Quy trình công nghệ
Căn cứ vào nghiên cứu xử lý n−ớc thải (CBTBS) bằng ph−ơng pháp xử lý hiếu khí với yếm khí. Ta kết hợp 2 ph−ơng pháp xử lý trong một hệ thống xử lý n−ớc thải đạt hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ cao nhất.
N−ớc thải sau khi đi qua song chắn rác để loại bỏ các hợp chất thô rồi đi qua bể điều hòa để điều chỉnh nồng độ các chất: pH, COD… mục đích để điều hoà nồng độ các chất nhằm nâng cao hiệu suất xử lý, sau đó qua bể lắng để loại bỏ một phần các chất lơ lửng tr−ớc khi đi vào hệ thống. Vì trong điều kiện hiếu khí các chất hữu cơ phân hủy rất nhanh để chuyển hóa thành các chất: NH4+, NO2-, NO3-. Đối với bể hiếu khí n−ớc thải nên l−u khoảng từ 6 – 9 ngày. Đây là thời điểm NH4+, NO2-, phân huỷ rất tốt, nitơ tổng cũng giảm mạnh, nồng độ các chất giảm đáng kể. Chỉ riêng có NO3- sinh ra nhiều nh−ng không phân huỷ đ−ợc vì oxy đã ức chế quá trình khử nitrat. Do đó ta nên tiếp tục cho n−ớc thải chuyển sang bể thiếu khí để các chất hữu cơ còn lại phân huỷ hết, đồng thời ở bể thiếu khí một phần NO3- bắt đầu thực hiện quá trình khử, ta nên l−u n−ớc ở bể này 2 - 3 ngày. Sau đó n−ớc thải tiếp tục chuyển sang bể yếm khí để thực hiện quá trình
khử NO3-, trong bể này quá trình khử nitrat diễn ra mạnh nhất, chỉ duy trì quá trình chất hữu cơ khó phân huỷ. Quá trình xử lý yếm khí sinh ra các khí nitơ, mùi và các chất lơ lửng vì vậy để n−ớc sạch đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi tr−ờng thì ta cần cho qua bể hiếu khí 2. Lúc đó, mùi giảm, các khí thoát hoàn toàn khỏi môi tr−ờng n−ớc, chất lơ lửng lắng xuống d−ới tạo thành bùn. Ta có thể bổ sung một ít bùn này vào bể lắng để cung cấp thêm vi sinh cho quá trình xử lý nhanh hơn.
Hình 18. Mô hình đề xuất xử lý các hợp chất nitơ trong n−ớc thải (CBTBS)
Biện pháp giảm thiểu
Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi tr−ờng tại làng nghề nh− áp dụng sản xuất sạch hơn (SXSH)
Lợi ích của SXSH:
* Lợi ích về kinh tế
- Nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, giảm tiêu hao vật t−, nguyên liệu, hóa chất, điện, n−ớc.
Song chắn rác N−ớc thải Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể khí 1 hiếu Bể thiếu khí (Khử Nitrat hoá) ( Nitrat hoá) N−ớc đã xử lý Bùn thải Bùn hồi l−u Bể hiếu khí 2 Bể yếm khí
- Giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh của các sản phẩm.
- Giảm l−ợng chất thải, giảm chi phí xử lý môi tr−ờng và tận thu chất thải tái sử dụng cho mục đích khác.
* Lợi ích về môi tr−ờng
- L−ợng chất thải thải ra ít nên môi tr−ờng đ−ợc cải thiện, ít ô nhiễm. - L−ợng chất thải đ−ợc tận thu do đó xử lý dễ dàng hơn.
* Lợi ích về xã hội
- Cải tạo sản phẩm, môi tr−ờng làng nghề. - Tạo ấn t−ợng tốt về hình ảnh làng nghề.
- Giảm bớt áp lực cũng nh− mâu thuẫn giữa các hộ sản xuất và các hộ không sản xuất, tạo không khí đoàn kết trong làng xóm.
Bảng 13. Giải pháp SXSH
TT Các giải pháp SXSH
Nhóm giải pháp
Chi phi đầu
t− Lợi ích
1
Cải tiến máy rửa guồng quay Cải tiến thiết bị 100 - 200 ngàn đồng Giảm l−ợng n−ớc tiêu tốn
Tiết kiệm điện
Thu hồi vỏ nguyên liệu ở dạng khô dễ xử lý (đốt), giảm ô nhiễm CTR.
2
Tuần hoàn, tái sử dụng lại n−ớc lắng tinh bột cho công đoạn rửa củ
Tuần hoàn n−ớc Không tốn chi phí Giảm l−ợng n−ớc tiêu thụ Giảm l−ợng n−ớc thải cần xử lý
Tiết kiệm điện cho bơm n−ớc 3 Tận thu lại bã thải (trồng nấm, Tuần hoàn tái sử dụng Đầu t− tháp 200 ngàn Giảm l−ợng CTR Tạo ra sản phẩm mới
làm phân bón, thức ăn gia súc, nhiên liệu cho hầm biogas)
làm SP phụ đồng/tấn bã cho nông nghiệp, chăn nuôi…
Cung cấp nấm sò cho các vùng
4
Đầu t− tiền mua máy liên hoàn cho sản xuất tinh bột
Đổi mới thiết bị
10 triệu đồng/máy
Tăng năng suất, thu hồi bột cao
Tiết kiệm n−ớc Tiết kiệm điện
5 Trang bị đồng hồ đo điện Đổi mới thiết bị 100 - 200 ngàn đồng Tiết kiệm n−ớc Tiết kiệm điện
6 Bảo d−ỡng máy móc, tra dầu Quản lý nội vi Nhân công, dầu mỡ, phụ kiện. Giảm độ ồn
Tăng tuổi thọ cho thết bị
7 Đầu t− xây dựng hầm biogas (xử lý n−ớc, bã thải) Giảm thiểu tại nguồn 3 triệu đồng/chiếc
Thu hồi biogas cho đun nấu SH
Giảm luợng n−ớc thải và CTR
kết luận vμ đề nghị
Kết luận
Sau một thời gian thực nghiệm nghiên cứu xử lý các hợp chất Nitơ trong n−ớc thải chế biến tinh bột sắn tại làng nghề D−ơng Liễu, có thể rút ra một số kết luận sau:
1. N−ớc thải chế biến tinh bột sắn tại làng nghề bị ô nhiễm nghiêm trọng, các thông số môi tr−ờng sau khi phân tích cho thấy một số chỉ tiêu v−ợt quá tiêu chuẩn cho phép ( TCVN 5945 - 2005 loại B) gấp nhiều lần; BOD5 v−ợt 195,7 lần, COD v−ợt 134 lần, TSS v−ợt 7 lần, tổng N v−ợt 16,65 lần, CN- v−ợt 240 lần, NH4+, v−ợt 2,95 lần.
2. Hầu hết các cơ sở sản xuất tinh bột sắn đều không có hệ thống xử lý n−ớc thải. N−ớc thải chủ yếu vẫn đ−ợc xả thẳng trực tiếp ra cống rãnh thoát n−ớc chung gây ô nhiễm môi tr−ờng nghiêm trọng.
3. Ph−ơng pháp xử lý các hợp chất nitơ trong n−ớc thải chế biến tinh bột sắn bằng biện pháp sinh học đạt hiệu quả rất tốt. Ta nên xác định đ−ợc thời điểm 6- 9 ngày đầu xử lý hiếu khí, sau đó chuyển sang bể thiếu khí để một phần các chất hữu cơ vừa phân huỷ tiếp, các chất hữu cơ đã phân huỷ tiếp tục quá trình phân huỷ tiếp theo. Sau đó n−ớc thải mới chuyển sang bể yếm khí để thực hiện quá trình khử nitrat. Nh− vậy quá trình loại bỏ các hợp chất nitơ hoàn toàn triệt để.
4. Khi áp dụng ph−ơng pháp sinh học xử lý các hợp chất nitơ chúng ta có thể xử lý một số chất ô nhiễm khác trong n−ớc thải mà phạm vi nghiên cứu của chúng tôi còn hạn chế.
kiến nghị
Ph−ơng pháp sinh học có nhiều −u điểm trong xử lý n−ớc thải làng nghề D−ơng Liễu, nh−ng có nhiều lý do dẫn tới việc khả năng xử lý ô nhiễm tại làng nghề không đ−ợc duy trì. Mặc dù môi tr−ờng tại làng nghề đang ô nhiễm nghiêm trọng. Nếu mô hình xử lý không đ−ợc áp dụng thì các đơn vị có chức
năng nên có những biện pháp để hạn chế tình trạng ô nhiễm tại địa ph−ơng cần có các biện phápgiảm thiểu chất thải:
+) Cần có sự t− vấn của các chuyên gia về môi tr−ờng từ đó đề ra các giải pháp công nghệ hợp lý, giải quyết kịp thời tình trạng ô nhiễm đang bức xúc đặt ra hiện nay.
+) Phía nhà n−ớc, nên có thêm những chính sách hỗ trợ đầu t− cho làng nghề thông qua các dự án hoặc vốn vay −u đãi, đồng thời xây dựng hệ thống chính sách để tạo hành lang pháp lý cho làng nghề phát triển.
+) Tuyên truyền, giáo dục nâng cao ý thức bảo vệ môi tr−ờng tại làng nghề +) Đ−a ra giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn: Khuyến khích xây dựng hệ thống biogas tại các hộ gia đình để xử lý một phần n−ớc thải và chất thải rắn, cung cấp nhiên liệu cho sinh hoạt.
Tμi liệu tham khảo
Phần tiếng Việt
1. Báo cáo tham luận hoạt động làng nghề, nâng cao năng lực cạnh tranh để phát triển bền vững, UBND xã D−ơng Liễu, Hoài Đức, Hà Nội, 2008.
2. Báo cáo tình hình môi tr−ờng làng nghề xã D−ơng Liễu, UBND xã D−ơng Liễu, Hoài Đức, Hà Nội, 2008.
3. Chế biến sắn sau thu hoạch và tác động của sản xuất tới MTTN, KT – XH
và sức khỏe cộng đồng, Viện KH & CNMT - ĐHBHN,12/ 2005, Báo cáo tổng kết
đề mục đề tài KC08
4. Đặng Kim Chi, Nghiên cứu cơ sở và thực tiễn cho việc xây dựng các
chính sách và biện pháp giải quyết vấn đề môi tr ờng ở các làng nghề Việt Nam,
Báo cáo tổng kết KH&KT bộ KH& CNMT, Viện KH & CNMT - ĐHBHN, 2005. 5. L−ơng Đức Phẩm, Công nghệ xử lý n ớc thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, tr 20 – 328, 2003
6. TS. Phan Đỗ Hùng, Th.s Đỗ Văn Mạnh, Báo cáo “ Nghiên cứu xử lý n ớc
thải chế biến tinh bột sắn bằng ph ơng pháp sinh học yếm khí - hiếu khí kết hợp”.
Thuộc dự án hợp tác với JICA Nhật Bản, Viện Công nghệ Môi Tr−ờng, Hà Nội, 2007.
7. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình Công nghệ xử lý n ớc thải, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2002.
8. Số liệu khảo sát th−ờng niên chất l−ợng n−ớc thải làng nghề D−ơng Liễu, Viện KH&CN, ĐHBKHN, 2003
Phần tiếng Anh
9. Figueroa L.A, Silverstein J. (Aus 1992), “The effect of particulate
organic matter on biofilm nitrification”, Water environment research, Vol. 64, No.
10. Ford, D.L, et al. (1980) Comprehensive Analysis of Nitrification of
Chemical Processing Wastewater. J. Water Pollut. Control. Fed., 52, 2726.
11. Skadsen, J. and Larry Sanford. 1996. The Effectiveness of High pH for Control of Nitrification and the Impact of Ozone on Nitrification Control. In Proc. 1996 AWWA Water Quality Technology Conference. Boston, Mass.: AWWA.
12. Turk, O, và Mavinic, D.S. (1986), “Preliminary Assessment of a Shortcut
in Nitrogen Removal from Wastewater”, Can. J. Civ. Eng., 13, 600WEF, Biological
and chemical system for nutrient removal, WEF - USA, 1998.
Internet
13. FAO, 2008
14. Chợ công nghệ và thiết bị Việt Nam, dây chuyền chế biến tinh bột sắn, mã số VN1561328, www.techmartvietnam.com.vn.
15. http://chatthainguyhai.net/index.asp?newsid=1257&PageNum=14 16.
www.irv.moi.gov.vn/sodauthang/doanhnghiepphattrien/2007/10/17140.ttvn-97k. 17. www.evn.com.vn/quocte/48,02/tt48,02.htm.
Mục lục
Mở đầu ... 1
Ch ơng 1. Tổng quan tài liệu ... 2
1.1. Làng nghề D−ơng Liễu ... 2
1.1.1. Điều kiện tự nhiên ... 2
1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ... 2
1.1.3. Hoạt động sản xuất và chế biến tinh bột sắn ... 3
1.1.3.2. Quy trình sản xuất và chế biến tinh bột sắn (CBTBS) ... 5
1.1.3.3. Hiện trạng môi tr−ờng trong sản xuất tinh bột sắn ... 6
1.2. Hợp chất nitơ trong tự nhiên và các vấn đề môi tr−ờng ... 8
1.2.1. Chu trình nitơ và các phản ứng chuyển hoá sinh hoá - hoá học ... 8
1.2.1.1. Chu trình nitơ ... 8
1.2.1.2. Các phản ứng chuyển hoá sinh hoá - hoá học ... 10
1.2.2. Ô nhiễm các hợp chất nitơ ... 11
1.2.3. Các ph−ơng pháp xử lý các hợp chất Nitơ ... 13
1.2.3.1. Ph−ơng pháp clo hóa tới điểm đột biến ... 13
1.2.3.2. Ph−ơng pháp thổi khí ở pH cao ... 14
1.2.3.3. Ph−ơng pháp sinh học ... 15
CH ơng 2. Đối t ợng và ph ơng phápnghiên cứu ... 23
2.1. Đối t−ợng nghiên cứu ... 23
2.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu ... 23
2.2.1. Ph−ơng pháp thu thập số liệu ... 23
2.2.2. Ph−ơng pháp điều tra quan sát thực địa, phỏng vấn bán chính ... 23
2.2.3. Ph−ơng pháp tổng hợp ... 24
2.2.4. Ph−ơng pháp so sánh ... 24
2.2.5. Ph−ơng pháp lấy mẫu ... 24
2.2.6.1. Địa điểm ... 24
2.2.6.2. Mô hình thí nghiệm và các điều kiện thực nghiệm ... 25
Ch ơng 3. kết quả và thảo luận ... 28
3.1. Kết quả điều tra, phân tích và đánh giá chất l−ợng n−ớc thải chế biến tinh bột sắn (CBTBS) ... 28
3.2. Kết quả xử lý n−ớc thải bằng ph−ơng pháp hiếu khí ... 30
3.2.1. Kết quả loại bỏ COD ... 30
3.2.2. Kết quả loại bỏ N- amoni ... 31
3.2.3. Kết quả chuyển hoá N – NO3- ... 33
3.2.4. Kết quả loại bỏ tổng N ... 35
3.3. Kết quả xử lý n−ớc thải bằng ph−ơng pháp yếm khí ... 36
3.3.1. Kết quả loại bỏ COD ... 36
3.3.2. Kết quả chuyển hoá N- amoni ... 38
3.3.3. Kết quả loại bỏ N–NO3- ... 39
3.3.4. Kết quả loại N tổng ... 41
3.4. Đề xuất quy trình công nghệ và giảm thiểu ... 42
kết luận và đề nghị ... 46
Tài liệu tham khảo ... 48 Phụ lục