NH3 + NO2 vsv NO2 + O2 vsv HNO3
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý.
- Nhiệt độ: Trong xử lý nước thiải bằng phương pháp sinh học, ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng giữ một vai trò quan trọng. Tốc độ phản ứng sinh học sẽ tăng lên cực đại khi đạt nhiệt độ tối ưu ( khoảng từ 25 – 320C) nhiệt độ trong quá trình xử lý khônh được dưới 60C và không vượt quá 380C.
- Giá trị pH: Ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng của tế bào. Thông thường hàm lượng sinh khối biến động từ 500 – 3000 mg/l
- Nguồn dinh dưỡng: Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng phụ thuộc vào thành phần của nước thải và tỷ lệ giữa chúng cần phải được xác định bằng thực nghiệm. Để tính toán sơ bộ ta thường lấy tỷ lệ BOD : N : P = 100 : 5 : 1 tỷ lệ này chỉ đúng cho 3ngày đầu, còn khi quá trình xử lý kéo dài để tránh giảm hiệu suất của bùn hoạt tính cần giảm tỷ lệ nito và photpho trong nước thải. Khi quá trình xử lý kéo dài 20 ngày thì tỷ lệ
BOD : N : P cần giữ ở mức 200 : 5 : 1. trong quá trình xử lý , nếu thiếu các chất dinh dưỡng sẽ kìm hãm và quấ trình oxy hóa, đồng thời các vi khuẩn dạng sợi sẽ phát triển là nguyên nhân làm bùn bị phồng lên, khó lắng, dễ bị cuốn ra khỏi hệ thống xử lý.
- Độ oxy hòa tan (DO): để oxy hóa các chất hữu cơcác vi sinh vật cần có oxy và chúng chỉ có thể xưu dụng dưới dạng oxy hòa tan. Để đảm bảo tốc độ oxy hóa DO trong bể oxy hóa cần đạt 4mg/l. Thiếu oxy cũng là một trong những nguyên nhân làm bùn phồng lên do vi khuẩn dạng sợi pát triển mạnh
- Tỷ số giữa chất dinh dưỡng với số vi sinh vật F/M: Tỷ số này biểu hiện mối quan hệ của tải trọng xử lý BOD cao với thời gian thông khí ngắn. Đây là một thông số quan trọng dùng tron g thiết kế bể Aroten
- Chỉ số thể tích bùn SVI: Đay là yếu tố cơ bản trong thiết kế SVI thường năm trong khoảng 80 – 150 ml/g. Trong vận hành chỉ số SVI được sử dụng làm chỉ thị về đặc tính lắng của bùn do đó ảnh hưởng tới tốc độ tuần hoàn MLSS
Ngoài ra còn có các yếu tố ảnh hưởng khác như:
+ Nồng độ các chất độc không vượt quá tiêu chuẩn cho phép + Tỷ lệ BOD5/ COD nằm trong khoảng 0,5 – 0,7
+ Chủng vi sinh vật
1.4.4.2.2. Oxy hóa bằng cấp khí cưỡng bức. lọc sinh học.
Bể sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật cố định có trên lớp vật liệu xốp, tạo màng. Khi nước thải được cấp khí và tiếp xúc với màng sinh học, các chất hữu cơ gây ô nhĩêm bị oxy hóa do vậy nước thải được làm sạch.
Bể Aroten
Arotenlà hệ thống xử lý bằng cấp khí nhân tạo, trong quá trình xử lý các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển ở dạng huyền phù. Quá trình
xử lý nước thái được thực hiện trong bể oxy hóa có cấp khí việc sục khí đảm bảo 2yêu cầu:
+ Làm bão hòa oxy trong nước giúp vi sinh vật thực hiện quá trình oxy hóa các chất hữu cơ.
+ duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng
Trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, lượng bùn hoạt tính tăng lên khi bùn dư. Một phần bùn dư được tuần hoàn trở lại, phần khác đưa về bể xử lý bùn
Hiệu suất xử lý nước thải trong bể Aeroten và chất bùn họat tính phụ thuộc vào thành phần và tính chất nước thải, điều kiện thủy động học, các quá trình khuấy trộn, nhiệt độ, độ pH của nước thải, các chất dinh dưỡng và các yếu tố khác.
Phương pháp này vận hành đơn giản, ổn định, an toàn, chi phí xây dựng thấp. Do đó, trong những năn gần đây đã đượcxử ly rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới cũng như tại Việt Nam
Aeroten có nhiều loại, phạm vi ứng dụng rộng. Có thể phân loại như sau:
Theo nguyên lý làm việc:
+ Bể Aeroten không tái sinh bùn. + Bể Aeroten tái sinh bùn.
Theo chế độ thủy động lực học +Aeroten đẩy
+ Aeroten khuấy trộn + Aeroten trung gian - Theo tải lượng bùn + Aeroten tải trọng cao
+ Aeroten tải trọng trung bình + Aeroten tải trọng thấp
+ Aeroten 1 bậc + Aeroten 2 bậc + Aeroten nhiều bậc - theo chiều dẫn nước thải + Xuôi chiều
+ Ngược chiều
Môt số bể Aeroten thương được dùng[1] Bể Aeroten truyền thống
Thông số kỹ thuật:
- Thời gian lưu nước thải 4 – 12 giờ - Tuổi của bùn 5 – 15 ngày
- Tỷ số F/M 0.2 – 0.4 kg bùn BOD5/m3
MLSS
- Nồng độ MLSS 1500 – 3000 mg /l - Tỷ lệ tuần hoàn bùn 25 – 75 %
- Tải trọng khối 0,3 – 0,6kg BOD5/m3
- Nồng độ BOD vào nhỏ hơn 400 mg/l - Hiệu quả làm sạnh 85 – 95%
Bể Aeroten hoạt động theo bậc Các thông số kỹ thật
- Thời gian lưu nước trong bể 3-5 giờ
- Tải trọng khoảng 0.5 – 0.9 kg BOD5 m3
/ngày
- Tuổi của bùn 5-15 ngày - Lượng bùn hồi lưu 25 -75 ngày Hiệu suất khử BOD5 khoảng 85 – 95 phút
Bể Aeroten ổn định tiếp xúc Các thông số kỹ thuật
Thời gian lưu nước trong bể tiếp xúc 20 – 40 phút Lượng bùn hồi lưu 25 – 50 %
Lượng bùn trong bể ổn định 4000 -10000 mg/l Lượng bùn trong bể tiếp xúc 1000 – 3000 mg/l
Tải trọng của hệ thống 0.5 -0.6 kg BOD5 m3/ ngày Hiệu suất xử lý 80 – 90 %
Bể Aeroten làm thoáng kéo dài
Bể làm thoáng kéo dài được sử dụng cho các dòng thải có tải lượng ônhiễm thấp, lưu lượng nước thải không lớn, diện tích khu xử lý rộng
Các chỉ tiêu kỹ thật
Thời gian lưu 18 – 36 giờ Tỷ lệ bùn tuần hoàn 50 – 150 %
Nồng độ ngày MLSS trong bể từ 2000 – 4000 mg /l
Tải trọng khối 0.08 – 0.24 kg bùn BOD5/kg MLSS
Tỷ số F/M 0.04-0.1 kg BOD5/m3 MLSS Thời gian lưu bùn 20 – 40 ngày
Ưu điểm của phương pháp hiếu khí Thời gian xử lý nhanh
Tải trọng lớn (Thời gian xử lý nhanh)
Xử lý triệt để BOD hơn phương pháp yếm khí Nhược điểm của phương pháp hiếu khí
Lượng bùn phát sinh lớn
500mg/l< yêu cầu BOD đầu vào
Khó phân hủy được một số chất béo ,protêin,và chất rắn hữu cơ lơ lửng
Trong điều kiện tự nhiên,xử lý hiệu quả không cao do thiếu oxi Trong điều kiện nhân tạo,tốn nhiều năng lượng cho sục khí,khuấy đảo
Sơ đồ nước thải nhà máy bia có công suất 16 triệu lít/năm đực thiết kế theo các thông số
- Dung tích bể hiếu khí 1000 m3
- Lưu lượng nước thải 500 m3/ngày - BOD5 880mg /l - Tải trọng BOD5 1320kg/ngày Giá trị các thông số làm việc của thiết bị
- Tải trọng BOD5 của nước 0.5 kg/m3.ngày - Tải trọng BOD5 của bùn 0.16 kg/m3ngày - Bùn thừa 0.3 – 0.5 kg/kg - Chỉ số bùn 150 ml/g
Bể lắng thứ cấp
- Dung tích làm việc 225 m3
- Diện tích bề mặt 180 m3
- Thời gian lưu 11h - Lượng bùn khô thu được sau bể lọc 4kg/m3
- Nước sau xử lý COD 70 – 80 mg/l BOD5 5 – 20 mg/l
1.5.2 Sơ đồ hệ thống xử lý yếm khí của nhà máy bia Bavaria,Lieshout (Hà Lan)[1]
Nước thải đưa vào xử lý có lưư lượng trong ngày dao động rất lớn Qmax =250 m3/h,giá trị COD thay đổi rất mạnh CODmax = 1600 mg/l, Ntổng max=30mg/l,BOD5/COD =0.7, To =20 -21oc,pH =6 – 10.
- Bể điều hòa và điều chỉnh pH,có dung tích V=300 m - Bể axít có dung tích 1500m3
Bể yếm khí UASB có dung tích
1400m3,tr=5.6h
- Bể ổn định tiếp xúc có dung tích 200 m3
- Bể sục khí Aeroten có dung tích 10800 m3
- Bể lắng thứ cấp có dung tích 1400 m3
- Nước thải ra của hệ thống này có COD 50 – 60 mg/l 1.5.3 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á
Hệ thống này được thiết kế cho nhà máy bia có công suất 36 triệu lít/năm với các thông số đầu vào:
COD 3000mg/l 5000mg/l
BOD5 2000mg/l 3000mg/l
Lưu lượng 600m3/ngày 700m3/ngày
TSS 700mg/l 1300mg/l
Ntổng 90mg/l
Ptổng 60mg/l
Bể điều hòa có dung tích 210m3
Bể UASB 400m3
Bể Aeroten 360m3
Bể lắng Đường kính 7m Nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B COD:100 mg/l
BOD5 :50mg/l TSS :100 mg/l Ptổng : 6mg/l
Việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp đối với nước thải nhà máy bia phụ thuộc vào các yếu tố như : Tính chất,lưu lượng dòng thải,các điều kiện về kinh tế trong yêu cầu chất lượng dòng thải.
Phương pháp hiếu khí dùng bùn hoạt tính thích hợp cho xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ từ 500 – 1000mg/l. Phương pháp này thường áp dụng cho các nhà máy bia có công suất nhỏ,dây truyền sản xuất còn lạc hậu nên lượng nước tiêu hao lớn,hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải không cao.
Hệ thống này vận hành đơn giản,ổn định,an toàn ,chi phí xây dựng thấp,trong những năm gần đây đã được áp dụng tại một số nhà máy bia ở Việt Nam.
Tuy nhiên phương pháp này không thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ lớn và yêu cầu về chất lượng dòng thải cao.
Ở các nước công nghiệp hay một số nhà máy bia sản xuất lớn tại Việt Nam,do có công nghệ sản xuất bia đồng bộ và hiện đại,lượng nước tiêu hao trên một đơn vị sản phẩm ít,nước thải lại được phân luồng nên có hàm lượng chất hữu cơ cao từ 1500 – 3000 mg/l. Trong đó 60 – 70 % là BOD.
Để xử lý nước thải loại này thường áp dụng hệ thống liên hợp yếm khí – hiếu khí. Trước tiên nước thải có hàm lượng COD,BOD cao được xử lý trong thiết bị yếm khí kiểu dòng ngược UASB. Nước thải sau xử lý yếm khí với hàm lượng BOD từ 200 – 500 mg/l được chuyển vào bể hiếu khí Aeroten để xử lý đạt tới tiêu chuẩn dòng thải.
Kết hợp 2 phương pháp này có ưu điểm: Hiệu quả xử lý cao
Lượng bùn tạo ra ít(10 – 15% so với xử lý hiếu khí hoàn toàn ) Tiết kiệm năng lượng đến 80 – 90%
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Nguồn nước thải của nhà máy bia HaDo_Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm _Số 267 đường Quang Trung,quận Hà Đông,thành phố Hà Nội( bao gồm nguồn nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên và nước thải nhà máy bia.
Hóa chất : NaOH và Chlorine (dạng Ca(Clo)2).
Thiết bị : Dụng cụ lấy nước thải,máy đo pH,máy đo độ COD,BOD5
của nước thải.
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Lịch sử phát triển của công ty
Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm nằm ở số 267 đường Quang Trung,quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm là một doanh nghiệp nhà nước,được thành lập theo quyết định số 467ngày 28/10/1971 của Ủy ban hành chính tỉnh Hà Sơn Bình. Công ty bắt đầu khởi công xây dựng từ năm 1969 đến năm 1971 thì hoàn thành và đi vào sản xuất lớn do 3 nước giúp đỡ là Ba Lan – Liên Xô Cũ – Rumani.
Ngành nghề kinh doanh:Bia-Rượu-Bánh mứt kẹo- Nước giải khát . Nhà máy có 3 phân xưởng sản xuất chính:
+ Phân xưởng bánh mì công suất 6000 tấn/ năm,máy móc thiết bị do Liên Xô giúp đỡ.
+ Phân xưởng bánh quy công suất 2000 tấn /năm máy móc thiết bị do Rumani giúp đỡ.
+ Phân xưởng mì sợi.
Trong những năm đầu thành lập những chuyên gia Ba Lan và Liên Xô ở lại trực tiếp giúp đỡ hoạt động của nhà máy nên được xem là dẫn
đầu tỉnh.
Năm 1974 được sự cho phép của ủy ban hành chính trong tỉnh, cùng sự chỉ đạo cuar sơe công công nghiệp, nhà máy tiếp nhận thêm phân xưởng sản xuất bánh kẹo- phân xưởng sản xuất mì sợi công suất 6000 tấn/năm, máy móc thiết bị do Liên Xô giúp đỡ,. Sau đó nhà máy đổi tên thành “Nhà máy thực phẩm Hà Sơn Bình”.
Năm 1980 trước sự khan hiếm của nguồn nguyên liệu ngoại, nên nhà máy dừng hẳn sản xuất hai mặt hàng để sản xuất bánh phồng tôm với nguyên liệu chính là tinh bột sắn, sản phẩm này của nhà máy có thể xuất khẩu sang các nước Đông Âu như Liên Xô, BaLan….Quá trình xuất khẩu tạo điều kiên cho nhà máy phát triển sản xuất thêm một số sản phẩm khác là: lạc bọc đường và bánh phở khô.
Năm 1989 dựa trên dây chuyền sản xuất cũ và lắp đặt một số thiết bị nhà xưởng, công ty chiuyển sanhg sản xuất một số mặt hàng mới như bia hơi và nước giải khát với công suất hàng năm là 500.000 tấn/năm.
+. Năm 1991nhà máy nâng công suất bia lên 1 triệu lít/năm. +. Tháng 7/1993 nhà máy đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất kẹo cứng của Ba Lan vơi công suất 600kg/h cũng trong năm này do nhu cầu tiêu dùng tăng cao, công suât bai lên 5 triệu lít/năm. Nước giải khát cung tăng từ 500.000 lít lên 1 triệu lít/năm.
Năm 1995 nhà máy lại đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất rượu vang.
Ngày 01/10/1997 nhà máy đổi tên thành công ty liên hiệp thực phẩm Hà Tây.
Năm 1998 đầu tư dâu chuyến sản xuất bánh kem xốp công suất 30kg/ca.
Năm 1999 đầu tư vào dây chuyền bánh lương khô với công suất 500kg/ca.
Năm 2001 công ty đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất thử mì tôm, đã sản xuất thành công và sản phẩm được tiêu thụ trên thị trường. Năm 2002 côngt ty đã đầu tư nâng cấp dây chuyến sản bia, nâng công suất lên tới 6,2 triệu lít/năm.
Năm 2005 công ty đã thực hiện cổ phần hoá: Ngày 15/01/2005 công ty được cấp phép kinh doanh của tỉnh Hà Tây là công ty cổ phần liên hiệp thựcphẩm .Hiện nay công ty đang thự hiên một số nhiệm vụ sản xuất kinh doanh cụ thể.
Sản xuất kinh doanh chính: công nghiệp bia,nước giải khát, bánh mứt kẹo các loại.
Sản xuất kinh doanh phụ: kinh doanh dịch vụ ăn uống, giải khát, hàng thực phẩm, trong những năm qua công ty đã khẳng định được chỗ đứng của mình trên thị trường, các sản phẩm đã trở nên quen thuộc với đông đảo người tiêu dùng trong tỉnh và các vùng lân cận. Những năm gần đây do sự suy thoái cỉa nền kinh tế nên công ty cũng gặp khá nhiều khó khăn, bên cạnh đó thì sự cạnh tranh thị trưòng giữa các mặt hàng của các công ty ngày càng quyết liệt, song công ty vẫn ổn định sản xuất kinh doanh, thực hiện các nghĩa vụ với ngân sách nhà nước và đảm bảo đừi sống cho người lao đông trong công ty.