b. :
1.3.1 nhiễm nước thải
1.3.1.1 Câc công đoạn phât sinh nước thải
Trong công nghiệp chế biến tinh bột, nước được sử dụng trong quâ trình sản xuất chủ yếu ở câc công đoạn rửa củ, ly tđm, săng loại sơ, khử nước.Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ để loại bỏ câc chất bẩn bâm trín bề mặt. Nếu rửa không sạch, bùn bâm trín củ sẽ lăm cho tinh bột có mău rất xấu. Trong công đoạn ly tđm vă săng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đích rửa vă tâch tinh bột từ bột xơ củ mì. Ngoăi ra, nước còn được sử dụng trong quâ trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đâng kể. Tóm lại, lượng nước thải phât sinh dự kiến có 10% bắt nguồn từ nước rửa củ vă 90% xả ra từ công đoạn ly tđm, săng lọc, khử nước.
1.3.1.2 Lưu lượng
Tuỳ theo công nghệ sản xuất mă lượng nước thải sinh ra nhiều ít khâc nhau. Đối với công nghệ sản xuất của Indonesia, lưu lượng sử dụng 28m3/tấn sản phẩm. Công nghệ của Đức sử dụng 30-50m3/tấn sản phẩm.
Ở Việt Nam quy trình sản xuất sử dụng 10-20m3/tấn sản phẩm. 95% lượng nước sử dụng được thải ra ngoăi mang theo một phần tinh bột không thu hồi, câc protein, chất bĩo vă câc chất khoâng… trong dịch băo của củ vă cả những thănh phần như SO32-, SO42- từ công đoạn tẩy trắng sản phẩm. Nước thải tinh bột mì có lưu lượng lớn, hăm lượng cặn lơ lững vă nồng độ chất hữu cơ cao (COD : 5000 – 20000 mg/l), nước trắng đục, mùi chua nồng đê vă đang gđy ô nhiễm đâng kể đến môi trường.
1.3.1.3 Thănh phần tính chất nước thải
Bảng 1.2 Thănh phần tính chất nước thải tinh bột khoai mì phât sinh từ câc công đoạn chế biến.
Nước thải Chỉ tiíu Đơn vị Từ công đoạn
rửa củ Từ công đoạn ly tđm, săng lọc Nước thải tổng hợp (cống chung) pH SS BOD COD Nitơ tổng Phosphat tổng CN- - Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l 6.5 – 7.5 400 – 500 40 – 60 100 – 150 30 – 38 1 – 1.5 -- 4 – 4.5 1.300 – 1.800 3.500 – 4.500 4.000 – 4.800 70 – 75 5.5 – 10 -- 4.5 – 5.0 1.100 – 1.500 3.500 – 4.000 4.000 – 4.400 60 – 70 5.5 – 10 5 – 25
(Nguồn Xí nghiệp môi trường – ECO)
Nước thải khoai mì được thải ra chủ yếu từ giai đoạn rửa củ vă tâch tinh bột (ly tđm, săng lọc). Loại nước thải năy có đặc tính tương tự như đặc tính nước thải câc ngănh thực phẩm khâc. Tức lă trong thănh phần của nước thải khoai mì chứa hăm lượngchất hữu cơ rất cao, độ đục cao do ảnh hưởng của cặn lơ lửng nín có khả năng gđy ô nhiễm môi trường rất lớn
Đặc biệt, trong nước thải khoai mì có chứa HCN lă một acid có tính chất độc hại. Đđy lă chất hóa học trong khoai mì gđy nín trạng thâi say, ngộ độc khi ăn phải quâ nhiều. Khi ngđm khoai mì văo nước một phần HCN sẽ vữa ra tan văo trong nước vă theo nước thải ra ngoăi. Ngoăi ra, trong quâ trình hoạt động có sục khí SO2 văo ở công đoạn trích ly, SO2 khi gặp nước sẽ chuyển hóa thănh acid H2SO3 lăm cho pH trong nước giảm xuống rất nhiều.
Chương1: Tổng quan về ngănh chế biến tinh bột khoai mì 1.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn
Sau nước thải, chất thải rắn lă nguồn ô nhiễm đâng quan tđm tại câc cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì. Chất thải rắn gđy ô nhiễm được đặc trưng bởi cả hai yếu tố: khối lượng vă nồng độ chất bẩn. Câc loại chất thải rắn phât sinh trong quâ trình sản xuất tinh bột khoai mì gồm có:
Vỏ gỗ củ mì vă đất cât: chiếm 3% tỉ lệ nguyín liệu, chứa rất ít nước, thănh phần chủ yếu lă đất cât vă câc yếu tố khó phđn huỷ khâc.
Vỏ thịt vă xơ bê: chiếm 24% nguyín liệu, chứa nhiều nước, độ ẩm khoảng 78 – 80%, lượng tinh bột còn lại 5 – 7%, sản phẩm có dạng bột nhêo vă no nước. Lượng bột còn lại trong xơ bê rất dễ bị phđn huỷ vă gđy mùi hôi thối.
1.3.3 Ô nhiễm khí thải
Nguồn khí thải gđy ô nhiễm tại câc cơ sở sản xuất tinh bột mì phât sinh từ:
Khí thải từ buồng đốt lưu huỳnh (trong công đoạn tẩy trắng bột khoai mì), thănh phần chủ yếu lă SO2 vă lưu huỳnh không bị oxy hoâ hết.
Khí thải từ lò đốt dầu ( để lấy nhiệt cho văo khđu sấy tinh bột ) vă mây phât điện. Cả hai thiết bị năy đều dùng dầu FO. Khí thải chứa NOx, SOx, CO, bụi.
Mùi hôi thối sinh ra trong quâ trình xử lý nước thải bằng phương phâp ao sinh học, hoặc từ sự phđn hủy câc chất thải rắn không được thu kịp thời hoặc từ sự lín men câc chất hữu vơ có trong nước thải.
Quâ trình vận chuyển nguyín liệu để sản xuất vă vận chuyển thănh phẩm của nhă mây bằng câc phương tiện vận tải cũng sẽ phât sinh một lượng khí thải tương đối lớn.
FDEG
CÂC PHƯƠNG PHÂP XỬ LÝÙ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ
Chương2: Câc phương phâp xử lýù nước thải tinh bột khoai mì
Việc lựa chọn phương phâp xử lý nước thải phụ thuộc văo câc yếu tố sau: Đặc tính của nước thải: cần xâc định thănh phần cụ thể câc chất ô nhiễm trong nước thải, dạng tồn tại của chúng (lơ lửng, keo, hoă tan…). Khả năng phđn huỷ sinh học vă độ độc câc thănh phần hữu cơ, vô cơ trong nước thải.
Mức độ yíu cầu xử lý: chất lượng nước đầu ra thoả mên yíu cầu hay tiíu chuẩn cụ thể năo đó.
Chi phí xử lý, điều kiện mặt bằng, địa hình tại nơi dự kiến xđy dựng hệ thống xử lý.
Chế độ xả vă đặc điểm nguồn tiếp nhận; điều kiện thuỷ văn tại khu vực đó.
Hiện nay, nước thải do sản xuất tinh bột khoai mì được xử lý bằng câc phương phâp sau:
2.1 CÂC PHƯƠNG PHÂP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌÙ
2.1.1 Phương phâp cơ học
Để tâch câc hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, người ta thường dùng câc phương phâp cơ học như: lọc qua song chắn râc hoặc lưới chắn râc, lắng dưới tâc dụng của lực ly tđm, trọng lực. Việc lựa chọn phương phâp xử lý phụ thuộc văo kích thước hạt, tính chất hoâ lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải vă mức độ lăm sạch cần thiết.
Lọc qua song chắn râc, lưới chắn râc
Đđy lă bước xử lý sơ bộ, mục đích của quâ trình lă khử câc tạp chất có thể gđy ra sự cố trong quâ trình vận hănh ở câc công trình sau như lăm tắc bơm, đường ống dẫn. Do đó bước năy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toăn vă thuận lợi cho cả hệ thống.
Lắng
Trong xử lý nước thải, quâ trình lắng thường được sử dụng để loại tạp chất dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Để tiến hănh quâ trình năy người ta thường dùng câc dạng bể lắng ngang, bể lắng đứng.
Trong nước thải sản xuất tinh bột luôn chứa một lượng tinh bột bị thất thoât do không đủ thời gian lắng, sau khi thải bỏ chúng sẽ lắng tụ trong hệ thống cống rênh gđy tắc nghẽn đường ống. Ta có thể cho lắng tiếp một thời gin trước khi thải bỏ, phần cặn lắng có thể lăm thức ăn cho gia súc.
2.1.2 Phương phâp hóa học
Trung hoă
Nước thải thường có chứa acid hoặc kiềm do đó có độ pH khâc nhau. Để đảm bảo hiệu quả cho câc công trình sinh học phía sau vă trânh hiện tượng ăn mòn ta cần phải đưa pH về 6.5 ÷8.5 trước khi khi thải văo nguồn tiếp nhận hay đến công trình xử lý tiếp theo.
Khử trùng
Phương phâp năy dùng để khử khuẩn trong nước thải. Thông thường nước thải sau xử lý bằng phương phâp sinh học có thể chứa đến 106 vi khuẩn trong 1ml nước thải. Thông thường người ta dùng câc chất có tính oxy hoâ cao để khử vi khuẩn.
Oxy hóa
Phương phâp oxy hoâ có tâc dụng : khử trùng nước, chuyền một nguyín tố hoă tan sang kết tủa, biến đổi câc chất không phđn huỷ sinh học thănh nhiều chất đơn giản hơn…..
Câc chất oxy hóa thông dụng : Ozon (O3), Chlorine (Cl2), Hydro peroxide (H2O2), Kali permanganate (KMnO4).
2.1.3 Phương phâp hóa lý
Cơ sở của phương phâp năy lă dựa trín những phản ứng hoâ học diễn ra giữa câc chất ô nhiễm vă hoâ chất thím văo. Những phản ứng diễn ra thường lă phản
Chương2: Câc phương phâp xử lýù nước thải tinh bột khoai mì
ứng oxy hoâ khử, phản ứng trung hoă hay phản ứng phđn huỷ. Câc phương phâp hoâ lý thông thường: phương phâp keo tụ, phương phâp tuyển nổi….
Keo tụ
Quâ trình keo tụ tạo bông được âp dụng để khử mău, giảm lượng cặn lơ lửng trong xử lý nước thải. Chất keo tụ có tâc dụng lăm cho câc hạt rất nhỏ trở thănh câc hạt có kích thước lớn từ đó lắng dễ dăng hơn. Câc chất keo tụ thông thường lă phỉn nhôm, phỉn sắt… được kết hợp sử dụng với polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả xử lý cho quâ trình. Câc chất năy trung hoă điện tích câc hạt keo trong nước, ngăn cản sự chuyển động hỗn loạn của câc ion giúp việc liín kết tạo bông thuận lợi.
Phương phâp năy loại bỏ được hầu hết câc chất bẩn lo lửng trong nước thải tuy nhiín chi phí xử lý cao, do đó âp dụng phương phâp năy không hiệu quả về mặt kinh tế.
Tuyển nổi
Phương phâp tuyển nổi dùng để tâch câc hạt rắn hoặc câc hạt lỏng ra khỏi nước thải. Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tâch câc tạp chất tan như câc chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải được dùng để loại bỏ dầu mỡ, cặn lơ lửng, bùn hoạt tính….
Phương phâp tuyển nổi có ưu điểm lă hoạt động liín tục, phạm vi ứng dụng rộng rêi, chi phí đầu tư vă vận hănh không lớn. Có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, hiệu quả xử lý cao, có thể thu hồi tạp chất.
Hấp phụ
Phương phâp hấp phụ thường được âp dụng ở giai đoạn xử lý sau cùng để khử triệt để câc chất hữu cơ hoă tan sau xử lý sinh học. Phương phâp năy còn dùng để xử lý cục bộ một lượng nhỏ câc chất có độc tính cao vă không thể phđn huỷ bằng con đường sinh học. Ưu điểm của phương phâp lă khả năng xử lý cao, có thể thu hồi, tâi sử dụng được chất thải. Chất hấp phụ có thể lă than hoạt tính ( phổ biến nhất ), câc chất tổng hợp, một số chất thải của sản xuất như : xỉ…
Câc quâ trình tâch bằng măng
Măng được định nghĩa lă một pha đóng vai trò ngăn câch giữa câc pha khâc nhau. Câc pha năy có thể lă chất rắn, hoăïc một gel trương nở do dung môi hoăïc thậm chí lă một chất lỏng. Việc ứng dụng măng để tâch chất phụ thuộc văo độ thấm của câc hợp chất đó qua măng.
Câc phương phâp điện hoâ
Người ta sử dụng câc quâ trình oxy hoâ cực anot vă khử của catot, đông tụ điện... để lăm sạch nước thải khỏi câc tạp chất hoă tan vă phđn tân. Tất cả câc quâ trình năy đều xảy ra trín câc điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua nước thải.
2.1.4 Phương phâp sinh học
Nước thải khoai mì chứa hăm lượng chất hữu cơ rất cao (tỉ lệ BOD/COD = 0,87) nín dùng phương phâp sinh học để xử lý lă hợp lý.
Phương phâp sinh học được ứng dụng để xử lý câc chất hữu cơ hòa tan hoặc câc chất phđn tân nhỏ, chất keo cũng như một số chất vô cơ như : H2S, sulfide, ammonia, … dựa trín hoạt động của vi sinh vật.
Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ vă một số khoâng chất lăm nguồn thức ăn vă tạo năng lượng để duy trì hoạt động sống. Sản phẩm cuối cùng của quâ trình phđn hủy sinh học lă: khí CO2, nitơ, H2O, ion sulfate, CH4, sinh khối vi sinh vật …
2.1.4.1 Phương phâp xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí
Quâ trình phđn huỷ sinh học hiếu khí lă quâ trình sử dụng câc vi sinh vật nhằm oxy hoâ câc hợp chất hữu cơ trong điều kiện có oxy.
Quâ trình xử lý hiếu khí gồm ba giai đoạn:
Oxy hoâ câc chất hữu cơ:
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ΔH Tổng hợp tế băo mới:
Chương2: Câc phương phâp xử lýù nước thải tinh bột khoai mì
Phđn huỷ nội băo:
C5H7O2 + O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + ΔH
Trong 3 loại phản ứng ΔH lă năng lượng được sinh ra hay hấp thu văo. Câc chỉ số x, y, z tuỳ thuộc văo dạng chất hữu cơ bị oxy hoâ.
Ngoăi ra trong quâ trình hiếu khí, NH4+ vă H2S cũng bị loại trừ nhờ quâ trình ntrate hoâ vă quâ trình sulphate hóa của sinh vật tự dưỡng.
NH4+ + 2 O2 NO3- + 2 H+ + H2O + ΔH H2S + 2 O2 SO42- + 2 H+ + ΔH
Aerotank
Lă công trình xử lý nước thải có dạng bể được thực hiện nhờ bùn hoạt tính vă được cung cấp oxy bằng khí nĩn hoặc lăm thoâng, khuấy đảo liín tục. Trong điều kiện như thế bùn phât triển ở trạng thâi lơ lửng vă cho hiệu suất phđn huỷ câc chất hữu cơ khâ cao.
Bùn hoạt tính lă tập hợp những vi sinh vật có trong nước thải kết cụm vă tạo thănh câc cụm bông bùn có khả năng hấp thụ vă phđn huỷ câc chất hữu cơ khi có mặt oxy hoă tan. Câc bông năy có mău nđu, dễ lắng.
Khi ứng dụng quâ trình bùn hoạt tính cần chú ý câc điểm sau:
Cần phải cđn bằng dinh dưỡng trong nước thải theo tỉ lệ BOD5 :N :P bình thường lă 100 :5:1; đối với xử lý kĩo dăi lă 200:5:1
Chỉ số thể tích bùn SVI : lă số ml nước thải đang xử lý lắng được 1g bùn sau 30 phút.
Chỉ số MLSS: lă chất rắn tổng hợp trong chất lỏng, rắn, huyền phù, gồm bùn hoạt tính vă chất lơ lửng còn lại chưa được vi sinh kết bông.
Lọc sinh học hiếu khí :
Cơ chế hoạt động nhờ quâ trình dính bâm của một số vi khuẩn hiếu khí lín lớp vật liệu giâ thể. Do quâ trình dính bâm tốt nín lượng sinh khối tăng lín vă thời gian lưu bùn kĩo dăi nín có thể xử lý được nước thải có tải trọng cao. Tuy nhiín hệ
thống dễ bị tắt do quâ trình phât triển nhanh chóng của vi sinh hiếu khí nín thời gian hoạt động dễ bị hạn chế.
Lọc sinh học nhỏ giọt :
Lă loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước. Câc vật liệu lọc có độ rỗng vă diện tích tiếp trong một đơn vị thể tích lă lớn nhất trong điều kiện có thể. Nước đến lớp vật liệu chia thănh câc dòng hoặc câc hạt nhỏ chảy thănh lớp mỏng qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúc với măng sinh học ở trín bề mặt vật liệu vă được lăm sạch nhờ câc vi sinh vật trín măng phđn huỷ hiếu khí câc chất hữu cơ có trong nước.
Đĩa quay sinh học :
Gồm câc đĩa tròn, phẳng được lắp trín một trục. Câc đĩa năy được đặt ngập một phần trong nước vă có tốc độ quay chậm khi lăm việc. Khi quay măng sinh học bâm dính trín bề mặt đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải sau đó tiếp xúc với oxy khi ra khỏi nước. Nhờ quay liín tục mă măng sinh học vừa được tiếp xúc với chất hữu cơ, vừa tiếp xúc với oxy vì vậy chất hữu cơ được phđn huỷ nhanh.
Chương2: Câc phương phâp xử lýù nước thải tinh bột khoai mì
2.1.4.2 Phương phâp xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí
Quâ trình xử lý sinh học kỵ khí lă quâ trình phđn huỷ sinh học câc chất hữu cơ thănh sản phẩm cuối cùng lă CH4 vă CO2 nhờ vi sinh vật trong điều kiện không có oxy.
Câc quâ trình xử lý gồm:
Hình 2.1. Câc công nghệ xử lý kỵ khí
Quâ trình phđn hủy kỵ khí xâo trộn hoăn toăn
Đđy lă loại bể xâo trộn liín tục, không tuần hoăn bùn. Bể thích hợp xử lý