Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức
i Để hoàn thành tốt luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ của mọi người. Trước tiên con xin cảm ơn bố mẹ, người luôn luôn giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để con hoàn thành tốt việc học tập trên giảng đường đại học. Người luôn động viên, an ủi, luôn bên con khi con cần lời khuyên hay khi con vấp ngã. Em xin cảm ơn tất cả các Thầy Cô trong khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách Khoa đã tận tình chỉ dạy, cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn PGS – TS. Nguyễn Văn Phước và Th.S Nguyễn Thò Thanh Phượng đã hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Em xin cảm ơn quý Thầy Cô phản biện đã dành thời gian quan tâm đến luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các cô chú, các anh chò tại cơ sở sản xuất tinh bột mì Thủ Đức đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn này . Xin cảm ơn tập thể lớp Kỹ thuật Môi trường khóa 2001 đã cho tôi những ngày khó quên. Đặc biệt, các bạn sinh viên cùng làm việc trong Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường đã giúp đỡ tôi rất nhiều . ii MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi KÝ HIỆU VIẾT TẮT viii TÓM TẮT LUẬN VĂN ix Chương. MỞ ĐẦU 1 1. Sự cần thiết của đề tài 1 2. Mục đích của đề tài 1 3. Phương pháp nghiên cứu 1 4. Nội dung nghiên cứu 1 4. Ý nghóa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 Chương 1 .TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT 3 1.1. Tổng quan về khoai mì 4 1.1.1. Cấu trúc củ khoai mì 5 1.1.2. Thành phần hoá học 6 1.2. Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 7 1.3 Thành phần tính chất nước thải 9 1.4 Một số công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai đã được áp dụng tại các nhà máy sản xuất tinh bột tại Việt Nam 10 Chương 2 .TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 12 2.1. Tổng quan về công nghệ xử lý 13 2.1.1. Phương pháp cơ học 13 iii 2.1.2. Phương pháp hoá lý 14 2.1.3. Phương pháp hoá học 15 2.1.4. Phương pháp sinh học 15 2.2 Tổng quan về màng vi sinh vật 31 2.2.1 Cấu tạo và hoạt động của màng vi sinh vật 31 2.2.2 Những đặc tính sinh học của màng vi sinh vật 33 2.2.3 Những ưu điểm của màng vi sinh vật 34 2.2.4 Những nhược điểm của màng vi sinh vật 35 2 3. Lựa chọn công nghệ xử lý 36 2.3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ 36 2.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải tinh bột 37 Chương 3. MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1. Mô hình kết hợp Lọc sinh học kỵ khí và Lọc sinh học hiếu khí 39 3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 39 3.1.2. Mô hình nghiên cứu 39 3.1.3. Nguyên tắc hoạt động 40 3.2. Phương pháp nghiên cứu 41 3.2.1. Đối tượng nghiên cứu 41 3.2.2. Tiến trình thí nghiệm 41 Chương4 . KẾT QỦA VÀ BÀN LUẬN 42 4.1 Kết quả mô hình vận hành ở nồng độ COD vào: 500 mg/l 43 4.1.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 43 4.1.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 45 4.2 Kết quả vận hành mô hình ờ nồng độ COD vào : 1000 mg/l 46 4.2.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 47 iv 4.2.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 49 4.3 Kết quả vận hành mô hình ở nồng độ COD vào : 2000 mg/l 50 4.3.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 50 4.3.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 53 4.4 Kết quả vận hành mô hình ờ nồng độ COD vào : 4000 mg/l 54 4.4.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 54 4.4.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 56 4.5 Kết quả vận hành ở nồng độ COD vào : 6000 mg/l 59 4.5.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 59 4.5.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 60 4.6 Bàn luận 62 Chương 5 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1. Kết luận 65 6.2 Kiến nghò 65 PHỤ LỤC 66 PHỤ LỤC 1 67 PHỤ LỤC 2 73 PHỤ LỤC 3 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 v DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hoá học trong khoai mì 6 Bảng 2 Tính chất nước thải tinh bột mì Error! Bookmark not defined. Bảng 2 .1 Các hợp chất gây độc và ức chế quá trình kỵ khí 27 Bảng 2.2 Mô hình động học sử dụng quá trình xử lý kỵ khí 30 Bảng p.1 Sự biến thiên pH, COD và N-NH 3 trong mô hình ở nồng độ COD = 500 mg/l 67 Bảng p.2 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD = 500 mg/l 67 Bảng p.3 Sự biến thiên pH, COD và N-NH 3 trong mô hình ở nồng độ COD = 1000 mg/l 68 Bảng p.4 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở COD = 1000 mg/l 68 Bảng p.5 Sự biến thiên pH, COD và N-NH 3 trong mô hình ở nồng độ COD =2000 mg/l 69 Bảng p.6 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD =2000 mg/l 69 Bảng p.7 Sự biến thiên pH, COD và N-NH 3 trong mô hình ở nồng độ COD = 4000 70 mg/l 70 Bảng p.8 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD = 4000 mg/l 70 Bảng p.9 Sự biến thiên pH, COD và N-NH 3 trong mô hình ở nồng độ COD = 6000 mg/l 71 Bảng p.10 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD =6000 mg/l 71 Bảng p 11: Bảng giá trò giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp 79 vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc củ khoai mì theo lát cắt ngang 5 Hình 1.3 Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột Phước Long 10 Hình 1.4 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Tây Ninh 11 Hình 1.5 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất tới hạn tới tốc độ sinh trưởng 19 Hình 2.1 Thể hiện các dòng biến đổi chất trong quá trình phân hủy kỵ khí 23 Hình 2.2 Cấu tạo màng vi sinh vật 31 Hình 2.3 Công nghệ xử lý nước tinh bột bằng công nghệ kết hợp 37 Hình 3 Mô hình kết hợp Lọc kỵ khí và Lọc hiếu khí 39 Hình 4.1 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 44 Hình 4.2 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 43 Hình 4.3 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 43 Hình 4.4 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 500 mg/l 46 Hình 4.5 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD =500 mg/l 45 Hình 4.6 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo chiều cao ở nồng độ COD =500 mg/l 45 Hình 4.7 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 48 Hình 4.8 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 47 Hình 4.9 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 47 Hình 4.10 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 50 Hình 4.11 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 49 Hình 4.12 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 49 Hình 4.13 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 52 Hình 4.14 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 51 Hình 4.15 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 51 Hình 4.16 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 54 Hình 4.17 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 53 Hình 4.18 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 53 Hình 4.19 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 56 Hình 4.20 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 55 Hình 4.21 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 55 vii Hình 4.22 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 58 Hình 4.23 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 57 Hình 4.24 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 57 Hình 4.25 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 60 Hình 4.26 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 59 Hình 4.27 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 59 Hình 4.28 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 62 Hình 4.29 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 61 Hình 4.30 Đồ thò sự biến thiên N-NH 3 theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 62 Hình p.1 Đồ thị sự biến thiên COD và hiệu quả khử COD ở các tải khác nhau. Error! Bookmark not defined. Hình 5.2 Đồ thị sự biến thiêên NH 3 và hiệu quả khử NH 3 tại các tải khác nhau. Error! Bookmark not defined. Hình p.1 Mô hình động công nghệ kết hợp lọc kỵ khí và lọc hiếu khí 74 Hình p.2 Qui trình khuấy trộn bột khoai mì 75 Hình p.3 Nước thải chảy tràn tại cơ sở sản xuất tinh bột mì 75 Hình p.4 Bã thải khoai mì 76 Hình p.5 Bể chứa nước thải tinh bột mì 76 viii KÝ HIỆU VIẾT TẮT BOD Biological Oxyzen Demand : Nhu cầu oxy sinh hóa. COD Chemical Oxyzen Demand : Nhu cầu oxy hóa học. SS Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng. VS Volatile Solid : Chất rắn bay hơi. VSS Volatile Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng bay hơi. SBR Sequencing Batch Reactor : Bể xử lý theo mẻ. MBR Membrain Bio Reactor : Xử lý bằng phương pháp lọc màng sinh học. UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket : Bể bùn kỵ khí lơ lửng dòng chảy ngược. ix TÓM TẮT LUẬN VĂN Bên cạnh việc mang lại nhiều lợi ích kinh tế, sản xuất tinh bột khoai mì là một trong những ngành gây ra các tác động lớn đối với môi trường. Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất bao gồm nước thải, khí thải và chất thải rắn. Đặc biệt, nước thải tinh bột khoai mì vơiù lưu lượng lớn và hàm lượng chất hữu cơ cao đã gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Ngoài ra, các công nghệ xử lý áp dụng đối với nước thải tinh bột mì hiện nay vẫn chưa đạt hiệu quả cao. Do đó việc nghiên cứu xử lý nước thải của ngành chế biến tinh bột khoai mì rất cần thiết và có ý nghóa môi trường rất lớn. Qua quá trình nghiên cứu xử lý nước thải bằng công nghệ mới _ kết hợp lọc sinh học kỵ khí và lọc sinh học hiếu khí trong cùng một mô hình, luận văn đã đạt được một số kết quả sau: COD sau khi xử lý đạt chuẩn xả thải loại B ( TCVN 5945-1995), COD < 100 mg/l khi vận hành ở tất cả các nồng độ COD đầu vào trong giai đoạn ổn đònh. Hiệu quả khử COD đạt khoảng 98%. Hiệu quả xử lý N-NH 3 có thể lên đến 95%. Đề xuất công nghệ đơn giản, khả năng chòu biến động tải lượng ô nhiễm cao, chi phí thấp và không đòi hỏi việc xử lý bùn phát sinh trong quá trình vận hành. x [...]... bột sót lại trong nước phân huỷ kỵ khí tạo mùi hôi và tắc nghẽn đường ống 9 Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì 1.4 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI ĐÃ ĐƯC ÁP DỤNG TẠI CÁC NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT TẠI VIỆT NAM Song chắn rác Nước thải vào Bể lắng Bể điều hoà Bể UASB Nguồn xả Bể lắng 2 Bể Aerotank Máy ép bùn Hình 1.3 Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh. .. Tinh bột ướt Nước Lắng 1 Nước, dòch thải Nước Lắng 2 Nước, dòch thải Vô bao Hoàn thiện tại công ty khác Hình 1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì thủ công 8 Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì 1.3 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI Quá trình sản xuất khoai mì cần sử dụng một lượng nước rất lớn ( 15 ÷ 20 m 3/tấn sản phẩm ) Nước thải thông thường không được xử lý hoặc chỉ được xử lý. .. nhận 10 Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì Nước thải tinh bột mì đầu vào Bể kỵ khí 2 Song chắn rác Bể kỵ khí 3 Bể lắng sơ bộ Bể kỵ khí 4 Bể trung hoà Nguồn xả Hồ tuỳ tiện Bể kỵ khí 1 Nguồn xả Hình 1.4 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Tây Ninh Nước thải sau khi đi qua các công trình xử lý sơ bộ , được đưa vào hệ thống gồm 4 bể lọc kỵ khí nhằm loại bỏ COD và... hồi bột đạt xấp xỉ 90% Tinh bột ướt có độ ẩm khoảng 40% sau đó được ly tâm một lần nữa để tách bớt nước và được sấy khô, làm nguội, đóng bao Các cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì thủ công ở Thủ Đức công suất trung bình, nhỏ, sản xuất theo công nghệ cổ điển được trình bày trong hình 1.2 Củ mì tươi Nước Sàng, tách vỏ Nước, vỏ gỗ, cắt Nước Rửa, cắt khúc Nước thải, vụn mì Nghiền, tách bã Bã, nước thải Tinh. .. của công nghệ là lấy tinh bột đến mức tối đa có thể bằng cách phá vỡ cấu trúc thực vật, giải phóng tinh bột Do tinh bột không hoà tan trong nước, kích thước hạt nhỏ, tỷ trọng hạt tinh bột chênh lệch nhiều so với nước, nên phương pháp chủ yếu trong sản xuất là nghiền, rây, rửa và lắng hoặc ly tâm Do đó, công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì cụ thể như sau: Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì gồm các... cơ trong nước thải Mức độ yêu cầu xử lý: chất lượng nước đầu ra thoả mãn yêu cầu hay tiêu chuẩn cụ thể nào đó Chi phí xử lý, điều kiện mặt bằng, đòa hình tại nơi dự kiến xây dựng hệ thống xử lý Chế độ xả và đặc điểm nguồn tiếp nhận; điều kiện thuỷ văn tại khu vực đó Hiện nay, nước thải do sản xuất tinh bột khoai mì được xử lý bằng các biện pháp sau: 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1.1 Phương... wastewater, 1994 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm 4 Nội dung nghiên cứu Tổng quan về công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì và một số công nghệ xử lý đang được áp dụng ở nước ta Xác đònh thành phần, tính chất nước thải tinh bột khoai mì 1 Chương mở đầu Thiết lập và nghiên cứu mô hình kết hợp :Lọc sinh học kỵ khí và Lọc hiếu khí Phân tích hiệu quả xử lý của mô hình động 5 Ý nghóa... học kết hợp Đánh giá hiệu quả xử lý và khả năng áp dụng thực tiễn Đề xuất phương án xử lý hữu hiệu cho nước thải sản xuất tinh bột với nhiều ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp, tiết kiệm diện tích đất… 2 Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 3 Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI MÌ...Chương mở đầu Chương MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết của đề tài Ô nhiễm bởi nước thải tinh bột mì đang là hiện trạng bức xúc cần phải giải quyết cấp thiết tại các làng nghề sản xuất tinh bột mì Loại nước thải này đã gây tác hại trực tiếp đến môi trường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe con người Nước thải tinh bột mì vơiù lưu lượng lớn ( trung bình khoảng 45 triệu m3/ năm ở nước ta) và có nồng độ chất hữu cơ cao... toàn và thuận lợi cho cả hệ thống Lắng Trong xử lý nước thải, quá trình lắng thường được sử dụng để loại tạp chất dạng huyền phù thô ra khỏi nước Để tiến hành quá trình này người ta thường dùng các dạng bể lắng ngang, bể lắng đứng Trong nước thải sản xuất tinh bột luôn chứa một lượng tinh bột bò thất thoát do không đủ thời gian lắng, sau khi thải bỏ chúng sẽ lắng tụ trong hệ thống cống rãnh gây tắc . cắt khúc Tinh bột ướt Lắng 1 Lắng 2 Vô bao Nước, vỏ gỗ, cắt Nước thải, vụn mì Nước Nước Nước Nước Bã, nước thải Nước, dòch thải Hình 1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì thủ công. công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai đã được áp dụng tại các nhà máy sản xuất tinh bột tại Việt Nam 10 Chương 2 .TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 12 2.1. Tổng quan về công nghệ xử lý 13 2.1.1 ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài Ô nhiễm bởi nước thải tinh bột mì đang là hiện trạng bức xúc cần phải giải quyết cấp thiết tại các làng nghề sản xuất tinh bột mì. Loại nước thải này đã gây