mg/l Hiệu suất xử lý COD đặt 87%, nồng độ giảm 440 mg/l Hiệu suất xử lý N đạt 93%, nồng độ giảm 15,91 mg/l Hiệu suất xử lý P đạt 91%, nồng độ giảm 2,27 mg/l Hiệu suất xử lý SS đạt 79%, nồng độ giảm 94,07 mg/l  Ứng dụng mơ hình vào thực tế để xử lý nguồn nước thải nhà máy chế biến TBKM vừa nhỏ  Nguồn nước thải sau q trình xử lý dùng để trồng cây, tưới tiêu, … VI.2 Kiến nghị  Thử nghiệm mơ hình với diện tích lớn  Tiếp tục nghiên cứu nhiều loại nước thải tái sử dụng lại nguồn nước thải  Phát triển biện pháp tận dụng tốt sinh khối bèo Lục Bình  Kết hợp với loại thực vật thủy sinh khác như: bèo dâu, béo tấm, cù nèo,… SVTH: Huỳnh Thị Thuận Trang 52 MSSV: 105111079 ... _ Dùng bèo Lục Bình để xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì Đánh giá hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình I.3 Nội dung nghiên cứu Tiến hành phân tích tiêu đầu vào nước thải sau... khả xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình IV.2.2.1 Khảo sát 1: Khảo sát ngưỡng nồng độ thích hợp cho Lục Bình Lục bình sau mang , thích nghi với mơi trường nước thải tinh bột khoai mì nồng... sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh Tiến hành chạy mơ hình thí nghiệm phân tích tiêu đầu Đánh giá hiệu xử lý nước thải tinh bột khoai mì Lục Bình I.4 Đối tượng nghiên cứu Bèo Lục Bình Nước thải nhà