Thiết bị trao đổi nhiệt 2 Bể lờn men bựn

- Cồn rợu, CO2, fuzel

1. Thiết bị trao đổi nhiệt 2 Bể lờn men bựn

2. Bể lờn men bựn 3. Bơm tuần hoàn 4. Bỡnh tỏch khớ 5. Bể làm đặc bựn 6. Bỡnh chứa khớ 7. Mỏy thổi khớ

ra nhiều giai đoạn, để đơn giản hoỏ cú thể chia thành 2 giai đoạn liờn tiếp: pha axit và pha kiềm.

- Pha axớt: cỏc hợp chất hữu cơ phức tạp sẽ chuyển hoỏ thành cỏc axớt loại thấp, axớt bộo, cồn, axớt amin và NH3...

- Pha kiềm: những sản phẩm trờn được chuyển húa tạo thành sản phẩm cuối cựng là CH4, CO2, H2S và nước.

Nước thải sau xử lý là nước chảy tràn từ bể (2) sẽ được dẫn đi xử lý tiếp bằng phwong phỏp khỏc. Bựn từ bể xử lý (2) sẽ được thu vào bể làm đặc bựn (5).

Khớ Biogas cú thành phần chủ yếu là CH4 và CO2, trong đú CH4 là khớ chỏy cú thể tận dụng để thu nhiệt lượng. Sản phẩm khớ từ cỏc bể lờn men sẽ được tỏch lỏng (nước cuốn theo) tại bỡnh (4) rồi được thu vào bỡnh chứa khớ (6) để cấp cho lũ đốt.

* Phương phỏp tưới ruộng:

Nước dấm thải được hoà loóng với cỏc loại nước thải khỏc như nước tạo chõn khụng, nước làm nguội để hoà loóng rồi dựng tưới cho ruộng mớa hoặc cõy trồng khỏc mà khụng thải bỏ ra sụng.

c/ Xử lý nước thải loại 4.

Nước thải loại này cú hàm lượng chất hữu cơ cao (BOB5 = 650-750 mg/l), nờn phương phỏp xử lý sinh học là ưu việt nhất và đảm bảo làm sạch cỏc tỏc nhõn ụ nhiễm.

* Sử dụng để tưới cõy.

Sau khi xử lý sơ bộ nước thải để loại bỏ cỏc chất dầu, cỏt sỏi, rỏc và điều chỉnh độ PH, nước thải này cú thể sử dụng làm nước tưới mớa, cõy cụng nghiệp, cõy ăn quả, chất hữu cơ tan và khụng tan sẽ trở thành chất dinh dưỡng cho cõy và sẽ bị phõn huỷ sinh học một cỏch tự nhiờn nhờ hoạt động của vi sinh vật trong mụi trường.

* Phương phỏp xử lý sinh học

Đối với cụng nghiệp mớa đường, đõy là phương phỏp xử lý kinh tế nhất, trong đú cú nhiều giải phỏp kỹ thuật như lờn mờn yếm khớ, hiếm khớ, lọc sinh học và hồ sinh học. Xử lý chất hữu cơ bằng phõn huỷ sinh học thường được thực hiện sau khi xử lý sơ bộ. Cỏc giải phỏp xử lý nước thải này đều cú mụ hỡnh chung theo hệ thống hai giai đoạn như hỡnh (3.3).

Mụ tả hệ thống hoạt động.

Nước thải núi chung cần được xử lý theo 2 bước: sơ cấp và thứ cấp. * Xử lý sơ bộ.

Dũng A: Sau khi xử lý tại hệ thống len men mờtan hoặc khụng qua hệ thống, nước thải này sẽ chảy qua đường cống dẫn ra khu vực xử lý thứ cấp.

Dũng B: Nước thải này sẽ qua sàng chắn rỏc (1), bể tỏch dầu (2) và bể điều hoà (3). Bể này cú tỏc dụng điều hoà lưu lượng, điều chỉnh độ PH (khi cú nước tẩy rửa thiết bị).

Dũng C: Cũng được xử lý sơ bộ như dũng B. Bể tỏch dầu, V = 10m3. Bể điều hoà, V = 210 m3 * Xử lý thứ cấp.

Cỏc dũng thải nhập vào đường cống dẫn ra khu vực xử lý thứ cấp. Để thực hiện cụng nghệ này cú thể ỏp dụng một trong những phương phỏp sau:

- Phương phỏp thứ nhất trong xử lý thứ cấp nước thải. + Xử lý hồ sinh học tuỳ tiện.

Hồ sinh học tuỳ tiện hay cũn gọi là hồ ổn định. Cỏc tạp chất trong nước thải được làm sạch nhờ cỏc hoạt động sống của vi sinh vật và tảo. Cỏc vi sinh vật thuộc loại yếm khi và hiếm khớ phõn bố ở cỏc độ sõu khỏc nhau của nước hồ.

ễxy cần cung cấp cho cỏc vi sinh vật hiếm khớ được sinh ra từ qỳa trỡnh quang hợp của tảo và ụxy khụng khớ hoà tan vào nước qua bề mặt hồ. Quỏ trỡnh phõn huỷ chất hữu cơ tan và khụng tan sẽ tạo ra cỏc chất khớ như: CO2, phốtphỏt, amon lại là cần thiết cho tảo thực hiện qỳa trỡnh quang hợp. Đặc điểm khớ hậu nhiệt đới của khu vực cựng với độ PH, nhiệt độ của nước thải thớch hợp là những yếu tố thuận lợi cho việc ỏp dụng phương phỏp này. Để đảm bảo điều kiện hoạt động của hồ cần định kỳ hớt dầu mỡ, làm cỏ, nạo vột mặt hồ và ven bờ cần dọn quang, để thoỏng. Cần xử lý chống thấm lũng hồ để trỏnh hậu quả ụ nhiễm nước ngầm.

Kớch thước hồ tuỳ tiện được tớnh theo cụng thức sau: ) 1 L L ( l. H Q A R V 4 − = Trong đú:

A: Diện tớch mặt cắt tại trung điểm chiều cao (m2) Q: Lưu lượng nước thải m3/ngày đờm

l4: Hằng số phản ứng sinh học bậc một (1/ngày) H: Độ sõu của hồ (m)

LV, LR: Chỉ tiờu ụ nhiễm hữu cơ (BOD5) tương ứng với nước vào hồ và ra khỏi hồ (mg/l).

Cỏc thụng số kỹ thuật:

- Diện tớch mặt hồ: S = 24.8 ha - Chiều sõu: H = 1.5m

- Độ dốc taluy: 1:2 và 1:3

Nhược điểm: Xử lý bằng hồ tuỳ tiện sẽ tốn diện tớch và hiệu quả làm sạch khớ đảm bảo về mặt loại bỏ vi khuẩn gõy bệnh và cỏc chỉ tiờu khỏc.

- Phương ỏn thứ hai trong xử lý thứ cấp nước thải:

Nhà mỏy cú thể chọn biện phỏp xử lý bằng hai hồ nối tiếp là từ hồ yếm khớ (Y) và hồ tuỳ tiện (T) theo sơ đồ sau:

- Hồ yếm khớ sẽ cú diện tớch mặt hồ là 1 ha; chiều sõu h = 3m; độ dốc taluy là 1:2.

Mặt hồ cần được phủ kớn bằng lớp dầu mỡ thực vật hoặc bốo tõy để hạn chế sự hấp thụ ụxy từ khụng khớ vào nước. Hiệu quả làm sạch BOD5 là 50-70%.

Kớch thước của hồ yếm khi được tớnh theo cụng thức: A = A.t/H t: thời gian lưu (ngày)

Hồ tuỳ tiện cú diện tớch mặt hồ: S = 18,90 ha; h = 1.5m; độ dốc taluy là 1:2. Tổng diện tớch chiếm đất của hệ thống xử lý 19.9 ha

Phương phỏp xử lý này cũng đơn giản và ít chi phớ vận hành, diện tớch đất chiếm đất lại ít hơn phương phỏp 1 nhưng vẫn cũn rất lớn và kộm ổn định về hiệu quả làm sạch vỡ lệ thuộc nhiều vào điều kiện khớ hậu.

- Phương phỏp thứ ba trong xử lý thứ cấp nước thải: xử lý sinh học trong hồ thụng khớ và hồ xử lý triệt để.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thứ cấp - Phương ỏn 3

Trong cỏc hồ thụng khớ 1, cỏc chất thải hữu cơ bị phõn huỷ bởi hoạt động sống của vi sinh vật hiếm khớ, ụxy hoà tan trong nước cần thiết cho vi sinh vật tiờu thụ được cung cấp bằng mỏy thổi khớ (2). Vi sinh vật tạo ra trong hồ sẽ tạo ra cỏc bụng cặn lơ lửng làm nồng độ huyền phự trong nước tăng lờn. Để lắng cặn và xử lý tiếp cỏc tỏc nhõn cũn lại như vi khuẩn gõy bệnh, trong hệ thống sẽ bố trớ thờm một hồ xử lý kết thỳc (3). Nước sau xử lý sẽ đảm bảo tiờu chuẩn mụi trường.

* Cỏc cụng thức tớnh toỏn cho hồ thụng khớ:

+ Diện tớch bề mặt tớnh tại trọng điểm của chiều cao (A): A= Q.t/H. + Nhu cầu ụxy cần thiết cho quỏ trỡnh xử lý tớnh theo cụng thức sau

Ro2 = 1.5 (Lv-Fe)Q -1.42 x Q

Trong đú Ro2 là nhu cầu ụxy để loại bỏ chất hữu cơ hoà tan bằng qỳa trỡnh phõn huỷ sinh học (g/ngày)

X: Hàm lượng sinh khối (mg/l)

+ Định mức tiờu thụ điện năng của hệ thống mỏy xục khớ.

3

Nớc thải sau khi xử lý sơ bộ Nớc thải đã đợc xử lý 1 2 1

[ ]

N và N0 là liều lượng oxy cần cấp vào mụi trường nước tương ứng vưúi 2 trường hợp thực tế và ở điều kiện thực nghiệm (kgO2/Kwh).

2: Tỷ số của giỏ trị lưu lượng ụxy cần cấp vào nước thải so với cấp vào nước chảy từ vũi nước.

CS(t.A) và chất lượng: Nồng độ bóo hoà của ụxy hoà tan trong nước cất ứng với nhiệt độ và ỏp suất khớ quyển đo bằng cột ỏp thuỷ ngõn A và điều kiện chuẩn cú nhiệt độ 200C, ỏp suất khớ quyển tỏc động cao mực nước biển (mg/l)

B: Tỷ số giữa nồng độ bóo hoà oxy hoà tan của hai giỏ trị nước thải và nước cất.

Chọn N 0 = 2kg O2/Kwh cho một mỏy xục khớ để nổi lờn mặt nước. + Năng lượng điện cần thiết để chạy cỏc mỏy xục khớ (E)

E = RO2/N (kw) Cỏc thụng số kỹ thuật của hệ thống. Hồ thụng khớ: - Diện tớch mặt mỗi hồ : 0.9 ha - Chiều sõu hồ 3m - Số hồ 2

- Mỏy xục khụng khớ: Năng suất cấp ụxy 1.8-2.4 kgO2/kwh +Tổng cụng suất cần tiờu thụ: 132 kw

+ Số mỏy ước tớnh với loại 26 kw là 6 mỏy. Điện năng cần tiờu thụ trong 4- 8h là 528-1056 Kw/ngày đờm.

Hồ xử lý triệt để

- Diện tớch mặt hồ 1700 m2 - Chiều sõu của hồ 1.2 m - Thời gian lưu: 3 ngày

Cụng thức tớnh kớch thước của hồ: kt N N N t e T V − =

Trong đú: t: Thời gian lưu của nước thải (ngày)

Nv, Nt: chỉ tiờu cali (fecal coli) của nước thải tương ứng với dũng nước vào và ra khỏi hồ.

Kt: hằng số tốc độ phản ứng phõn huỷ vi khuẩn vi khuẩn tại nhiệt độ xỏc định của mụi trường.

Hồ thụng khớ hoạt động như thiết bị xử lý bựn hoạt tớnh khụng tuần hoàn bựn nờn hàm lượng bụng cặn trong nước khụng cao so với cỏc hệ thống bựn hoạt tớnh khỏc. Ưu điểm của phương phỏp là kỹ thuật vận hành đơn giản, diện tớch sử dụng đất khụng cao, khụng cần bố trớ bơm nước thải. Nhưng mặt hạn chế là tốn năng lượng và cần loại bỏ tỏch dầu mỡ khoỏng thật kỹ tại khõu xử lý sơ bộ.

- Phương phỏp thứ tư trong xử lý thứ cấp.

Là phương phỏp xử lý trong bể lờn men mờtan nối tiếp xử lý trong hồ sinh học. Sơ đồ dũng của hệ thống được thể hiện trong hỡnh 3.4.

Hỡnh 3.4 mụ tả sơ đồ dũng nước thải được xử lý trong hệ thống nhiều bể lờn men (1) làm việc song song xử lý cú hiệu quả nước thải giàu chất hữu cơ của nhà mỏy chế biến thực phẩm, thuận lợi với những nơi như Thanh Hoỏ cú điều kiện khớ hậu nhiệt đới. Nước thải đó qua xử lý trong ngăn lờn men sẽ chảy tràn sang bể lắng (1) đặt trong cựng thiết bị để loại cặn lơ lửng. Nước thải được cấp vào bể lờn men theo hướng từ dưới lờn, bể lờn men được chế tạo bằng bờ tụng hoặc thộp cú lớp bảo ụn.

Nước chảy tràn từ bể lắng (2) sang hồ sinh học (5) để đạt hiệu quả xử lý mong muốn.

Cỏc thụng số thiết kế: * Bể lờn men:

- Tải trọng ụ nhiễm hữu cơ 6 kg BOD/ngày - Số lượng bể lờn men: 3

- Thời gian lưu nước trong một bể khoảng 6 giờ - Hiệu suất làm sạch:

+ Về COD đạt 85-90% + Về BOD đạt 85-90% * Hồ sinh học:

- Diện tớch mặt hồ (tại mặt cắt qua điểm chiều cao hồ) 5.2 ha. - Chiều sõu hồ: 1.5m

- Độ dốc taluy: 1:2 và 1:3 cú kố đỏ và thành hồ.

Túm lại: bằng cỏch phõn luồng để giải quyết vấn đề nước thải, thoả món yờu cầu kỹ thuật và kinh tế, cỏc dũng thải loại 1,2,3,4 được xử lý theo sơ đồ trong hệ thống tổng thể như hỡnh 3.5

3.5: Cỏc biện phỏp hạn chế cỏc nguồn ụ nhiễm khỏc.

Trong nhà mỏy mớa đường cú cụng suất lớn như nhà mỏy đường Lam Sơn, cỏc dạng ụ nhiễm như tiếng ồn, rung động, nhiệt độ mụi trường làm việc cao là vấn đề thường gặp phải. Để hạn chế vấn đề này, nhà mỏy cần thực hiện:

- Hạn chế và xử lý ụ nhiễm do tiếng ồn và rung động. - Giảm ụ nhiễm nhiệt và chống núng

3.6: Quản lý giỏm sỏt mụi trường

Cỏc biện phỏp phũng ngừa, xử lý tận thu chất thải, giảm thiểu ụ nhiễm nờu trờn thuộc lĩnh vực cụng nghệ kỹ thuật. Đú là những biện phỏp tớch cực nhằm giảm thiểu cỏc chất gõy ụ nhiễm mụi trường. Bờn cạnh đú, cỏc biện phỏp quản lý giỏo dục và giỏm sỏt mụi trường sẽ gúp phần đỏng kể trong việc hạn chế ụ nhiễm và cải tạo mụi trường làm việc cho người lao động. Vỡ vậy, nhà mỏy cần tổ chức quản lý chặt chẽ hơn nữa. Tăng cường cỏc biện phỏp giỏo dục, đào tạo và nõng cao nhận thức của cỏn bộ và cụng nhõn nhà mỏy và thường xuyờn kiểm tra, giỏm sỏt mụi trường nhằm mang lại hiệu quả cao trong qỳa trỡnh sản xuất, đảm bảo chất lượng mụi trường.

“Sản xuất sạch hơn” là mụ hỡnh sản xuất lý tưởng cần được ỏp dụng trong tất cả cỏc đơn vị sản xuất. Đú là sự kết hợp ở mức độ cao giữa 3 yếu tố:

- Cụng nghệ

- Cụng tỏc quản lý - Nhõn lực

Thực hiện “sản xuất sạch hơn” mang lại lợi ích cho cả doanh nghiệp và xó hội. - Doanh nghiệp:

+ Thu được lợi nhuận với hiệu quả kinh tế cao + Vị thế của doanh nghiệp được tăng lờn - Xó hội: + mụi trường được bảo đảm

+ Sức khoẻ cộng đồng được bảo đảm-giảm chi phớ xó hội.

Nhà mỏy đường Lam Sơn-Thanh Hoỏ đang từng bước tiến tới mụ hỡnhh sản xuất sạch hơn. Nếu đạt được đến mụ hỡnh này (thực hiện đầy đủ cỏc điểm đó nờu). Nhà mỏy sẽ cú một chu trỡnh sản xuất khộp kớn-khụng cú chất thải.

Để đạt được điều này, nhà mỏy cần phải thực hiện cỏc điểm sau:

- Thực hiện đầy đủ cỏc quy trỡnh cụng nghệ đó nờu trong chương III - Tổ chức tốt cụng tỏc quản lý

- Nõng cao năng lực, trỡnh độ nguồn nhõn lực

Đú là tất cả những vấn đề nhà mỏy phải thực hiện để hoàn thành mụ hỡnh “sản xuất sạch hơn” trong nhà mỏy.