Hệ thống lọc kỵ khí bám dính cố định cĩ sử dụng các vi sinh vật bám dính trên các vật liệu lọc đặt trong bể cĩ dịng nước thải chảy từ dưới lên hoặc từ trên xuống và màng vi sinh vật bám dính này khơng bị rửa trơi trong quá trình xử lý.
Dịng nước thải vào và dịng tuần hịan ra được phân bố từ bean này sang bean kia của bể phản ứng sinh học, chảy cắt ngang hoặc chảy ngược qua màng sinh học. Quá trình xử lý xảy ra là kết quả của bùn lơ lung và hịa trộn sinh khối được giữ lại bởi màng lọc. Dịng chảy ra bởi phần trên của màng, là tập hợp các tác nhân bị đào thải. khí nằm ở phía dưới bể phản ứng được thu lại và được chuyển sang nơi khác để sử dụng sau.
3.2.2.4 Bể phản ứng kỵ khí đệm giãn nỡ – FBR, EBR (fluidized and aepanded bed reactor)
Các vi sinh vật bám dính trên các chất mang sẽ được phân bố đều khắp thiết bị nhờ tốc độ dịng chảy ngược thích hợp, làm giãn nỡ lớp các. Trong hệ thống bể phản ứng kỵ khí cĩ đệm giãn, tốc độ dịng chảy ngược đủ lớn để ngăn sự gắn kết sinh khối của các hạt chất mang này, kết quả là làm gia tăng thể tích đệm so với thể tích thực của nĩ. Trong các đệm giãn nỡ, vận tốc dịng chảy ngược cĩ thể làm giản đệm từ 15 SVTT: Lương Thị Thắm- 44 -
– 30%. Với thể tích giãn nỡ này, sự kết dính các sinh khối chỉ được ngăn chặn một phần nào đĩ bởi dịng chảy và một phần khác là do sự tiếp xúc với các sinh khối kết dính liền kề nhau. Dưới những điều kiện này, sinh khối kết dính sẽ bị ngăn chặn hồn tồn bởi dịng chảy ngược và di chuyển tự do trong mơi trường đệm. Khí sinh ra ở đây là kết quả của sự tiếp xúc này.
3.3 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Quy Nhơn
SVTT: Lương Thị Thắm Chiết bia, dập nắp
Thanh trùng, dán nhãn Bia rơi vãi Chai, lon,
bom nhãn
Lọc dịch đường Hơi nước
Phụ gia Nấu, đường hĩa
Bã malt Chuẩn bị nguyên liệu
Nước mềm Nước để rửa Sàn, thiết bị Bụi Chất trợ lọc Lọc bia Bão hịa CO2 Men giống Cặn Nấu hoa Lắng cặn Làm lạnh Lên men chính, phụ Hoa houblon Hơi nước Glycol hay nước đá Emic Bã hoa
Hình 3.5 Sơ đồ dịng thải nhà máy bia Quy Nhơn
Với đặc tính của nước thải nhà máy bia như đã nêu trên, các chất ơ nhiễm cĩ nồng độ rất cao, việc lựa chọn cơng nghệ xử lý yếm khí kết hợp với sinh học hiếu khí dạng mẻ là hiệu quả và an tồn nhất. SVTT: Lương Thị Thắm- 46 - Thiết bị lọc Bể trung gian Bể sinh học (SBR) Bể khử trùng
Đo lưu lượng Bơm Bơm Bể chứa bùn Bể nén bùn Bơm Sục khí Bơm Máy ép bùn Nước đã xử lý ra cống thoát Bể thủy sinh Hc khử trùng Sục khí Sục khí Đóng bao bùn khô Song chắn rác (thô) Hố gom Lưới lọc rác (tinh) Bể cân bằng Bể yếm khí Bể lắng
Nước thải sản xuất từ hố nhà ga, tank lên men Nước sút rửa chai
Bơm H/c chống tạo bộ Điều chỉnh pH Gom vào thùng rác Gom vào thùng rác Decanter
Hình 3.6 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Quy Nhơn
3.3.1 Thuyết minh quy trình
3.3.1.1 Tách rác thơ , gom nước thải
Thường làm bằng kim loại, nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, các tạp vật thơ cĩ kích thướt lớn hơn 4mm như giẻ, rác, bao nilon và các vật thải khác sẽ được giữ lại tại lưới chắn rác đặt nghiêng 600 ở ngăn tách rác SVTT: Lương Thị Thắm
trước khi vào bể gom. Phần rác sẽ được giữ cơng nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ nơi qui định của nhà máy.
Định kỳ trong dây chuyền sản xuất sẽ xả lượng sút rửa chai lớn. Lượng sút này sẽ được thải từ từ cùng với nước thải khơng làm pH đột ngột tăng, gây hại đến hệ thống.
3.3.1.2 Tách rác tinh và điều hịa cân bằng
Nước thải từ hố gom trước khi bơm vào bể cân bằng, được đi qua một thiết bị tách rác tinh dạng trống quay (RDS) cĩ kích thướt khe chắn rác1 mm. Trong nhà máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trơi ra trong quá trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm và tồn bộ rác cĩ kích thướt lớn hơn 1mm sẽ được giữ lại trên bề mặt trống và được dao gạt đưa ra ngồi và thu vào giỏ đựng rác, phần nước đi vào bể cân bằng.
Nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tinh tiếp tục chảy vào bể cân bằng. Để quá trình xử lý sinh học yếm khí ở bể yếm khí xử lý đạt hiệu quả tốt, nước thải đi vào bể yếm khí (cĩ dạng của bể UASB) phải cĩ thành phần các chất ổn định, nước thải từ các phân xưởng trong nhà máy, trong quá trình sản xuất thành phần khơng đồng đều, vì vậy cần phải điều hịa nồng độ.
Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt, quá trình xử lý sinh học yếm khí địi hỏi giá trị pH phải trong khoảng 7 – 7,6, phải duy trì độ kiềm, khơng cho pH giảm xuống dưới 6,2 và nồng đọ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỷ lệ BOD : N : P = 350 : 5 : 1. Vì vậy tại bể cân bằng, nước được điều chỉnh pH đưa về giá trị thích hợp với sự phát triển của vi sinh vật nhờ bộ pH-controller. Tùy giá trị ph trong nước thải mà bơm định lượng sút hoặc acid sẽ hoạt động để đưa pH về giá trị cài đặt sẵn.
Để tạo khả năng đồng đều các chất trong nước thải trong bể điều hịa cịn được lắp đặt thiết bị lắp đặt dạng chìm.
Để thốt lượng khí sinh ra trong quá trình lên men yếm khí tại bể cân bằng, trên sàn bể này được được ống dẫn khí lên cao. Nước thải sau khi lưu lại bể này hàm lượng các chất BOD, COD sẽ giảm được 10 – 15% .
Nước thải của nhà máy bia cĩ nhiệt độ trung bình khoảng 40 – 450C, sau khi vào hố gom và bơm lên thiết bị tách rác tinh sẽ giảm xuống dưới 400C. Mặc khác,
nước thải cịn lưu lại tại bể điều hịa khoảng 10h nên nhiệt độ sẽ giảm xuống dưới 350C. Với nhiệt độ này cũng rất thuận lợi cho vi sinh vật yếm khí phát triển.
3.3.1.3 Xử lý sinh học yếm khí (loại dạng bể tương tự bể UASB)
Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí, phải duy trì được trình trạng cân bằng động của quá trình theo các bước đã nêu trên. Vậy trong bể xử lý phải khơng cĩ oxy, hàm lượng kim loại nặng khơng cao, giá trị pH giảm xuống dưới 6,6 – 7,6.
Bể cĩ hệ phân phối nước ở đáy thật đồng đều, để việc nước thải và hỗn hợp bùn được trộn đều, tăng khả năng phân hủy của vi sinh vật. Bể cĩ tải trọng xử lý khoảng 2,5 – 3kg COD/ m3ngày, gồm 6 ngăn yếm khí, thể tích mỗi ngăn 210m3.
Đáy bể được lắp hệ thống phân phối nước bằng các dãy ống thép khơng rỉ và khoét đều các lỗ nhỏ d = 5mm. Trên đỉnh bể cịn lắp thêm vách ngăn vào máng thu nước, để ngăn bớt một phần bùn tràn qua bể lắng tiếp theo.
Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc 0,2 – 0,4m/h. Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể hấp thụ các chất hữu cơ hịa tan trong nước, phân hủy và chuyển hĩa thành khí (khoảng 70 - 80% là CH4, 20 – 30% là CO2). Bột khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dịng tuần hồn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên trên thiết bị khuấy trộn, hạt cặn vỡ ra khí thốt lên trên và theo ống dẫn gas ra ngồi về bộ đốt khí thải, một phần cặn lại rơi xuống dưới, một phần theo nước qua máng tràn vào bể lắng. Hổn hợp bùn tách ra từ bể lắng sẽ được tuần hồn lại bể yếm khí để tham gia qua trình xử lý tiếp theo.
3.3.1.4 Quá trình lắng sau xử lý yếm khí – bể trung gian
Nước thải sau khi xử lý yếm khí, một phần bùn trong bể yếm khí sẽ theo máng tràn chảy qua bể lắng. Bể lắng thiết kế dạng lắng ngang, hổn hợp nước thải và bùn sẽ đi dọc theo bể, phần bùn sẽ được lắng xuống đáy, phần nước sẽ theo máng đi qua bể chứa trung gian để tham gia quá trình xử lý tiếp theo. Hổn hợp cặn bùn ở đáy bể, sẽ được bơm tuần hồn về bể yếm khí để tham gia quá trình xử lý tiếp theo. Phần bùn dư sẽ được về bể chứa bùn để tiếp tục xử lý.
Để ổn định dịng nước chảy và tách hết các khí sinh ra từ quá trình yếm khí cho quá trình sinh học yếm khí tiếp theo, nước sau khi qua bể sẽ được chảy vào bể trung
gian, nước thải sẽ tiếp tục tự chảy vào bể sinh học hiếu khí. Tại bể trung gian sẽ được lắp hệ đĩa sục khí.
3.3.1.5 Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR)
Từ bể trung gian, do chênh lệch độ cao, tự chảy vào bể SBR, nước thải được chảy từng mẻ vào bể Aeroten, thời gian cho nước vào mỗi mẻ 6h. Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí chính được xảy ra tại đây.
Quá trình oxy hĩa chất bẩn tại bể này là nhờ vào bùn hoạt tính hiếu khí, bùn hoạt tính hiếu khí là tập hợp vi sinh vật cĩ khả năng oxy hĩa các chất hữu cơ trong nước thải , biến các hợp chất cĩ khả năng thối rửa thành các chất ổn định và cuối cùng CO2, nước và các chất vơ cơ khác. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lững và để cung cấp đủ lượng oxy dùng cho quá trình oxy hĩa các chất hữu cơ, dưới mỗi bể được lắp hệ thống phân phối khí dạng đĩa, phân tán dạng bột khí mịn vào nước thải, tăng quá trình hịa tan oxy vào nước thải. Để vi sinh vật phân hủy hết các hợp chất hữu cơ cĩ trong nước thải thì thể tích bể sinh học phải lớn và thời gian lưu trong bể đủ cho bùn hoạt tính phân hủy hết các chất.
Hiệu quả xử lý tại bể sinh học phụ thuộc vào các yếu tố chính sau: Thành phần các chất trong nước thải, pH nước thải, hàm lượng oxy, lượng bùn và trạng thái hoạt tính của chúng trong nước thải.
Trong quá trình hoạt động và phát triển của vi sinh vật hiếu khí, nhu cầu khơng thể thiếu được đĩ là oxy. Để vi sinh vật hoạt động tốt, lượng oxy hịa tan trong nước ở bể sinh học ít nhất phải đạt 2 – 3 mg/l. Tùy theo nhiệt độ của mơi trường mà độ hịa tan của oxy trong nước khác nhau.
Nước thải lưu lại trong bể sinh học hiếu khí khoảng 16h hầu hết các chất hữu cơ sẽ được phân hủy, hàm lượng BOD sẽ giảm xuống cịn nhỏ hơn 20mg/l và hàm lượng các tiêu chuẩn khác đạt tiêu chuẩn yêu cầu của nước thải sau xử lý. Nhưng trong nước thải cịn chứa một lượng lớn bùn hoạt tính cần phải tách ra khỏi nước thải trước khi thải ra mơi trường. Do vậy, nước thải sau chu kỳ sục khí sẽ được để yên để tách bùn. Phần nước trong sẽ được gạn ra khỏi nhờ thiết bị gạn nước bề mặt đi vào bể khử trùng , thời gian lấy nước ra 4h. Phần bùn lắng sẽ tham gia vào chu trình xử lý mới. Lượng bùn dư sẽ được bơm qua bể nén bùn và tiếp tục xử lý.
3.3.1.6 Khử trùng
Phần nước trong từ bể hiếu khí sẽ được gạn ra tự chảy sang bể khử trùng. Để đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với clo hoạt tính, thể tích của bể khử trùng phải đủ lớn để nước thải lưu lại trong bể khử trùng tối thiếu là 30 – 45 phút. Nước thải sau quá trình xử lý sinh học và được lắng gạn làm trong đã đạt một số tiêu chuẩn của nước thải, nhưng trong nước thải vẫn cịn chứa một lượng lớn các vi sinh vật , cĩ thể các mầm bệnh. Như vậy để đảm bảo an tồn nước thải cần được khử trùng trước khi đưa vào mơi trường.
3.3.1.7 Lọc liên tục
Với yêu cầu tiêu chuẩn nước thải sau xử lý phải đạt cột A – TCVN 5945 – 2005, nước thải sau khi qua bể khử trùng vẫn khơng đạt một số chỉ tiêu như: Độ trong, màu sắc, hàm lượng cặn lơ lửng. Do đĩ cần phải lọc. Nước thải từ bể khử trùng sẽ được bơm ly tâm trục ngang bơm vào thiết bị lọc áp lực liên tục. Tại thiết bị lọc, nước thải sẽ đi qua lớp vật liệu lọc cát tồn bộ các chất lơ lửng sẽ được giữ lại trên lớp vật lieuj lọc cát và phần nước trong sẽ được đua ra ngồi hoặc cĩ thể sử dụng để tưới cây. Phần cặn được giữ lại trên lớp cát và sẽ được rửa ngược để tách lớp cặn bẩn này và đưa về lại bể sinh học để tiếp tục xử lý.
3.3.1.8 Bể thủy sinh
Phần nước trong sau khi lọc, phần lớn thải ra ngồi theo cống thốt mưa trích một phần đi vào bể thủy sinh, để nuơi cá, kiểm tra chất lượng nước sau xử lý.
3.3.1.9 Bể nén bùn hiếu khí, và bể chứa bùn hiếu khí
Lượng bùn dư từ bể sinh học hiếu khí được bơm vào bể nén bùn hiếu khí bằng bơm chìm. Bể nén bùn hiếu khí chứa được một lượng bùn dư hàng ngày để tiếp tục xử lý. Để tránh quá trình lên men yếm khí xảy ra tạo thành các chất gây mùi khĩ chịu, dưới đáy bể nén bùn hiếu khí cĩ lắp đặt hệ thống đĩa sục khí từ thiết bị thổi khí. Bùn sau khi được bơm đầy bể nén sẽ được để yên. Bùn sẽ tách làm 2 phần: phần bùn đặc lắng xuống đáy và được đưa sang thiết bi tách bùn cịn phần nước trong ở trên sẽ được bơm về bể sinh học hiếu khí.
3.3.1.10 Thiết bị ép bùn
Việc xử lý cặn, bùn trong quá trình xử lý sinh học là hết sức ần thiết. Nếu xử lý khơng tốt sẽ cĩ hiện tượng lên men yếm khí gây hơi thối và ơ nhiễm moi trường SVTT: Lương Thị Thắm
xung quanh. Để tránh tình trạng này, lượng bùn dư sẽ được làm khơ và đem đỗ nơi qui định.
Quá trình làm khơ bùn thực hiện nhờ thiết bị ép bùn. Bùn từ các bể sẽ được bơm vào ngăn hịa trộn của thiết bị tách bùn. Tại ngăn này bùn sẽ được cấp lượng hĩa chất polyme bằng hệ thống bơm định lượng. Ơ đây bùn được hịa trộn cùng với hĩa chất keo tụ được định lượng nhờ bơm định lượng. Sau đĩ bùn được bơm lên lưới lọc. Quá trình làm khơ bùn được xảy ra tại đây. Phần bùn khơ dược giữ lại trên lưới và được dao gạt ra ngồi, cịn phần nước trong chảy xuống máng và được đưa về bể gom.
3.4. Một số chế phẩm xử lý nước thải nhà máy bia 3.4.1 Chế phẩm EMIC
Hình 3.7 Chế phẩm EMIC
3.4.1.1 Thành phần:
EMIC là hỗn hợp các vi sinh vật hữu ích cĩ khả năng phân giải mạnh xellulose, tinh bột, protein,… cĩ khả năng sinh hoạt các chất và cĩ lợi cho cây trồng và mơi trường.
Xử lý cho bể sinh học hiếu khí Vi sinh vật tổng số > 109 CFU/g
Chất mang
3.4.1.2 Cơng dùng
Phân giải nhanh chất hữu cơ trong nước thải. Thúc đẩy nhanh quá trình làm sạch nước thải.
Làm giảm tối đa mùi hơi thối của chất thải hữu cơ.
Phân giải nhanh các rác thải phế thải nơng nghiệp, mùn bã hữu cơ, phân bắc và phân chuồng làm phân bĩn hữu cơ vi sinh.
3.4.1.3 Cách dùng
Xử lý nước thải:
Cấy mới 40mg /1m3 bể.
Sử dụng bổ sung hàng ngày 2 – 4g /1 m3 /ngày đêm nước thải hữu cơ.
Xử lý chất thải làm phân bĩn: Hịa 1 – 2 gĩi vào nước tưới đều cho một tấn nguyên liệu, bạt dổ ẩm 45 đến < 500. Ủ thành đống cĩ che phủ, cứ 7 đến > 10 ngày