Luận văn: Xác định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận bằng bùn hoạt tính

Chia sẻ: Fvdxc Fvdxc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

0
52
lượt xem
19
download

Luận văn: Xác định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận bằng bùn hoạt tính

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khảo sát khả năng xử lý nước thải sản xuất nước tương bằng phương pháp bùn hoạt tính. Tìm ra các thông số động học cụ thể để hoàn thiện quá trình xử lý nước thải.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Xác định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận bằng bùn hoạt tính

  1. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Luận văn Xác định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận bằng bùn hoạt tính SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 1
  2. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, chất lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao. Do đó, các đòi hỏi về những nhu cầu hằng ngày, ngày càng trở nên khắt khe, đặc biệt là nhu cầu về ẩm thực. Chính vì thế, các ngành công nghiệp chế biến và sản xuất thực phẩm đóng một vai trò rất quan trọng. Chịu ảnh hưởng bởi phong tục tập quán của người Hoa, nhiều người Việt Nam chúng ta có xu hướng thích thưởng thức các món ăn có sử dụng nước tương để làm tăng hương vị đậm đà cho thực phẩm. Thêm vào đó, đậu tương là một loại nông sản có năng suất rất cao và được trồng ở nhiều nơi trong cả nước. Do đó, ngành sản xuất nước tương hiện nay khá phát triển trong lĩnh vực thực phẩm tại Việt Nam . Tuy nhiên, việc sản xuất nước tương đã tạo ra một lượng lớn nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao gây ra không ít lo ngại cho cuộc sống của người dân sống xung quanh khu vực nhà máy. Hiện trạng nước thải chứa lượng lớn chất hữu cơ cao thải trực tiếp ra hệ thống nước thải chung của các khu dân cư không qua xử lý gây ô nhiễm nghiêm trọng là thực trạng chung của một số các cơ sở sản xuất nước tương quy mô vừa và nhỏ hiện nay. Vì thế, trong khi hệ thống xử lý nước thải nước tương của một số nhà máy hoạt động hiệu quả, hệ thống xử lý của các cơ sở khác lại chưa đạt được như mong muốn, nhất là các cơ sở với quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Bên cạnh lý do khoản đầu tư và vận hành hệ thống xử lý làm tăng chi phí sản xuất, một trong những nguyên nhân khiến hiệu quả xử lý chưa đạt yêu cầu là do thiếu các nghiên cứu cụ thể với loại nước cần xử lý. Đó là những nghiên cứu không đòi hỏi chi phí cao nhưng lại có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải nước tương. Trong quá trình xử lý nước thải nước tương thì giai đoạn xử lý sinh học đóng vai trò then chốt để loại bỏ các yếu tố ô nhiễm hữu cơ luôn hiện diện trong nước thải. Trong số các SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 2
  3. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI phương pháp xử lý sinh học thì xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính là lựa chọn thông dụng nhất đối với các hệ thống xử lý nước thải nước tương do chi phí đâu tư và vận hành hợp lý. Trước những vấn đề đặt ra ở trên, đề tài “ Xác định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận bằng bùn hoạt tính” được hình thành nhằm cải thiện hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải đối với các nhà máy đã có hệ thống xử lý , đồng thời có vai trò như một tài liệu tham khảo đối với các nhà đầu tư , những người thiết kế hệ thống xử lý nước thải nước tương để hệ thống hoạt động hiệu quả sau khi xây dựng. 1.2. MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục tiêu  Khảo sát khả năng xử lý nước thải sản xuất nước tương bằng phương pháp bùn hoạt tính.  Tìm ra các thông số động học cụ thể để hoàn thiện quá trình xử lý nước thải. 1.2.2. Nội dung  Nghiên cứu xử lý nước thải từ một quy trình sản xuất nước tương điển hình trên mô hình thử nghiệm trong 2 tháng ( từ tháng 5/2009 đến tháng 6/2009), bằng phương pháp sinh học hiếu khí ( bùn hoạt tính).  Xác định các thông số động học sinh học phục vụ xử lý nước thải ở ba điều kiện thích nghi, tĩnh và động . Từ đó rút ra thông số động học phù hợp nhất cho quá trình xử lý loại nước thải trên bằng phương pháp bùn hoạt tính. 1.2.3. Phương pháp nghiên cứu  Khảo sát thành phần, tính chất nước thải từ quá trình sản xuất nước tương.  Xây dựng và vận hành mô hình thí nghiệm  Phân tích, đánh giá và xử lý các thông số trong quá trình xử lý nước thải trên mô hình thí nghiệm. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 3
  4. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý COD trong nước thải sản xuất nước tương trên môi trường nhân tạo bằng phương pháp sinh học hiếu khí ứng dụng bùn hoạt tính. Nghiên cứu thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm với mô hình có dung tích 24l. 1.4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Sản xuất nước tương đang là một trong những lĩnh vực phát triển của ngành thực phẩm. Nên nước thải trong quá trình sản xuất nước tương cũng ngày một tăng lên, vì thế việc xác định được các thông số động học tốt nhất cho quá trình xử lý của nước thải có ý nghĩa rất thực tế. Nó có thể là tài liệu nhằm nâng cao hiệu quả xử lý cho các hệ thống xử lý hiện hữu. Đồng thời là thông số tham khảo trong quá trình thiết kế hệ thống xử lý nước thải nước tương. CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỂ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Nguyên liệu để sản xuất nước tương là hạt đậu tương có tên khoa học là Glycine max Merrill. Đậu tương là cây công nghiệp và là cây thực phẩm ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng cao. Đậu tương dùng làm thực phẩm cho người và thức ăn cho chăn nuôi. Đồng thời, đậu tương còn là cây cải tạo đất tốt và là mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng đem lại lợi nhuận cao. Chính vì vậy, cây đậu tương đang là một trong 10 chương trình ưu tiên phát triển của nước ta ( TS.VS.Trần Đình Long – Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam). SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 4
  5. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Từ năm 1990 trở lại đây diện tích canh tác, năng suất, sản lượng đậu tương đã không ngừng tăng lên. Cũng theo TS.VS. Trần Đình Long – Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam, diện tích trồng tăng 11,2%, năng suất tăng 48,6% và sản lượng tăng 63,9%. Cũng từ đó, các cơ sở sản xuất nước tương ra đời ngày càng nhiều và phát triển ngày càng rộng với nhiều thương hiệu nổi tiếng. Nước tương hay còn gọi là xì dầu đang được sử dụng rộng rãi ở Đông Nam Á. Riêng ở Việt Nam, lượng nước tương tiêu thụ hằng tháng ngày càng tăng bởi không chỉ vì hương vị đậm đà thơm ngon của nó mà còn vì khả năng khắc phục những hư tổn tế bào ở người của nước tương. Người ta phát hiện nước tương – được làm từ đậu tương lên men – có khả năng chống ôxy hóa mạnh gấp khoảng 10 lần rượu vang đỏ và 150 lần so với vitamin C. “ Thứ nước chấm này còn thể hiện tiềm năng trong việc làm chậm tốc độ phát triển các căn bệnh tim mạch và suy thoái thần kinh”, trưởng nhóm nghiên cứu Barry Halliwell cho biết. Nghiên cứu của Đại Học Quốc Gia Singapore cũng tìm thấy nước tương cải thiện tới 50% lưu lượng máu chỉ trong vài giờ sau khi sử dụng. Có thể thấy rằng nhu cầu tiêu thụ nước tương ngày càng tăng. Tại thành phố Hồ Chí Minh hiện nay có khoảng 50 cơ sở sản xuất và phân phối nước tương với chất lượng được phân thành nhiều loại. Trên cả nước hiện nay có khoảng trên 70 nhà máy sản xuất nước tương có quy mô tương đối lớn và rất nhiều cơ sở sản xuất nước tương vừa và nhỏ khác. 2.1. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TẠI VIỆT NAM 2.1.1. Quy trình sản xuất nước tương SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 5
  6. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI 2.1.1.1. Sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải (hình 2.1) Bánh dầu Xử lý nguyên liệu Phân giải Acid, nước Trung hòa Soda Lọc thô Thanh trùng Muối Lắng trong Pha chế SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 6 Đóng gói
  7. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Bánh dầu là đậu tương bị ép hết dầu và viên thành từng bánh với hàm lượng protein đạt từ 40% trở lên. Nước tương sản xuất theo quy trình này sẽ tạo ra thành phẩm nhanh hơn, nhờ sử dụng acid để phân giải tinh bột và protein. Nhưng đồng thời quy trình này cũng sinh ra chất độc 3 – MCPD như 1 sản phẩm phụ gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Vì vậy, các nhà máy sản xuất nước tương ở nước ta hiện nay đã dần chuyển sang sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men truyền thống nhưng cũng có kết hợp hóa giải. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 7
  8. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI 2.1.1.2. Sản xuất nước tương bằng lên men kết hợp với hóa giải bằng axit (Hình 2.2) Khô đậu nghiềng nhỏ Rang Ngâm Nước nóng 600C Làm nguội Mốc giống Trộn mốc A.oryzae T0 phòng Thời gian : 30 – 34h Nuôi mốc Thủy phân 1 Nước nóng 600C Axit HCl Thủy phân 2 Ca(OH)2 Trung hòa, lọc Bã Axit hữu cơ Điều chỉnh pH Thanh trùng, điều vị Nước tương thành phẩm 2.1.1.3. Thuyết minh quy trình SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 8
  9. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Nếu ta chỉ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men truyền thống thì sẽ gặp nhiều khó khăn như thời gian sản xuất ra sản phẩm chậm, và nước tương cũng không có mùi thơm và hương vị đặc trưng. Nhưng nếu ta sử dụng phương pháp hóa giải thì có được các yêu cầu đó. Vì vậy, phương pháp này là sự kết hợp hoàn hảo để nhà máy sản xuất nước tương đáp ứng được yêu cầu của khách hàng. Trong qui trình sản xuất nước tương theo phương pháp lên men kết hợp hóa giải bằng axit sulfuric gồm có các giai đoạn chính:  Xử lý nguyên liệu : công đoạn xử lý nguyên liệu có 3 bước chính  Xay nhỏ : nhằm tăng khả năng xúc tác của enzyme thủy phân.  Phối liệu và trộn nước : trộn thêm 10% bột bắp hoặc bột mì, thêm 60 – 70 % nước so với lượng bột trên  Hấp chín : nhằm tiêu diệt vi sinh vật và giúp nấm mốc phát triển tốt hơn.  Nuôi nấm mốc : trong khi nuôi nấm cần lưu ý các yếu tố Nhiệt độ từ 28 – 320 C; độ ẩm từ 85 – 90% và phải thoáng khí  Thủy phân: lượng axit sulfuric sử dụng là 5% dung dịch HCl , thời gian thủy phân là 24h tại nhiệt độ 97 ± 3 0C.  Thanh trùng sản phẩm : có thể tiến hành bằng hai cách : đun trực tiếp hoặc dùng hơi nước từ nồi hơi. Nhiệt độ thanh trùng từ 60 – 700 C. 2.1.1.4. Giới thiệu về cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận Địa chỉ: 295/14/6 Kinh Dương Vương, phường An Lạc, quận Bình Tân. Quy mô sản xuất khoảng 1,2 triệu chai/ năm Số lượng công nhân là 40 người. 2.1.2. Những vấn đề môi trường trong sản xuất nước tương 2.1.2.1. Môi trường không khí Do thời gian trước đây, khi còn sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải, dùng acid để phân giải bánh dầu chiết xuất dịch tương, cùng với việc chưa có công nghệ xử lý khí thải hoàn chỉnh đã dẫn đến một lượng hơi acid thừa thoát SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 9
  10. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI vào không khí làm cho môi trường tại các nhà máy sản xuất và chế biến nước tương bị ô nhiễm nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động. Hơi acid thừa có tác hại đến đường hô hấp và niêm mạc mắt. hít phải hơi acid có thể bị nhiễm độc gây co thắt thanh quản, nặng hơn là viêm phế quản, đặc biệt về lâu dài có thể bị phù phổi. Triệu chứng thường thấy ở người làm việc trong môi trường acid tại các cơ sở sản xuất nước tương là ho. Tuy gần đây, các cơ sở sản xuất đã chuyển sang sản xuất sạch hơn với phương pháp lên men. Nhưng môi trường không khí vẫn chưa được cải thiện. 2.1.2.2. Chất thải rắn Chất thải rắn từ quá trình sản xuất nước tương chủ yếu là bả thải. Bã chính là bánh đậu đã qua phân giải chỉ còn lại xác đậu. Bên cạnh đó, nguồn phát sinh chất thải rắn do quá trình sản xuất nước tương còn tập trung ở giai đoạn đóng gói. Rác chủ yếu là các loại bao bì, nilon, carton… Ngoài ra, rác thải sinh hoạt cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm. Lượng chất thải rắn trong quá trình sản xuất nước tương hiện nay đang trở thành vấn nạn của các nhà sản xuất cũng như nhà quản lý môi trường bởi vì tính chất gây ô nhiễm cao và khó xử lý của nó. Chính vì thế, cần xúc tiến tìm ra biện pháp thu gom và xử lý thích hợp để loại bỏ những mầm bệnh, giữ cho môi trường trong sạch. 2.1.2.3. Môi trường nước Hầu hết các nhà máy, cơ sở sản xuất nước tương nói riêng và nước chấm nói chung đều gây ô nhiễm môi trường nước bởi bởi nước thải của quá trình sản xuất. Hiện tượng nước thải chứa lượng hợp chất hữu cơ cao được thải trực tiếp ra hệ thống nước thải chung của khu dân cư hoặc trực tiếp vào các thủy vực gây ô nhiễm nghiêm trọng là thực trạng chung của các nhà máy sản xuất nước tương. Bên cạnh đó, nước thải của các quá trình sản xuất này cũng tác động trực tiếp đến môi trường bởi yếu tố tạo mùi của nó. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 10
  11. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Cho đến nay ở hầu hết các nhà máy, cơ sở sản xuất nước tương vừa và nhỏ chưa có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nếu có cũng chỉ là xơ sài và không đạt tiêu chuẩn. 2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 2.2.1. Thành phần Cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải của các nhà máy sản xuất nước tương chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy chủ yếu là các hydratecarbon, protein, cellulose và lipit. Muối là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nước tương vì nó điều chỉnh vị và bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, trong nước thải của các nhà máy sản xuất nước tương còn chứa một lượng các hóa chất để xúc rửa chai và vệ sinh thiết bị có dính các loại dầu mỡ trong quá trình bảo trì máy móc. 2.2.2. Tính chất Nước thải sản xuất nước tương có một số tính chất đặc trưng như sau Bảng 2.1.Tính chất chung của nước thải sản xuất nước tương Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn pH - 4–5 BOD5 mg/l 200 – 300 COD mg/l 300 - 600 SS mg/l 150 – 300 Tổng P mg/l ≤ 15 Tổng N mg/l ≤ 100 Matsushita Environment Airconditioning Eng. Co., Ltd. Döïa vaøo baûng tính chaát chung cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát nöôùc töông cho ta thaáy nöôùc thaûi ra ñaõ vöôït möùc chæ tieâu cho pheùp khaù cao, vaø trong thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi coù chöùa chaát höõu cô deã phaân huûy SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 11
  12. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI sinh hoïc cuõng nhö caùc chaát dinh döôõng cho vi sinh vaät söû duïng. Moâi tröôøng nöôùc thaûi coù tính axit nhöng khoâng cao, vi sinh vaät coù theå hoaït ñoäng. CHÖÔNG 3: TOÅNG QUAN VEÀ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC NOÙI CHUNG VAØ PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ BAÈNG BUØN HOAÏT TÍNH NOÙI RIEÂNG 3.1.TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI 3.1.1.Khaùi nieäm nöôùc thaûi Nöôùc thaûi laø nöôùc ñaõ duøng trong sinh hoaït, saûn xuaát hoaëc chaûy traøn qua caùc vuøng ñaát oâ nhieãm. Phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän hình thaønh, nöôùc thaûi ñöôïc chia laøm 3 loaïi :  Nöôùc thaûi sinh hoaït  Nöôùc thaûi coâng nghieäp  Nöôùc möa traøn qua vuøng ñaát oâ nhieãm Ngaøy nay, daân soá gia taêng quaù trình coâng nghieäp hoùa vaø ñoâ thò hoùa ngaøy caøng maïnh meõ, daãn ñeán nhu caàu söû duïng nöôùc raát lôùn. Trong khi nguoàn taøi nguyeân nöôùc laïi khoâng taêng leân, ñieàu naøy laøm suy giaûm nghieâm troïng caû veà chaát vaø löôïng cuûa nöôùc. 3.1.1.1 Nöôùc thaûi sinh hoaït SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 12
  13. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Laø nöôùc thaûi ra töø caùc hoaït ñoäng soáng haèng ngaøy cuûa con ngöôøi nhö : nöôùc taém, giaët, hoà bôi, nhaø aên, nhaø veä sinh, nöôùc röûa saøn nhaø… Chuùng chöùa khoaûng 58% chaát höõu cô vaø 42% chaát khoaùng. Ñaëc ñieåm cô baûn cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït laø haøm löôïng caùc chaát höõu cô khoâng beàn sinh hoïc cao nhö hydratcacbon, protein, môõ ; chaát dinh döôõng nhö photphat, nitô ; vi truøng ; chaát raén vaø muøi. Nöôùc thaûi sinh hoaït phaùt sin töø caùc hoä daân cö, coù löu löôïng nhoû, nhöng boá trí treân ñòa baøn raát roäng, khoù thu gom trieät ñeå xeáp vaøo loaïi nguoàn phaân taùn. 3.1.1.2.Nöôùc möa chaûy traøn qua caùc vuøng ñaát oâ nhieãm Ñöôïc hình thaønh do möa vaø chaûy ra töø ñoàng ruoäng. Chuùng bò oâ nhieãm bôûi caùc chaát voâ cô vaø höõu cô khaùc nhau. Nöôùc troâi qua khu vöïc daân cö, khu saûn xuaát coâng nghieäp, coù theå cuoán theo chaát raén, daàu môõ, hoùa chaát, vi truøng … Coøn nöôùc chaûy ra töø ñoàng ruoäng mang theo chaát raén , thuoác saùt truøng, phaân boùn … Nöôùc möa chaûy qua caùc khu röøng mang theo caùc chaát höõu cô ñoäng thöïc vaät, chaát raén lô löûng do xoùi moøn ñaát… Caùc loaïi nöôùc thaûi naøy theo tính chaát phaùt sinh nhö treân cuõng thuoäc loaïi nguoàn phaân taùn. 3.1.1.3.Nöôùc thaûi coâng nghieäp Xuaát hieän khi khai thaùc vaø cheá bieán caùc nguyeân lieäu höõu cô vaø voâ cô. Caùc nguoàn nöôùc thaûi bao goàm :  Nöôùc hình thaønh do phaûn öùng hoùa hoïc  Nöôùc ôû daïng aåm töï do vaø lieân keát trong nguyeân lieäu vaø chaát ban ñaàu, ñöôïc taùch ra trong quaù trình cheá bieán.  Nöôùc röûa nguyeân lieäu, saûn phaåm , thieát bò.  Dung dòch nöôùc caùi.  Nöôùc chieát, nöôùc haáp thuï. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 13
  14. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI  Nöôùc laøm nguoäi.  Caùc loaïi nöôùc khaùc : nöôùc bôm chaân khoâng töø thieát bò ngöng tuï hoøa troän, heä thoáng thu hoài tro öôùt, nöôùc röûa bao bì, nhaø xöôûng, maùy moùc… Nöôùc thaûi coâng nghieäp thöôøng coù löu löôïng lôùn vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm cao ñöôïc thoaùt ra töø caùc coâng cuûa nhaø maùy hoaëc khu coâng nghieäp, neân ñöôïc xeáp vaøo loaïi nguoàn ñieåm. 3.1.2.Tính chaát cuûa nöôùc thaûi Nöôùc thaûi chöùa raát nhieàu loaïi hôïp chaát khaùc nhau, vôùi soá löôïng vaø noàng ñoä cuõng thay ñoåi raát khaùc nhau.Coù theå phaân loaïi tính chaát nöôùc thaûi nhö sau : 3.1.2.1.Tính chaát vaät lyù Tính chaát vaät lyù cuûa nöôùc thaûi ñöôïc xaùc ñònh döïa treân caùc chæ tieâu : caùc chaát raén, ñoä ñuïc, maøu saéc, muøi vò, nhieät ñoä vaø löu löôïng.  Caùc chaát raén bao goàm caùc daïng sau :  Caùc chaát raén höõu cô : bao goàm C, H, O, N vaø coù theå ñöôïc chuyeån thaønh CO2 vaø H2O khi chaùy ôû 5500.  Chaát raén voâ cô : phaàn coøn laïi sau khi ñoát chaùy hoaøn toaøn caën, thu ñöôïc treân giaáy loïc.  Chaát raén lô löûng : loaïi chaát raén naøy thöôøng bò giöõ laïi bôûi caùc beå loïc ñeäm vôùi vaät lieäu xô vaø coù theå ñöôïc phaân loaïi nhoû hôn : toång caùc chaát raén lô löûng ( TSS) , caùc chaát raén lô löûng deã bay hôi ( VSS) vaø chaát raén lô löûng coá ñònh.  Caùc chaát raén tan : loaïi chaát raén naøy seõ ñi qua ñöôïc caùc beå loïc vaø cuõng ñöôïc phaân loaïi thaønh : toång haøm löôïng SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 14
  15. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI caùc chaát raén tan ñöôïc (TDS), caùc chaát raén tan deã bay hôi vaø caùc chaát raén tan coá ñònh.  Maøu : ñaây laø moät trong nhöõng thoâng soá ñeå xaùc ñònh chaát löôïng nöôùc. Nöôùc saïch thöôøng khoâng coù maøu, nöôùc thaûi môùi coù maøu hôi naâu saùng, tuy nhieân nhìn chung maøu nöôùc thaûi thöôøng laø maøu naâu xaùm coù vaån ñuïc. Maøu saéc cuûa nöôùc thaûi seõ bò thay ñoåi ñaùng keå neáu nhö noù bò nhieãm khuaån, khi ñoù nöôùc thaûi seõ coù maøu ñen toái.  Ñoä ñuïc : moät trong nhöõng ñaëc ñieåm deã nhaän bieát veà söï oâ nhieãm cuûa nöôùc, ñoù chính laø ñoä trong cuûa nöôùc, ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua ñoä ñuïc. Ñoä ñuïc cuûa nöôùc coù ñöôïc laø do söï toàn taïi caùc chaát lô löûng trong nöôùc, nhö taûo, caùc vi sinh vaät, ñaát seùt, boït xaø phoøng, caùc chaát taåy röûa… Phöông phaùp thöôøng söû duïng ñeå ño ñoä ñuïc trong xöû lyù nöôùc thaûi laø phöông phaùp UV – Vis.  Muøi : muøi coù ñöôïc laø do khí sinh ra töø quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô hay moät soá chaát ñöôïc ñöa theâm vaøo trong nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi sinh hoaït thoâng thöôøng coù muøi moác, nhöng neáu nöôùc thaûi bò nhieãm khuaån thì noù seõ chuyeån sang muøi tröùng thoái do söï taïo thaønh H2S trong nöôùc. 3.1.2.2. Tính chaát hoùa hoïc Caùc hôïp chaát höõu cô  Protein : laø hôïp chaát höõu cô chöùa nitô vôùi khoái löôïng phaân töû lôùn. Khi protein hieän dieän trong nöôùc thaûi vôùi soá löôïng lôùn, quaù trình phaân huûy caùc vi sinh vaät trong nöôùc thaûi seõ xaûy ra maïnh meõ vaø gaây ra muøi khoù chòu. Trong suoát quaù trình phaân huûy naøy, protein bò thuûy phaân thaønh amino axit, vaø sau ñoù laø amoni, H2S vaø cuoái cuøng laø caùc hôïp chaát höõu cô ñôn giaûn hôn.  Daàu vaø môõ : khoâng tan trong nöôùc nhöng laïi bò hoøa tan trong caùc dun moâi khaùc nhö daàu hoûa, cloroform vaø ete. Chuùng laø moät trong SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 15
  16. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI nhöõng chaát höõu cô oån ñònh nhaát vaø khoâng deã bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät.  Cacbonhydrat : Chuùng goàm caùc chaát höõu cô nhö : tinh boät, xenlulo, ñöôøng vaø chaát xô, vôùi thaønh phaàn chính laø C, H vaø O. Saûn phaåm cuoái cuøng cuûa quaù trình phaân huûy cacbohydrat trong ñieàu kieän khoâng coù oxy laø caùc axit höõu cô, röôïu vaø caùc chaát khí ( CO2, H2S,…).  Caùc chaát taåy röûa :ít tan trong nöôùc vaø coù theå gaây hieän töôïng noåi boït trong caùc nhaø maùy xöû lyù nöôùc thaûi. Caùc hôïp chaát voâ cô  Ñoä pH : ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua noàng ñoä H+. Tính axit cuûa nöôùc laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây nhieãm baån moâi tröôøng nöôùc, do caùc traàm tích thöôøng giaûi phoùng ñoäc chaát trong moâi tröôøng axit.  Ñoä kieàm : ñaëc tröng cho khaû naêng trung hoøa axit. Ñoä kieàm thöïc chaát laø moâi tröôøng ñeäm ( ñeå giöõ pH trung tính) cuûa nöôùc thaûi trong suoát quaù trình xöû lyù sinh hoùa.  Clo : Clo toàn taïi trong nöôùc vaø nöôùc thaûi chuû yeáu ôû daïng ion Cl-. Noàng ñoä clo trong nöôùc thaûi thöôøng cao hôn trong nöôùc nguyeân chaát.  Nitô : nitô thöôøng toàn taïi ôû caùc daïng : N höõu cô, N – NH3, N – NO2, N – NO3. Söï hieän dieän cuûa nitô trong nöôùc thaûi laø caàn thieát ñeå ñaùnh giaù hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi baèng quaù trình sinh hoïc.  Photpho : laø chaát dinh döôõng caàn thieát cho taát caû caùc teá baøo soáng vaø laø thaønh phaàn töï nhieân cuûa nöôùc thaûi.  Löu huyønh : laø nguyeân toá caàn thieát cho quaù trình toång hôïp protein. Sunfat bò bieán ñoåi sinh hoïc thaønh sunfit, sau ñoù coù theå keát hôïp vôùi hydro taïo thaønh H2S, laø ñoäc chaát ñoái vôùi ñoäng thöïc vaät. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 16
  17. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI  Caùc hôïp chaát gaây ñoäc : caùc chaát naøy ñoäc ñoái vôùi heä vi sinh vaät vaø aûnh höôûng ñeán quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc.  Caùc kim loaïi naëng : chuû yeáu ñöôïc tìm thaáy trong nöôùc thaûi coâng nghieäp, vaø chuùng cuõng coù aûnh höôûng khoâng toát cho quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc. 3.1.2.3.Tính chaát sinh hoïc Noùi ñeán tính chaát sinh hoïc trong nöôùc thaûi laø ñeà caäp ñeán caùc loaøi sinh vaät hieän dieän trong nöôùc thaûi, bôûi vì chính söï vaéng maët, coù maët hay phaùt trieån quaù möùc cuûa chuùng seõ chæ ra ñöôïc nguoàn nöôùc ôû tình traïng nhö theá naøo, coù bò nhieãm baån hay khoâng. Caùc thaønh phaàn sinh hoïc chính bao goàm :  Caùc ñoäng vaät nöôùc  Caùc thöïc vaät nöôùc  Ñoäng vaät nguyeân sinh, vi khuaån, virut… 3.2. TOÅNG QUAN VEÀ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc döïa treân hoaït ñoäng soáng cuûa vi sinh vaät, chuû yeáu laø vi khuaån dò döôõng hoaïi sinh coù trong nöôùc thaûi. Quaù trình hoaït ñoäng cuûa chuùng cho keát quaû laø caùc chaát höõu cô gaây nhieãm baån ñöôïc khoaùng hoùa vaø trôû thaønh nhöõng chaát voâ cô, caùc chaát khí ñôn giaûn vaø nöôùc. Cho ñeán nay, ngöôøi ta xaùc ñònh ñöôïc raèng, caùc vi sinh vaät coù theå phaân huûy ñöôïc taát caû caùc chaát höõu cô coù trong thieân nhieân vaø nhieàu hôïp chaát höõu cô toång hôïp nhaân taïo. Möùc ñoä phaân huûy vaø thôøi gian phaân huûy phuï thuoäc tröôùc heát vaøo caáu taïo caùc chaát höõu cô, ñoä hoøa tan trong nöôùc vaø haøng loaït caùc yeáu toá aûnh höôûng khaùc. Vi sinh vaät coù trong nöôùc thaûi söû duïng caùc hôïp chaát höõu cô vaø moät soá chaát khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo ra naêng löôïng. Quaù trình dinh döôõng laøm cho chuùng sinh saûn, phaùt trieån taêng soá löôïng SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 17
  18. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI teá baøo ( taêng sinh khoái ), ñoàng thôøi laøm saïch ( coù theå laø gaàn hoaøn toaøn ) caùc chaát höõu cô hoøa tan hoaëc caùc haït keo phaân taùn nhoû. Do vaäy, trong xöû lyù sinh hoïc, ngöôøi ta phaûi loaïi boû caùc taïp chaát phaân taùn thoâ ra khoûi nöôùc thaûi trong giai ñoaïn xöû lyù sô boä. Ñoái vôùi caùc taïp chaát voâ cô coù trong nöôùc thaûi thì phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc coù theå khöû caùc chaát sunfit, muoái amon, nitrat … caùc chaát chöa bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Saûn phaåm cuûa caùc quaù trình phaân huûy naøy laø khí CO2, nöôùc, khí N2, ion sulfat… 3.2.1. Phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân Phöông phaùp naøy döïa treân khaû naêng laøm saïch sinh hoïc trong moâi tröôøng ñaát vaø hoà nöôùc. Döïa treân nguyeân taéc ñoù, ngöôøi ta chia nhoùm caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi ra nhöõng phöông phaùp xuû lyù nhö sau : 3.2.1.1.Phöông phaùp ñoàng töôùi coäng ñoàng, ñoàng töôùi noâng nghieäp vaø ñoàng loïc Ngöôøi ta söû duïng ñoàng töôùi coäng ñoàng nhö moät bieän phaùp toå hôïp caùc quaù trình laøm saïch. ÔÛ ñaây seõ xaûy ra haøng loaït caùc quaù trình haùo hoïc, vaät lyù vaø sinh hoïc raát phöùc taïp. Vieäc söû duïng ñoàng töôùi sinh hoïc bao goàm hai muïc ñích chính nhö sau :  Xöû lyù vaø laøm saïch nöôùc thaûi.  Taän duïng caùc chaát dinh döôõng coù trong nöôùc thaûi ñeå troàng troït. Tuy nhieân, cuõng caàn phaûi hieåu raèng, khoâng phaûi taát caû caùc loaïi nöôùc thaûi naøo cuõng coù theå söû duïng phöông phaùp naøy ñöôïc. Vì raèng nhieàu loaïi nöôùc thaûi chöùa raát nhieàu vi sinh vaät gaây beänh ñaëc bieät laø chöùa nhieàu kim loaïi naëng hay caùc chaát ñoäc nguy hieåm. Nhöõng loaïi nöôùc thaûi thuoäc loaïi naøy khoâng theå xöû lyù theo phöông phaùp ñoàng loïc naøy ñöôïc maø phaûi aùp duïng nhöõng phöông phaùp raát ñaëc bieät ñeå loaïi tröø chuùng ra khoûi nöôùc thaûi. Neáu söû duïng phöông phaùp ñoàng töôùi SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 18
  19. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI coâng coäng maø khoâng tính ñeán aûnh höôûng ñoäc haïi cuûa nöôùc thaûi seõ gaây ra nhöõng taùc haïi raát nghieâm troïng cho söùc khoûe coäng ñoàng daân chuùng xung quanh vuøng xöû lyù. Phöông phaùp ñoàng töôùi coâng coäng thích hôïp ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït hay nöôùc thaûi coâng nghieäp chöùa nhieàu chaát höõu cô, khoâng chöùa vi sinh vaät gaây beänh vaø kim loaïi naëng. 3.2.1.2.Hoà sinh hoïc Hoà sinh hoïc laø hoà chöùa nöôùc thaûi ñöôïc thieát keá sao cho caùc quaù trình töï laøm saïch töï nhieân phaùt huy toái ña khaû naêng hoaït ñoäng cuûa chuùng. Hoà sinh hoïc ñöôïc aùp duïng roäng raõi hôn ñoàng loïc vaø ñoàng töôùi. Öu ñieåm lôùn nhaát cuûa hoà sinh hoïc laø chuùng chieám dieän tích nhoû hôn ñoàng loïc sinh hoïc. Ngoaøi nhöõng lôïi ích treân , hoà sinh hoïc coøn coù taùc duïng höõu ích sau:  Nuoâi troàng thuûy saûn nhö nuoâi taûo ñeå laøm thöïc phaåm gia suùc hay thöùc aên cho caù ( caù cheùp, caù roâ phi).  Cung caáp nöôùc cho troàng troït  Ñieàu hoøa doøng chaûy trong muøa möa vaø heä thoáng thoaùt nöôùc ôû ñoâ thò  Khoâng ñoøi hoûi chi phí cao  Baûo trì, ñieàu haønh ñôn giaûn. 3.2.2.Phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo Caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc trong ñieàu kieän töï nhieân coù nhieàu nhöôïc ñieåm nhö: Quaù trình xöû lyù hay quaù trình hoaït ñoäng cuûa sinh vaät trong nöôùc caàn xöû lyù khoâng ñöôïc kieåm soaùt chaët cheõ. Hieäu suaát xöû lyù theo phöông phaùp naøy thöôøng khoâng cao do söï khoâng oån ñònh veà soá löôïng vaø soá loaøi VSV töï nhieân coù trong nöôùc thaûi. SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 19
  20. Đồ án tốt nghiệp GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI Caùc yeáu toá khaùc nhö nhieät ñoä, pH cuõng khoâng ñoàng nhaát trong quaù trình xöû lyù. Trong khi ñoù, phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc trong ñieàu kieän nhaân taïo coù nhöõng öu ñieåm : Toaøn boä quaù trình sinh hoïc xaûy ra trong thieát bò kín, do ñoù ta hoaøn toaøn coù theå kieåm soaùt ñöôïc löôïng khí thaûi sinh ra. Chaát löôïng nöôùc sau xöû lyù ñaûm baûo theo caùc tieâu chuaån hieän haønh vaø hoaøn toaøn oån ñònh. 3.2.2.1.Phöông phaùp kî khí Quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô trong ñieàu kieän kî khí do quaàn theå vi sinh vaät hoaït ñoäng khoâng caàn söï coù maët cuûa oxy khoâng khí, saûn phaåm cuoái cuøng laø hoãn hôïp khí coù CH4, CO2, N2, H2,… trong ñoù coù tôùi 65% laø CH4( khí metan). Vì vaäy, quaù trình naøy cuõng coù theå goïi laø quaù trình leân men metan vaø quaàn theå vi sinh vaät ñöôïc goïi teân chung laø caùc vi sinh vaät metan. Caùc vi sinh vaät kî khí söû duïng moät phaàn chaát höõu cô trong nöôùc thaûi hoaëc moâi tröôøng ñeå xaây döïng teá baøo, taêng sinh khoái. Ngöôøi ta ñaõ tính toaùn löôïng chaát höõu cô duøng cho muïc ñích naøy chæ khoaûng 10% so vôùi toång soá caùc chaát höõu cô. Do vaäy, löôïng buøn hoaït tính hình thaønh trong phaân huûy kî khí laø raát thaáp. Ngöôøi ta aùp duïng phöông phaùp xöû lyù kî khí ñeå xöû lyù caùc loaïi baõ caën chaát thaûi coâng nghieäp, sinh hoaït cuõng nhö caùc loaïi nöôùc thaûi ñaäm ñaëc coù haøm löôïng chaát baån höõu cô cao : BOD ñeán 10 – 30 (g/l) Moät soá coâng trình xöû lyù sinh hoïc kî khí ñieån hình:  Beå töï hoaïi: Ñöôïc xaây döïng baèng caùc caáu kieän betoâng ñuùc saün, gaïch ñaù…moät ngaên hay nhieàu ngaên vôùi chöùc naêng : laéng vaø leân men caën laéng, thöôøng duøng cho caùc hoä gia ñình. Beå töï hoaïi cuõng ñöôïc söû duïng trong xöû lyù caën buøn cuûa heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn, vôùi thôøi gian löu buøn töø 1 – 2 thaùng, buøn ñöôïc naâng nhieät ñeán 350C vaø ñaùy beå coù vaùn thaùo SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản