3.1. Xử lí nước thải
3.1.1. Tính chất nước thải
3.1.1.1. Đặc trưng nước thải chế biến tinh bột sắn
Vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy chế biến tinh bột Sắn là lượng nước thải rất lớn chứa nhiều chất hữu cơ (tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường có trong nguyên liệu củ sắn tươi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột Sắn. Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột Sắn có các thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao. Thành phần nước thải chế biến tinh bột Sắn vượt rất nhiều mức cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam, cần phải qua xử lý.
Quá trình sản xuất tinh bột Sắn là một quy trình công nghệ có nhu cầu sử dụng nước khá lớn khoảng 25 – 40 m3/tấn sản phẩm, tuỳ thuộc vào công nghệ khác nhau. Lượng nước thải từ quá trình này chiếm 80 – 90% tổng lượng nước sử dụng. Nước thải từ công đoạn rửa củ và tinh chế bột là hai nguồn gây ô nhiễm chính trong công nghệ chế biến tinh bột Sắn.
+ Nước thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng lượng nước sử dụng chứa chủ yếu là: cát, sạn, hàm lượng hữu cơ không cao, pH ít biến động khoảng 6,5 – 6,8.
+ Nước thải từ công đoạn tinh chế bột có hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao (COD: 10000 – 13000mg/l; BOD: 4000 – 9000mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng, cặn khó
chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không tan khác), pH = 5,7 – 6, lượng nước này chiếm khoảng 60%
Bảng 3.1. Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bốt sắn
Thành phần Rửa củ Nước thải tinh chế bột QCVN 24-2009 Loại B PH(mg/l) 6,5 – 6,8 5,7 - 6 5,5 - 9 COD(mg/l) 1500 - 2000 10000 - 15000 100 BOD(mg/l) 500 - 1000 4000 - 9000 50 SS(mg/l) 1150 - 2000 1360 - 5000 100 CN-(mg/l) 11 32 0,1 N(mg/l) 122 - 270 30 P(mg/l) 24 - 31 6
∗Nhận xét các chỉ tiêu nước thải như sau:
Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải ở các công đoạn chính đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép (TCVN5945 - 2005) rất nhiều lần.
+ Nước thải rửa củ có pH gần như trung tính, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao từ 1150 – 2000 mg/l; BOD = 500 – 1000 mg/l; COD = 1500 – 2000. Vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với SS gấp 15 lần; BOD gấp 20 lần; COD gấp 25 lần.
+ Nước thải tinh chế bột có pH = 5,7 - 6
SS = 1360 - 5000 mg/l (gấp khoảng 14 – 50 lần so với TCCP); BOD = 4000 – 9000 mg/l (gấp khoảng 87 lần so với TCCP)
COD = 10000 – 15000 mg/l (gấp 140 lần TCCP). Với đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột Sắn như trên cho thấy nếu nước thải không được xử lý trước khi thải vào môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ con người:
+ Nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân hủy yếm khí các vi sinh vật trong nước phát sinh mùi hôi thối ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và gây mất
+ Bên cạnh đó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành acid hữu cơ làm cho pH trong nước thải giảm, pH thấp trong nước thải có tác dụng xấu tới các động vật thủy sinh, đặc biệt các loài vốn ưa môi trường kiềm, làm chết tảo, cá di chuyển nơi sống, làm chua đất.
+ Hàm lượng SS trong nước thải cao là nguyên nhân gây lắng đọng và thu hẹp diện tích các mương dẫn và các dòng tiếp nhận nước thải. Như vây có thể khẳng định trong chế biến tinh bột Sắn nước thải là vấn đề đặc biệt được quan tâm.
3.2. Hệ thống xử lý nước thải đang áp dụng tại nhà máy
Nguồn nước thải từ nhà máy chế biến tinh bột Sắn ra được phân làm 2 luồng riêng biệt. Một luồng chứa nước thải của quá trình rửa củ và bóc vỏ, còn một luồng chứa nước thải từ khâu tinh chế bột. Do điều kiện chưa thể xử lý hết cả hai loại nước thải trên nên nhà máy xử lý nước thải chủ yếu xử lý nước thải từ khâu tinh chế này. Bởi vì nước thải từ khâu này ô nhiễm hơn rất nhiều so với khâu rửa củ.
Hiện tại nhà máy chế biến tinh bột Sắn Yên Thành đã xây dựng nhà máy xử lý nước thải do Đan Mạch tài trợ. Hoàn thành năm 2009, tuy nhiên hoạt động của nhà máy xử lý nước thải chưa thật sự hiệu quả. Với công suất thiết kế tối đa là 85 m3/h, tuy nhiên nhà máy hiện tại chỉ xử lý với công suất khoảng 30 m3/h. Nguyên nhân là do bùn chứa vi sinh vật kị khí chưa đạt tiêu chuẩn, hiệu suất lý thấp.
Bể trộn Bể UASB Bể lắng bùn Thải ra sông Hồ sinh học Nước thải Bể lắng Bể điều hòa Máy lọc và nghiền rác 1 Máy lọc và nghiền rác 2 NaOH Khí ga Bùn dư
Hình 3.1. Sơ đồ các bước xử lý nước thải của nhà máy
∗ Giải thích quy trình hoạt động của nhà máy xử lý nước thải
Nước thải từ quá trình tách bột được dẫn theo một con đường riêng biệt với nước rửa củ và bóc vỏ. Đi qua một máy lọc rác thứ nhất rồi chảy qua 2 hồ lắng nằm song song với nhau rồi đi qua một máy lọc rác lần 2 trước khi vào bể điều hòa có dung tích 2400m3. Trong bể điều hòa có sử dụng máy khuấy dạng cánh quạt được quay liên tục. Mục đích là để trộn đều các nước thải mới với nước dự trữ trong bể, quá trình khuấy cũng có tác dụng làm cho các chất cặn không bị lắng lại để tạo điều kiện cho quá trình bơm nước thải qua các khâu tiếp theo được dễ dàng. Nước từ bể điều hòa được bơm lên bể trộn có thể tích 18m3 (2.5m*2.5m*3m). Tại đây được bổ sung NaOH cho đến khi pH vào khoảng 6.8 – 8 (môi trường thuận lợi để vi sinh vật kỵ khí hoạt động) rồi tiếp tục được bơm vào bể UASB. Nước thải vào bể theo ống dẫn phân phối dưới đáy bể. Hệ thống phân phối này do một ống bơm nước từ bể trộn và trước khi vào bể UASB thì được phân phối thành 8 dòng khác nhau, với tổng lưu lượng là 15 m3/h. Mục đích là làm giảm tốc độ nước từ dưới lên tránh việc bùn bị trào trở lên trên bề mặt. Nước từ dưới dâng lên với vận tốc trung bình 0.85 m/h. Hỗn hợp bùn kỵ khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hoà tan trong nước thải phân huỷ và chuyển hoá chúng thành khí (trong đó CH4 chiếm thể tích trung bình 84%, còn lại là CO2 và các khí khác) và nước. Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí được sinh ra rồi bám lên bề mặt làm xáo trộn và gây dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt bùn nổi lên và phải tấm chắn nên bị vở và khí thoát lên trên còn cặn sẽ lắng xuống đáy. Bể có thể tích 1756 m3. Sau một thời gian lưu nước là 117 giờ thì nước sẽ đi qua các khe hình răng cưa được bố trí phía trên bể và đi ra ngoài một bể lắng. Từ đây nước sẽ được thải ra ngoài và một phần bùn trong trong bể lắng sẽ tuần hoàn trở lại bể trộn. Lưu lượng nước thải ra môi trường khoảng 13.5 m3/ h. Còn 1.5 m3 sẽ tuần hoàn trở lại bể trộn. Còn nước thải từ khâu rửa củ và bóc vỏ thì được cho dẫn chảy trực tiếp vào một hố xử lý yếm khí do nhà máy tự xây dựng. Hố này có diện tích khoảng 350 m2, sâu 3m. Như vậy thể tích nước thải mà hố có thể chứa lên tới 1050 m3. Với lưu lượng
nước dòng vào là 800 m3/ ngày thì thời gian lưu nước trong hồ là 32 giờ. Lưu lượng đầu ra cũng bằng đầu vào vì ở đây không có tuần hoàn. Cả hai dòng nước này đều được dẫn ra hồ sinh học. Ở đó có 2 hồ được nối tiếp nhau với tổng diện tích là 7,500 m2, độ sâu trung bình là 2m. Vậy thể tích hai hồ là 15,000 m2. Vậy tổng lưu lượng vào hai hồ sinh học mỗi ngày là 1624 m3. Sau thời gian lưu 9 ngày thì nước được thải ra sông Biên Hòa. Còn nước thải do sinh hoạt và nước mưa chảy tràn thì thải trực tiếp ra hồ sinh học Tuy nhiên lượng này khó kiểm soát nên không tính vào đây.
CHƯƠNG 4