Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF

Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG MỞ ĐẦU Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.1 Tính cấp thiết đề tài Ô nhiễm môi trường từ nước thải sản xuất cồn vấn đề thiết cần giải Thực trạng nay, nhà máy cồn đạt tiêu chuẩn thải cho phép hàm lượng hữu cao (50.000 - 100.000 mg/l) chủ yếu xác nấm men, carbonhydrate, số chất hữu khoa phân huỷ chất tạo màu, độ đục lớn có màu đen thẩm, mùi đường mùi chua đặt trưng, nhiệt độ cao mối quan tâm xã hội nhà môi trường tải lượng ô nhiễm cao Do việc giảm thiểu nồng độ ô nhiễm đạt tiêu chuẩn khó khăn, đòi hỏi phải kết hợp nhiều phương pháp nhiều ban ngành có đời đề tài Hiện nay, nhiều công nghệ xử lý nước thải sản xuất cồn áp dụng nước ta như: áp dụng phương pháp sinh học kị khí (UASB), phương pháp hoá lý (keo tụ) kết hợp phương pháp sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính), hồ sinh học (kị khí, tùy nghi, hiếu khí) Tuy nhiên, thực tế cho thấy hệ thống hoạt động không hiệu phức tạp Vấn đề đặt phải nghiên cứu công nghệ xử lý vừa có hiệu mặt kinh tế phù hợp với điều kiện sản xuất nước ta Mô hình UASB kết hợp lọc sinh học kị khí (USBF) đáp ứng điều này, đặc biệt công nghệ chưa nghiên cứu nước thải sản xuất cồn 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xử lý nước thải cồn công nghệ sinh học kị khí, đánh giá khả thu hồi lượng từ nguồn thải ô nhiễm hữu cao 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết  Thu thập tài liệu nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu  Khảo sát thực tế ô nhiễm nước thải sản xuất cồn Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF  Tổng quan sở lý thuyết sử dụng USBF để xử lý nước thải sản xuất cồn rượu  Tổng hợp phân tích, so sánh đánh giá lập kế hoạch nghiên cứu xử lý  Xác định giới hạn nghiên cứu phương án thực nghiệm 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm  Xác định thành phần đặc tính nước thải sản xuất cồn  Lập kế hoạch thực nghiệm 1.3.4 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu Dựa lý thuyết xác suất thống kê, xử lý số liệu nhận trình thí nghiệm 1.4 Nội dung nghiên cứu  Tổng quan công nghệ sản xuất cồnvà số công nghệ xử lý áp dụng nước ta  Tổng quan xử lý kị khí công nghệ USBF  Xác định thành phần, tính chất nước thải sản xuất cồn  Thiết lập nghiên cứu mô hình USBF Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CỒN TỪ MẬT RỈ ĐƯỜNG Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 1.1 TIỀM NĂNG CỦA NGÀNH SẢN XUẤT CỒN TRONG TƯƠNG LAI 1.1.1 Ưu điểm nhiên liệu ethanol Giá thành rẻ, tác động tích cực đến môi trường (lượng khí CO2 xe chạy cồn lỏng thải 1/12 so với xe chạy xăng Tổng hợp số ô nhiễm môi trường cho thấy, mức độ ô nhiễm môi trường xe chạy cồn 30% xe chạy xăng Nếu xe sử dụng nhiên liệu hỗn hợp cồn xăng giảm 20-30% lượng khí CO, giảm khoảng 25% lượng khí thải CO2, đồng thời giảm bớt lượng khí thải chất có hại chì…) 1.1.2 Ethanol – nguồn nhiên liệu thay đầy triển vọng Nguồn dầu mỏ giới cạn kiệt dần, cộng với tình hình bất ổn khu vực giàu dầu mỏ Iran, Irag, Nigeria… khiến nguồn cung không đảm bảo liên tục gây lo ngại cho nước “khát dầu” phục vụ cho kinh tế phát triển Vì thế, tìm kiếm nguồn lượng thay nước đặt lên hàng đầu Trong số nhiên liệu thay thế, ethanol lên ứng cử viên sáng giá nhất, đáp ứng tiêu chuẩn giá rẻ, dễ sản xuất, thân thiện với môi trường Ethanol chất phụ gia để tăng trị số Octane (trị số đo khả kích nổ) giảm khí thải độc hại xăng sách lượng nước khối EU, Mỹ, Australia, Trung Quốc, Nhật Bản… trọng đến ứng dụng ethanol Mỹ nước sử dụng nhiều dầu mỏ giới Trong phát biểu gần đây, tổng thống Mỹ Bush kêu gọi dân chúng “cai nghiện” dầu mỏ ng đặt vấn đề nghiên cứu tìm nhiên liệu thay để bớt lệ thuộc nước Xăng Mỹ pha ethanol phổ biến E10 (hỗn hợp gồm 10% ethanol 90% xăng không chì) E85 Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Một trụ bơm xăng E85 thành phố Lexington-Mỹ Hình 1.1 Một trụ bơm xăng E85 thành phố Lexington-Mỹ Tuy Mỹ nước tiên tiến khác trọng phát triển nhiên liệu ethanol Brazil nước dẫn đầu muốn bắt kịp Brazil sản xuất tiêu thụ ethanol Mỹ cần thập niên 1.1.3 Ethanol – niềm tự hào Brazil Brazil nước xuất đường đứng hàng đầu giới Điều đáng ý song song với việc trì vị trí dẫn đầu thị trường đường, Brazil tận dụng phần rỉ đường để sản xuất ethanol Chỉ cần ngày chế biến có nhiên liệu ethanol sẵn sàng cho người tiêu dùng Hiện nay, đất nước Nam Mỹ này, 100 xe bán có tới 80 xe “lai”-chạy xăng hay ethanol Hai thứ nhiên liệu dễ mua ethanol rẻ 1/3 so với xăng dầu nên thị trường ưa chuộng Các loại xăng sử dụng pha chế 25% ethanol (E25) Brazil có 17 triệu ô tô sử dụng E25 triệu ô tô sử dụng 100% ethanol Brazil đặt tiêu sản xuất 16.6 tỷ lít nhiên liệu ethanol năm 2006 Khoảng 80% sản lượng dùng cho thị trường xe nước Brazil tiết kiệm 400 tỷ USD tiền nhập xăng dầu Hơn nữa, Brazil thu nguồn ngoại tệ lớn xuất ethanol sang nước khác Trước mắt, Nhật Bản xem xét kí hợp đồng nhập tỷ lít ethanol Brazil Nắm bắt thời cơ, từ Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF đến năm 2012, Brazil đưa vào hoạt động 70 nhà máy chuyên sản xuất ethanol 1.1.4 Triển vọng cho ethanol Những nhà phân tích cho muốn cạnh tranh với ethanol giá dầu phải hạ xuống 35USD/thùng Điều xảy tình hình giới Người ta dự báo nhu cầu nhiên liệu ethanol toàn cầu đến năm 2010 tăng gấp lần, lên khoảng 80 tỷ lít, đến năm tàu khổng lồ chở ethanol xuôi ngược khắp đại dương, hình ảnh tàu chở dầu 1.1.5 Chiến lược nhiên liệu cho Việt Nam Việt Nam đánh giá nước có tiềm để sản xuất nhiên liệu sinh học Về nguồn nguyên liệu cho sản xuất cồn: năm 2003 nước có 7.45 triệu trồng lúa, thu hoạch 34.5 triệu thóc, suất trung bình 4.63 triệu tấn/ha; có 910000 trồng ngô, thu hoạch 2.933 triệu tấn; có 220000 trồng khoai, suất 7.24 tấn/ha, vụ; có 372000ha trồng sắn (có khả tăng diện tích lên 500000 ha), suất 14.1 tấn/ha (hiện trồng thử giống suất 40 tấn/ha); có 50 nhà máy chế biến sắn thành tinh bột xuất khẩu, sử dụng 100000 tấn/năm cho sản xuất cồn; có 306400 trồng mía, suất bình quân 54 tấn/ha, thu hoạch 16.5 triệu mía, hàm lượng đường 12-14%, đến cuối năm 200, nước có 43 nhà máy đường, tổng công suất 82450 mía/ngày, 592000 rỉ đường, sản xuất 200 triệu lít cồn Theo thông tin từ trung tâm xúc tiến thương mại đầu tư TPHCM: Việt Nam đẩy mạnh phát triển nhiên liệu sinh học mục tiêu dự kiến đến năm 2025 sản xuất đưa vào sử dụng xăng E5 (95% xăng khoáng 5% ethanol) dầu B5 (95% diesel khoáng 5% diesel sinh học) phạm vi nước, đáp ứng đủ nhu cầu thị trường Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Theo lộ trình tiến só Nguyễn Xuân Dinh – Vụ phó Vụ Năng lượng dầu khí – Bộ Công Thương đưa ra, đến năm 2015 sử dụng phổ cập toàn quốc xăng E5 B5, hệ thống biogas, suất E100 B100 Đến năm 2025, nhiên liệu sinh học cung cấp 10% nhu cầu nhiên liệu lỏng, sử dụng phổ biến nhiên liệu E10 B10 toàn quốc Đặc biệt theo tiến só Đặng Tùng, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ (Bộ Công thương), sang năm 2007, nhiều nhà máy sản suất cồn công nghiệp để sản xuất nhiên liệu dồn dập triển khai Việt Nam Cụ thể, công ty cổ phần Cồn sinh học Việt Nam đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp với công suất 66000m3/ năm Đắc Lắc Bên cạnh dự án đầu tư liên doanh liên kết Công ty đường Biiên Hòa với công ty Singapore kí kết hợp tác tháng 8/2007 đầu tư nhà máy sản xuất cồn sinh học công suất 50000tấn/năm Mặc dù chưa thật phát triển rầm rộ nhiên liệu sinh học chưa ứng dụng rộng rãi việc đầu tư phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam coi hướng tất yếu 1.2 TÌNH HÌNH CHUNG 1.2.1 Thế giới Công nghiệp cồn rượu ngành xuất từ lâu giới, nguồn nguyên liệu, ứng dụng số ngành công nghiệp khác Hiện nay, sản lượng cồn rượu hàng năm tiếp tục gia tăng nước giới 1.2.2 Việt Nam Ngành sản xuất cồn rượu theo kiểu công nghiệp nước ta xuất từ năm 1898 người Pháp thiết kế xây dựng Khi đó, nước ta có số nhà máy rượu như: Hà Nội, Nam Định, Bình Tây, Chợ Quán Tổng suất tất nhà máy lớn nhỏ vào khoảng 15 triệu lit /năm Đến thời điểm 1980 – 1985 hàng Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF năm ta có thề sản xuất 30 triệu lit cồn Có thể nói, thời gian hàm lượng cồn rượu nước đạt mức cao Vào năm 1986 – 1987, đổi chế quản lý nên hàng loạt phân xưởng, nhà máy phải đóng cửa Trong hội thảo “Dự án chiến lược phát triển khoa học công nghệ ngành rượu bia nước giải khát”, theo đề nghị chuyên gia đến năm 2005 nước ta có khả sản xuất khoảng 180 đến 200 triệu lit cồn tinh khiết Trong đó, cồn từ nguồn nguyên liệu tinh bột chiếm 30 – 40%, lại cồn từ mật rỉ Bảng 1.1 Tình hình sản xuất cồn số doanh nghiệp STT Tên công ty Sản lượng Cồn thô (triệu lit) Cồn tinh luyện (triệu lit) (triệu lit) Đường Quảng Ngãi 5 Tây Ninh 10 Đắc Lắc 5 Bình Dương Khánh Hoà 3 Miền Tây 4 Trong chiến lược mục tiêu phát triển ngành rượu Việt Nam Bộ Công nghiệp trình Chính phủ duyệt, nhu cầu sản lượng cồn rượu mức tiêu thụ bình quân đầu người từ năm 2000 đến năm 2005 đưa bảng 1.2 sau: Bảng 1.2 Nhu cầu sản lượng cồn rượu mức tiêu thụ bình quân đầu người từ năm 2000 đến năm 2005 STT Chỉ số Đơn vị Mức tiêu thụ bình quân đầu người/năm Mức tăng trưởng trung bình/năm Sản lượng cồn Sản lượng rượu Trang Lit % Triệu lit Triệu lit Naêm 2000 Naêm 2005 8.03 0.77 50 10 7.69 0.91 150 30 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Bảng 1.3 Nhu cầu cồn tinh chế STT Tên công ty Sản lượng tiêu thụ cồn tinh luyện (triệu lit) Công ty dược phẩm 26 Công ty NGK Chương Dương Công ty Hiram Walker 0.5 Tiềm thị trường Việt Nam: theo ước tính thị trường Việt Nam có sức tiêu thụ khoảng 30 triệu lit rượu năm Đây khối lượng tương đối lớn Điều mang lại cho ngành công nghiệp cồn rượu hội thử thách Ở nước Việt Nam, cồn dùng để pha chế rượu cho nhu cầu khác như: y tế, nhiên liệu đốt, nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác 1.3 NGUYÊN LIỆU Mật rỉ đường: thứ phẩm trình sản xuất đường (là chất lỏng đặc sánh lại sau rút đường phương pháp cô kết tinh, chiếm tỷ lệ – 5% tuỳ thuộc vào chất lượng mía, điều kiện canh tác điều kiện sản xuất Thông thường, hàm lượng chất khô mật rỉ đường 70 – 85%, nước chiếm 15 – 30%.Trong đó, đường chiếm khoảng 60%, bao gồm 35 - 40% saccarosa, 20 – 25% đường khử; lượng lại chất phi đường: 30 – 32% hợp chất hữu – 10% chất vô Chất hữu không chứa N gồm có pectin, chất nhầy furfunol, acid Ngoài có hợp chất không lên men caramen, chất màu Hợp chất hữu chứa N chủ yếu dạng amin acid glutamic, alanine Lượng N mật rỉ đường mía khoảng 0.5 đến 1% Do chứa N nên lên men mật rỉ đường, thường bổ sung nguồn nitrogen dạng urê amoni sulfate 1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Nghiên cứu trình sản xuất điều quan trọng cần thiết để đánh giá tổng quát loại chất thải tồn nước thải đồng thời đánh giá sơ nồng độ Trang 10 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF  Hiệu xử lý COD tốt: ngày hiệu xử lý COD dao động khoảng 68 – 70%, ngày hiệu COD ổn định khoảng 70 – 78%  pH nước thải vào dao động khoảng trung tính pH nước thải tăng khoảng 0.5 – 0.9 đơn vị  Độ kiềm vào dao động khoảng không lớn từ 433 - 460mgCaCO3/l Độ kiềm ngày tải trọng tăng giảm bất thường Trong suốt trình thích nghi độ kiềm tăng giảm theo đường ziczắc, hệ đệm bể không tốt Độ kiềm cao 1169mgCaCO3/l, độ kiềm thấp 886mgCaCO3/l Độ kiềm tăng từ 490 – 736 đơn vị Chênh lệch độ kiềm vào độ kiềm trung bình khoảng 587mgCaCO3/l Tuy vậy, độ kiềm tải trọng trung bình cao gấp 1,5 lần so với tải trọng trước  Ngày đầu tiên, VFA đạt 11.1meq/l Ngày thứ 2, VFA đạt giá trị lớn 18.6meq/l Từ ngày thứ – ngày thứ 5, VFA giảm 4,3 đơn vị Từ ngày thứ – ngày thứ 9, VFA ổn định, dao động khoảng 7meq/l Bàn luận: Tuy với nồng độ COD cao hiệu xử lý COD tốt ổn định tải trọng trước Dựa vào số liệu ta thấy – ngày trình methane hóa diễn chưa mạnh mẽ độ kiềm tăng ít, hiệu xử lý VFA ít.Đến ngày sau trình methane hóa diễn mạnh mẽ ổn định Trang 81 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Bảng 5.8: Kết khảo sát theo chiều cao mô hình tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Độ kiềm COD (mg/l) Hiệu (%) VFA (meq/l) 506 5387 10.22 21,4 6.82 1062 4795 20.08 28,6 7.27 1164 2914 51.43 20,3 7.3 1171 1647 72.55 18,6 7.35 1234 1458 75.70 16,7 7.34 1245 1392 76.80 15,3 7.38 1306 1374 77.10 13,2 7.64 1347 1242 79.30 12 Vị trí pH 6.96 (mgCaCO3/l) Độ kiề m (mgCaCO3/l) 1500 1000 500 Vị trí Hình 5.23 Đồ thị biểu diễn độ kiềm theo chiều cao tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Trang 82 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 10 pH 2 vị trí pH Hình 5.24 Đồ thị biểu diễn pH theo chiều cao tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Hiệ u (%) COD (mg/l) 6000 100 5000 80 4000 60 3000 40 2000 20 1000 0 Vị trí COD HQXL COD Hình 5.25 Đồ thị biểu diễn COD theo chiều cao tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Trang 83 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 35 VFA (meq/l) 30 25 20 VFA 15 10 5 Vị trí Hình 5.26 Đồ thị biểu diễn VFA theo chiều cao tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Nhận xét: Biến thiên COD theo chiều cao:COD giảm vùng UASB, nước thải có COD khoảng 1242mg/l: + Từ vị trí - 3: hiệu xử lý COD đạt khoảng 51,43% + Từ vị trí – 8: hiệu xử lý COD đạt khoảng 51% – 79% Biến thiên pH theo chiều cao: pH ban đầu giảm sau tăng dần theo chiều cao, nước thải có pH khoảng 7.64 + Từ vị trí – 2: pH nước thải giảm 0.14 đơn vị + Từ vị trí – 3: pH tăng khoảng 0.45 đơn vị + Từ vị trí – 8:pH tăng nhẹ ổn định khoảng 0.03 – 0.05 đơn vị, riêng vị trí số tăng nhiều khoảng 0.26 đơn vị Biến thiên độ kiềm theo chiều cao: độ kiềm tăng nhanh vùng UASB + Từ vị trí – 2: độ kiềm tăng 556 đơn vị + Từ vị trí – 3: độ kiềm tăng 102 đơn vị + Từ vị trí – 8: độ kiềm tăng nhẹ khoảng 50 – 100 đơn vị Biến thiên VFA theo chiều cao: + Từ vị trí – 2: VFA tăng 7.2 đơn vị + Từ vị trí – 3: VFA giảm đơn vị Trang 84 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF + Từ vị trí – 8: VFA giảm khoảng 25 đơn vị, Bàn luận: Ở tải trọng vùng UASB hoạt động tốt tải trọng trước, nước thải vùng UASB đạt hiệu xử lý khoảng 79% Trong vùng UASB từ vị trí số – trình axít hóa chiếm ưu thế, đến vị trí số trình methane hóa lại chiếm ưu thế, tải trước vị trí số trình axit hóa chiếm ưu Điều giải thích vùng UASB hoạt động hiệu tải trước Ở giai đoạn độ kiềm cao khoảng 1347mgCaCO3/l, nước có tính đệm cao tạo điều kiện cho trình methane hóa diễn mạnh mẽ Ở vùng UASB amonia tăng vùng kị khí amonia tham gia tổng hợp tế bào vùng UASB nhiều hơn,Vì vị trí – trình axit hóa chiếm ưu nên VFA tăng pH giảm 5.2.4 Kết khảo sát tải trọng 6kgCOD/m ngày COD = 6000mg/l, HRT = ngày Bảng 5.9: Kết khảo sát mô hình tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Độ kiềm vào Độ kiềm mgCaCO3/l mgCaCO3/l VFA Hiệu khử COD (%) Ngaø y pH vaø o pH COD COD vaøo mg/l mg/l 7.14 7.17 6456 5045 520 1009 24,3 21,86 7.13 7.27 6260 4645 525 1016 19,8 25,80 7.02 7.37 6075 3214 540 1204 20,4 47,09 6.99 7.13 5320 2389 500 1236 13,7 55,09 6.99 7.38 5169 2045 510 1270 15,3 60,44 7.01 7.64 6000 1346 524 1329 14,7 77,57 7.03 7.28 6150 1367 530 1391 15,2 77,77 7.18 7.46 5509 1288 542 1501 12,6 76,62 Trang 85 (meq/l) Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 7,8 7,6 7,4 pH 7,2 6,8 6,6 thờ i gian (ngà y) pH o pH 8000 100 6000 80 60 4000 40 2000 20 Hiệu suất (%) COD (mg/l) Hình 5.27 Đồ thị biểu diễn biến thiên pH tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Thờ i gian (ngà y) COD o COD HQXL COD Độ kiề m (mgCaCO3/l) Hình 5.28 Đồ thị biểu diễn biến thiên COD tải trọng 6kgCOD/m3.ngày 2000 1500 1000 500 Thờ i gian (ngà y) Độ kiề m o mgCaCO3/l Trang 86 Độ kiề m mgCaCO3/l Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Hình 5.29 Đồ thị biểu diễn biến thiên độ kiềm tải trọng 6kgCOD/m3.ngày VFA (meq/l) 30 25 20 15 10 5 Thờ i gian (ngà y) VFA Hình 5.30 Đồ thị biểu diễn biến thiên VFA tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Nhận xét:  Biến thiên COD: hiệu xử lý COD không ổn định, dao động khoảng 21% - 78% • Ở ngày đầu vi sinh vật chưa thích nghi tải trọng cao nên hiệu xử lý đạt khoảng 25% • Ở ngày hiệu COD tăng hẳn khoảng 45% - 78%û  Biến thiên pH: pH nước thải tăng khoảng 0,03 – 0,63 đơn vị, pH nước thải khoảng 7,13 – 7,64  Biến thiên độ kiềm: so với tải trọng trước độ kiềm tăng ổn định tăng khoảng 1000 – 2000 đơn vị, nước thải có độ kiềm khoảng 2200 – 3900mgCaCO3/l  Biến thiên VFA: giảm so với tải trọng trước,hiệu xử lý dao động khoảng 60 – 87%, nước thải có VFA dao động khoảng 13 – 23,46meq/l Bàn luận: Trang 87 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Ở tải trọng có tượng sốc tải ngày đầu tải trọng, hiệu xử lý đạt khoảng 25%, hiệu xử lý VFA đạt khoảng 60%, nước thải có VFA khoảng 23 – 24 meq/l Chứng tỏ giai đoạn axít hóa chiếm ưu Nhưng ngày sau thích nghi với nồng độ nước thải cao nên hiệu xử lý tăng hẳn 45 – 78%, lúc giai đoạn methane hóa bắt đầu chiếm ưu hơn, VFA 12.6 meq/l Bảng 5.10: Kết khảo sát theo chiều cao mô hình tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Độ kiềm COD (mg/l) Hiệu (%) VFA (meq/l) 1065 6018 30,2 6.91 1154 3441 42,82 39,7 6.84 1324 1957 67,48 20,3 7.37 1387 1675 72,17 18,7 7.4 1448 1527 74,63 16,4 7.46 1469 1461 75,72 15,5 7.52 1507 1440 76,07 16,1 7.48 1519 1408 76,60 12,6 Vị trí pH 7.08 (mgCaCO3/l) 7,6 7,4 pH 7,2 pH 6,8 6,6 6,4 Vị trí Trang 88 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Hình 5.31 Đồ thị biểu diễn pH theo chiều cao tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Độ kiề m (mgCaCO3/l) 2000 1500 Độ kiề m 1000 500 Vị trí Hình 5.32 Đồ thị biểu diễn độ kiềm theo chiều cao tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Hiệ u suấ t % 100 COD (mg/l) 8000 80 6000 60 4000 40 2000 20 0 COD Vị trí HQXL COD Hình 5.33 Đồ thị biểu diễn COD theo chiều cao tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Trang 89 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 50 VFA (meq/l) 40 30 VFA 20 10 Vị trí Hình 5.34 Đồ thị biểu diễn VFA theo chiều cao tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Nhận xét: Biến thiên COD theo chiều cao: vùng UASB hiệu xử lý giảm hẳn chị đạt 6,15% nước thải có COD = 1408 mg/l đạt hiệu xử lý 76,6%: • Từ vị trí – 3: hiệu xử lý đạt 22,67% • Từ vị trí – 4: hiệu xử lý đạt 44,42% • Từ vị trí – 8: hiệu xử lý ổn định dao động khoảng 58 – 76 % Biến thiên pH theo chiều cao: vùng UASB pH giảm, vùng lọc kị khí pH tăng • Từ vị trí – 3: pH giảm 0,76 đơn vị • Từ vị trí – 4: pH tăng 0,48 đơn vị • Từ vị trí – 8: pH tăng nhẹ khoảng 0,03 – 0,06 đơn vị Biến thiên độ kiềm theo chiều cao: độ kiềm tăng mạnh vùng UASB, nước thải có độ kiềm khoảng 1519mgCaCO3/l • Từ vị trí – 3: độ kiềm tăng khoảng 300 đơn vị • Từ vị trí – 8: độ kiềm tăng khoảng 10 – 200 đơn vị Biến thiên VFA theo chiều cao: VFA vùng UASB giảm, VFA nước thải 12,6meq/l đạt hiệu xử lý 83,5% • Từ vị trí – 3: VFA tăng 9,7 đơn vị • Từ vị trí – 4: VFA giảm mạnh khoảng 9,4 đơn vị Trang 90 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF • Từ vị trí – 8: VFA giảm từ – đơn vị Bàn luận: Tăng tải trọng cách tăng thời gian lưu nước làm giảm hiệu xử lý vùng UASB xuống 6,15% nhược điểm vùng UASB so với vùng lọc kị khí Do có kết hợp UASB lọc kị khí nên bùn không bị trôi UASB bị sốc tải Tuy nhiên nước thải đạt hiệu xử lý cao 76,6% nhờ tính ổn định màng vi sinh vật vùng lọc kị khí Ở vùng UASB chủ yếu diễn trình axit hóa nên pH giảm, VFA tăng Trang 91 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trang 92 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF 6.1 KẾT LUẬN Với nồng độ COD cao, tỷ số BOD/COD > 0.5, nước thải sản xuất cồn hoàn toàn có khả xử lý phương pháp sinh học Tuy nhiên, trình xử lý sinh học không cho kết xử lý COD triệt để, đó, việc tiến hành biện pháp xử lý hoá lý hoàn toàn cần thiết Hiệu khử COD cao đạt xấp xỉ 80%, Độ kiềm lúc tăng cho thấy hệ đệm nước thải tốt Tải trọng cao VFA tăng USBF có khả xử lý nước thải cồn với hiệu cao từ 70 -79%, mô hình hoạt động ổn định bị sốc tải Kết khảo sát tải trọng 1; 2; kg COD/m ngày cho thấy: hệ thống hoạt động hiệu ổn định tải trọng kg COD/m ngày với hiệu xử lý COD đạt khoảng 79% 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN Do hạn chế thời gian thực luận văn nên khảo sát đến nồng độ CODv=6000mg/l Thực tế, nồng độ COD nước thải cồn cao từ 20000mg/l – 100000mg/l Khả vận hành mô hình hoạt động tốt nồng độ CODv=6000mg/l Hướng tới tăng dần nồng độ cao khả xử lý hệ thống giảm xuống 6.3 KIẾN NGHỊ Do hạn chế thời gian làm luận văn nên không nghiên cứu thêm ảnh hưởng yếu tố khác như: pH, nhiệt độ, chất rắn lơ lững (SS), độ màu nước thải Tiếp tục nghiên cứu loại vật liệu lọc thích hợp cho mô hình Có thể tiến hành nghiên cứu hiệu xử lý hai mô hình USBF UASB để phân tích rõ ưu nhược điểm hai mô hình, để việc lựa chọn mô hình mang tính thuyết phục Trang 93 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF Tiếp tục nghiên cứu hiệu xử lý mô hình USBF loại nước thải tương tự Hệ thống xử lý khoảng 80% COD, cần kết hợp nhiều công nghệ xử lý khác trước thải nguồn tiếp nhận  Ví dụ cần thêm bể lắng phía trước công trình để lắng cặn mịn (xác nấm men), lượng cặn lớn, không tách ảnh hưởng đến trình sinh trưởng phát triển hệ bùn lơ lửng Thêm trình hấp phụ than hoạt tính trình oxy hóa để khử độ màu Trang 94 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001 TS Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải công nghiệp _ Tính toán thiết kế công trình, Viện tài nguyên môi trường, 2001 Metcalf& Eddy, Wastewater engineering – Treatment and reuse, Mc Graw Hill, 2003 C.P Leslie Grady, Biological wastewater treatment, Marcel Dekker, New York, 1999 Shigehisa Iwai, Wastewater treatment with microbial films, Technomic Publishing, 1994 David P.Chynoweth, Anearobic digestion of biomass, Elsevier apllied science, 1987 Biothane System International, Process Operation Manual Biobed EGSB/SBR Aeration, Australia, 1999 Robert Shlesser, Processes, feedstocks, and current economic feasibility of fuel grade ethanol production in Hawaii, Hawaii State Department of Business,Economic Development & Tourism, 1994, K V Rajeshwari et al, A novel process using enhanced acidification and a UASB reactor for biomethanation of vegetable market waste, Waste Wanagement & Research, 19, 2001, p.292-300 10 Bileen Wolmarans* and Gideon H de Villiers, Start-up of a UASB effluent treatment plant on distillery wastewater, Water SA, 28, 2002, p 63-68 11 SMB Barbosa Correa, E Ruiz and F Romero, Evolution of operational parameters in a UASB wastewater plant, Water SA, 29, 2003, p 345-352 Trang 95 ... khí công nghệ USBF  Xác định thành phần, tính chất nước thải sản xuất cồn  Thiết lập nghiên cứu mô hình USBF Trang Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG TỔNG... phương pháp xử lý sinh học kết hợp với phương pháp hoá học Trang 16 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN TỪ MẬT... tiến hành nghiên cứu khả xử lý hoá lý nước thải Phương án lựa chọn keo tụ Trang 23 Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sản xuất cồn mô hình Hybrid USBF CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC