Luận văn:Nghiên cứu khả năng thu hồi nguồn năng lượng khí sinh học từ quá trình xử lý nước thải chế biến mủ cao su thiên nhiên

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

102
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên nhân có thể do chưa phân tích hết các chỉ tiêu, đặc biệt các chỉ tiêu hữu cơ, do đó khi quá trình lên men, phân huỷ nhiều hợp chất như H2S, NH3… gây mùi khó chịu.. Công nghệ xử lý thường áp dụng công nghệ sinh học. Tuy nhiên để xử lý triệt để phải có các thiết bị và hệ thống đồng bộ nmới xử lý được

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu khả năng thu hồi nguồn năng lượng khí sinh học từ quá trình xử lý nước thải chế biến mủ cao su thiên nhiên

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG  HUỲNH MINH HI N NGHIÊN C U KH NĂNG THU H I NGU N NĂNG LƯ NG KHÍ SINH H C T QUÁ TRÌNH X LÝ NƯ C TH I CH BI N M CAO SU THIÊN NHIÊN Chuyên ngành: Công ngh môi trư ng Mã s : 60.85.06 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng – Năm 2012
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. Tr n Văn Quang Ph n bi n 1: ............................................................................. Ph n bi n 2: ............................................................................. Lu n văn s ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày ….. tháng ….. năm 2012. Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin-H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm h c li u, Đ i h c Đà N ng
3 M Đ U 1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI Trong nh ng năm g n ñây, trong b i c nh tài nguyên thiên nhiên ñang d n c n ki t thì khí sinh h c (Biogas) ñư c xem là m t trong nh ng ngu n năng lư ng tái t o có ti m năng r t l n và ñang ñư c khuy n khích phát tri n. Nư c th i ch bi n m cao su thiên nhiên có n ng ñ các ch t h u cơ cao và ch y u là các ch t h u cơ d phân h y sinh h c nên hoàn toàn thích h p cho vi c x lý sinh h c k khí k t h p v i vi c t n thu ngu n năng lư ng khí sinh h c. Trên th gi i, các nghiên c u t i các nư c như n Đ , Trung Qu c ñã cho th y hi u qu thu h i Biogas t quá trình XLNT ch bi n m cao su là r t cao. nư c ta, hi n nay các nhà máy ch bi n m cao su ch m i quan tâm ñ n vi c XLNT nh m ñ m b o các tiêu chu n môi trư ng quy ñ nh mà chưa có bi n pháp hi u qu ñ x lý bùn c n sinh ra cũng như thu h i Biogas t quá trình x lý. C n t i b g n m cao su cũng như bùn ho t tính dư không ñư c thu gom thư ng xuyên nên làm nh hư ng ñ n hi u su t x lý nư c th i, ñ ng th i quá trình phân h y k khí c n bùn làm phát sinh mùi hôi th i, gây ô nhi m môi trư ng. Xu t phát t nh ng cơ s trên, tôi th c hi n ñ tài ”Nghiên c u kh năng thu h i ngu n năng lư ng khí sinh h c t quá trình x lý nư c th i ch bi n m cao su thiên nhiên”. 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U - Xác ñ nh ñư c thành ph n c a Biogas (CH4, CO2, O2, khí khác) và s n lư ng Biogas (lít khí/g COD) sinh ra t quá trình phân h y k khí nư c th i và bùn c n thu t HT XLNT cao su.
4 - Xác ñ nh th i gian lưu th y l c (HRT) t i ưu c a quá trình phân h y ñ i v i t ng lo i nguyên li u khác nhau; 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U * Đ i tư ng nghiên c u : Đ i tư ng nghiên c u c a ñ tài là (1). nư c th i cao su t i mương ñánh ñông và c n t quá trình keo t nư c th i mương ñánh ñông (l y t i nhà máy cao su Hi p Đ c - Qu ng Nam); (2). c n t b g n m (l y t i HTXLNT c a nhà máy cao su Gio Linh – Qu ng Tr ); (3). váng cao su t b tuy n n i và bùn hi u khí (l y t quá trình v n hành các mô hình tuy n n i và mô hình hi u khí t i Phòng Thí nghi m). * Ph m vi nghiên c u: Xác ñ nh các thông s v n hành mô hình k khí x lý nư c th i và bùn c n cao su quy mô Phòng thí nghi m. Th i gian th c hi n ñ tài t tháng 12/2011 ñ n 8/2012. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U - Phương pháp th ng kê; - Phương pháp kh o sát th c ñ a; - Phương pháp tiêu chu n; - Phương pháp mô hình; - Phương pháp x lý s li u & ñánh giá k t qu ; Nơi ti n hành th c nghi m: Trung tâm Nghiên c u B o v môi trư ng, Đ i h c Đà N ng.
5 5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI 5.1. Ý nghĩa khoa h c Đóng góp thêm s li u cho các nghiên c u có liên quan v thu h i Biogas t quá trình XLNT ch bi n m cao su. 5.2. Ý nghĩa th c ti n K t qu c a ñ tài có th ñư c ng d ng ñ gi i quy t các v n ñ t n t i c a các nhà máy ch bi n m cao su: (1) hoàn thi n quy trình công ngh XLNT; (2) gi m thi u ô nhi m mùi hôi t HTXLNT và (3) thu h i ngu n năng lư ng khí sinh h c ph c v s n xu t. 6. B C C C A LU N VĂN Lu n văn g m có 03 Chương và trình bày theo b c c sau: M ñ u Chương 1. T ng quan Chương 2. Đ i tư ng, n i dung và phương pháp nghiên c u Chương 3. K t qu nghiên c u và th o lu n K t lu n và ki n ngh ------------------------
6 CHƯƠNG 1. T NG QUAN 1.1. NƯ C TH I T QUÁ TRÌNH CH BI N M CAO SU THIÊN NHIÊN 1.1.1. Ngành công nghi p cao su nư c ta Cao su là m t trong nh ng ngành công nghi p quan tr ng, ñóng góp r t l n vào t ng giá tr kim ng ch xu t kh u nư c ta. Hi n nay, cao su là cây tr ng ñ ng th 2 v t su t l i nhu n, ch sau cây cà phê. 1.1.2. Thành ph n, tính ch t hóa h c c a m cao su và quy trình công ngh ch bi n m cao su 1.1.2.1. Thành ph n và tính ch t hóa h c c a m cao su Thành ph n hóa h c c a m cao su bao g m: cao su (35-40%), protein (2%), Quebrachilol (1%) , xà phòng, acid beo (1% ), ch t vô cơ (0,5%), nư c (50 – 60%). Phân t cơ b n c a cao su là isoprene polymer (cis-1,4- polyisoprene [C5H8]n) có kh i lư ng phân t 105 -107. 1.1.2.2. Công ngh ch bi n m cao su Vi t Nam hi n nay ñang áp d ng các quy trình công ngh ch bi n m ly tâm, m c m, m t và m t p. - Công ngh ch bi n m ly tâm: M ly tâm ñư c ch bi n dưa trên phương pháp quay ly tâm ñ tách các h t m cao su ra kh i nư c do s khác nhau v t tr ng gi a chúng. - Công ngh ch bi n m nư c (m t và m c m): Hai lo i m này ñ u ñư c ch bi n qua các công ño n: ñánh ñông m nư c, gia công cơ h c (cán t , băm nh ), s y khô và cu i cùng là phân lo i, cân và ép ki n. S n ph m c a dây chuy n ch bi n m t là các t m cao su dày 3-4mm ñư c ép thành ki n n ng 33kg, còn s n ph m c a dây chuy n ch bi n m c m là các h t cao su có ñư ng kính 6mm ñư c ép thành ki n n ng 33kg. -Công ngh ch bi n m t p: M t p ñư c ch bi n qua các công ño n: X lý nguyên li u (ngâm, r a m ), gia công cơ h c, s y khô và cu i
7 cùng là phân lo i, cân và ép ki n. Do m t p có l n nhi u t p ch t như ñ t, cát… nên công ño n gia công cơ h c ñư c th c hi n k qua nhi u công ño n nh như c t, cán, băm nh ... nh m làm s ch h t các ch t b n dính bám trong kh i m . S n ph m c a dây chuy n này cũng gi ng v i dây chuy n ch bi n m c m là các h t cao su có ñư ng kính 6mm ñư c ép thành ki n n ng 33kg. 1.1.3. Ngu n g c, thành ph n và tính ch t nư c th i cao su 1.1.3.1. Ngu n g c phát sinh nư c th i - Dây chuy n ch bi n m ly tâm: Nư c th i sinh ra t quá trình ly tâm m ; r a máy móc thi t b và v sinh nhà xư ng. - Dây chuy n ch bi n m nư c (m c m và m t ): Nư c th i sinh ra t khâu ñánh ñông; các máy cán, băm; r a máy móc thi t b và v sinh nhà xư ng. - Dây chuy n ch bi n m t p: Nư c th i sinh ra t quá trình ngâm, r a m t p; máy c t, cán, băm; r a máy móc thi t b và v sinh nhà xư ng. 1.1.3.2. Thành ph n, tính ch t nư c th i cao su - Dây chuy n ch bi n m ly tâm: Nư c th i có pH khá cao (9- 11); n ng ñ ch t h u cơ và nitơ r t cao (COD ≈ 6.000-7.000 mg/l; Nt ≈ 500-600 mg/l). - Dây chuy n ch bi n m nư c (m c m và m t ): Nư c th i có pH th p (4-5,6); n ng ñ ch t h u cơ, ch t r n lơ l ng và nitơ cao (COD ≈ 3.500-4.500 mg/l; Nt ≈ 90-150 mg/l; SS ≈ 800-1.200 mg/l). - Dây chuy n ch bi n m t p: Nư c th i có pH tương ñ i th p (5-6); n ng ñ ch t h u cơ và nitơ không cao nhưng n ng ñ ch t r n lơ l ng cao (COD ≈ 500-1000 mg/l; Nt ≈ 40-50 mg/l; SS ≈ 1.000-2.500 mg/l). 1.1.4. Các nh hư ng c a nư c th i cao su ñ n môi trư ng 1.1.4.1. nh hư ng ñ n môi trư ng t nhiên
8 N u không ñư c x lý và ki m soát, nư c th i cao su s nh hư ng x u ñ n môi trư ng nư c m t và h sinh thái th y sinh. Ngoài ra, quá trình phân h y nư c th i s phát sinh mùi hôi gây làm ô nhi m môi trư ng không khí. 1.1.4.2. nh hư ng ñ n s c kho con ngư i và kinh t xã h i Ô nhi m môi trư ng nư c và không khí do nư c th i cao su s gián ti p nh hư ng ñ n s c kh e c a con ngư i s ng và làm vi c trong vùng b nh hư ng c a các nhà máy cao su. Ngoài ra, ngu n nư c m t b ô nhi m s làm suy gi m ch t lư ng nư c tư i tiêu và nuôi tr ng th y h i s n, nh hư ng ñ n các ngành kinh t khác như nông nghi p và ngư nghi p. 1.2. CÔNG NGH X LÝ NƯ C TH I CAO SU 1.2.1. Công ngh x lý nư c th i cao su trên Th gi i Các nghiên c u XLNT t quá trình ch bi n m cao su thiên nhiên ñã ñư c b t ñ u t nh ng năm ñ u th p k 60 c a th k 20. châu Á, các quá trình công ngh thư ng s d ng là x lý cơ h c k t h p v i x lý sinh h c. Malaysia là nư c ñi ñ u trong nghiên c u và ng d ng công ngh XLNT cao su, ti p ñ n là các nư c như Thái Lan, Indonesia, n Đ … Trong 20 năm tr l i ñây, công ngh x lý ñã ñ t ñư c nh ng bư c ti n l n, ngày càng ñư c hoàn thi n và vi c ki m soát các ch t ô nhi m trong nư c th i ñã tr nên ñơn gi n. 1.2.2. Công ngh x lý nư c th i cao su t i Vi t Nam Công ngh XLNT nư c ta nhìn chung gi ng v i công ngh ñư c áp d ng trên th gi i, ch y u s d ng các phương pháp cơ h c và sinh h c. Phương pháp cơ h c v i các bi n pháp k thu t bao g m: các b g n thu h i m ; tách các ch t lơ l ng b ng các bi n pháp tuy n n i ho c b ng các b l ng ngang k t h p v i vi c s d ng các lo i hóa ch t keo t . Các quá trình công ngh và bi n pháp k thu t công trình ch y u là: UASB và bùn
9 ho t tính (Aeroten, h hi u khí, mương oxy hóa). V i các nhà máy có di n tích ñ t r ng và các xư ng tư nhân có quy mô ñ u tư nh thư ng s d ng h sinh h c nhi u b c k t h p v i vi c th l c bình [4]. 1.2.3. Các v n ñ t n t i - Công ño n tách m chưa ñư c hi u qu làm nh hư ng ñ n các công trình x lý sinh h c phía sau; - N ng ñ các ch t dinh dư ng (Nt và NH4+ - N) trong nư c th i sau x lý v n còn cao so v i tiêu chu n x th i; - Chưa gi i quy t ñư c v n ñ mùi hôi do quá trình phân h y k khí bùn c n t h th ng x lý. 1.3. T NG QUAN V KHÍ SINH H C (BIOGAS) 1.3.1. Bioagas và quá trình s n xu t khí biogas 1.3.1.1. B n ch t hóa h c c a Biogas Biogas là s n ph m bay hơi ñư c c a quá trình lên men k khí phân gi i các h p ch t h u cơ. Thành ph n c a Biogas g m có CH4, CO2, H2S, H2, O2, N2,… Trong ñó, CH4 là thành ph n ch y u và là m t lo i khí cháy ñư c. 1.3.1.2. Ngu n nguyên li u s n xu t khí sinh h c T t c ph li u, ph th i có ngu n g c th c v t trong s n xu t nông - lâm nghi p, ch bi n nông lâm s n và sinh ho t gia ñình ñ u có th s d ng làm nguyên li u s n xu t khí sinh h c. 1.3.1.3. Các y u t nh hư ng ñ n quá trình lên men t o khí Các y u t nh hư ng ñ n quá trình lên men t o khí sinh h c như nhi t ñ môi trư ng, ñ pH c a h n h p trong b phân h y, t l C/N c a nguyên li u, t l pha loãng, th i gian lưu th y l c, ñ c tính nguyên li u, t c ñ b sung nguyên li u vào b phân h y, m c ñ k khí và ñ c t … 1.3.2. Cơ s sinh h c c a quá trình lên men t o khí sinh h c Quá trình lên men k khí sinh metan g m 03 giai ño n là: th y phân,
10 lên men axit và lên men metan. 1.4. CÁC NGHIÊN C U VÀ NG D NG THU H I BIOGAS T QUÁ TRÌNH X LÝ NƯ C TH I CAO SU 1.4.1. Các nghiên c u và ng d ng nư c ngoài Hi n nay, t i Châu Á thì n Đ và Trung Qu c là hai qu c gia ñ u tiên ñã th c hi n nh ng nghiên c u thu h i Biogas t quá trình XLNT cao su và ng d ng vào quá trình s n xu t (s y s n ph m). K t qu nghiên c u Trung Qu c t nư c th i ch bi n cao su ñ nh chu n cho th y lư ng khí sinh ra > 01 m3/m3 nư c th i.ngày trong quá trình lên men nhi t ñ thư ng (CH4≈ 60%). K t qu nghiên c u n Đ t nư c th i ch bi n m t xông khói (RSS) cho th y lư ng khí sinh ra là 360 lít/m3 nư c th i. 1.4.2. Các nghiên c u và ng d ng trong nư c nư c ta hi n nay chưa có công trình nghiên c u thu h i khí sinh h c t quá trình XLNT cao su ñư c công b cũng như chưa ñư c ng d ng th c t t i các nhà máy cao su. 1.5. HI N TR NG X LÝ NƯ C TH I T I CÁC NHÀ MÁY CH BI N M CAO SU TRÊN Đ A BÀN MI N TRUNG - TÂY NGUYÊN 1.5.1. Gi i thi u chung Trên ñ a bàn Mi n Trung - Tây Nguyên hi n nay có kho ng 25 nhà máy ch bi n m cao su ñang ho t ñ ng và 03 d án ñang ñư c tri n khai th c hi n. Công su t s n xu t c a các nhà máy dao ñ ng t 500 – 12.000 t n/năm. 1.5.2. Hi n tr ng XLNT t i các nhà máy ch bi n m cao su Hi n nay, h u h t các nhà máy ñ u ñã có HTXLNT v i công su t t 60 - 2.000 m3/ngày ñêm. Công ngh x lý nư c th i ph n l n d a vào các phương pháp cơ h c (l ng cát, g n m , tuy n n i) và sinh h c (k khí, hi u khí, tùy ti n).
11 1.5.3. Các v n ñ t n t i - Hi u qu XLNT thư ng không n ñ nh, ñ c bi t chưa x lý tri t ñ ñư c các ch t dinh dư ng (NH4+-N, PO43--P); - Chưa x lý hi u qu bùn c n sinh ra t HTXL; - Không ki m soát ñư c v n ñ mùi hôi sinh ra t HTXL; CHƯƠNG 2. Đ I TƯ NG, N I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 2.1. Đ I TƯ NG NGHIÊN C U Đ i tư ng nghiên c u c a ñ tài là nư c th i mương ñánh ñông và c n t quá trình keo t nư c th i (l y t i nhà máy cao su Hi p Đ c - Qu ng Nam), c n t b g n m (l y t i Hình 2.1 - Đ i tư ng nghiên c u HTXLNT c a nhà máy cao su Gio Linh – Qu ng Tr ), váng cao su tuy n n i và bùn hi u khí (l y t quá trình v n hành các mô hình tuy n n i và mô hình hi u khí t i Phòng Thí nghi m). 2.2. N I DUNG NGHIÊN C U 2.2.1. Kh o sát thành ph n, tính ch t nư c th i và c n c a các nhà máy cao su L y m u nư c th i và c n t i các nhà máy cao su Gio Linh – Qu ng Tr và Hi p Đ c – Qu ng Nam ñem v Phòng thí nghi m ñ phân tích các thông s ñ c trưng.
12 2.2.2. Nghiên c u th c nghi m 2.2.2.1. Mô hình k khí 500ml kh o sát sát kh năng sinh khí Mô hình này g m có 03 bình k khí 500 ml. M i bình ñư c l p ñ t thêm ng d n khí, van khóa và túi ch a khí. Th i gian v n hành mô hình t ngày 07/01/2012 – 02/02/2012. - N p bùn k khí và c n, bùn vào các serum v i th tích ñã ñư c tính toán theo t l nguyên li u : bùn k khí = 1:1 và ñư c trình bày t i B ng 2.1. - Hàng ngày, ti n hành ñ o tr n h n h p trong các serum và theo dõi lư ng khí sinh ra. Khi túi ñ y khí thì ti n hành lưu tr khí ñ ño thành ph n và th tích khí sinh ra vào cu i ñ t th c nghi m. Đ u và cu i ñ t th c nghi m l y m u h n h p trong các bình k khí phân tích các thông Hình 2.2 - Mô hình k khí 500ml s pH, ñ m, ñ tro, ñ ki m, COD. B ng 2.1 - T l nguyên li u và bùn k khí n p vào bình 500ml Bình Nguyên li u n p vào mô hình T l Bình 1 C n cao su t i b g n m và bùn k khí 1:1 Bình 2 Bùn hi u khí và bùn k khí 1:1 C n cao su t i b g n m , bùn hi u khí và Bình 2 1:1:2 bùn k khí 2.2.2.2. Mô hình k khí 40 lít phân h y nư c th i và bùn c n a) Trư ng h p n p li u gián ño n
13 Mô hình này g m 03 bình k khí có th tích 40 lít. M i bình ñư c l p ñ t ñư ng ng d n khí, ng ño áp su t, van khóa và túi ch a khí và h th ng s c khí tu n hoàn ñ ñ o tr n h n h p bùn c n. - N p bùn k khí và c n, bùn vào các serum v i th tích ñã ñư c tính toán theo t l nguyên li u : bùn k khí = 1:1 . Chú thích: 1. Bình khí 40 lít; 2. H n h p c n bùn; 3. ng ñ o tr n khí ñ c l ; 4. ng Hình 2.3 - Mô hình k x ñáy; 5. Máy nén khí; 6. ng d n khí 40 lít khí; 7. Túi ch a khí B ng 2.2 - T l nguyên li u và bùn k khí n p vào mô hình k khí 40l (trư ng h p n p li u gián ño n) Th c nghi m Nguyên li u n p vào mô hình T l Bình C n cao su t i b g n m và bùn k 1:1 Th c nghi m 1 khí 1 Bình C n cao su t i b g n m và bùn k 1:1 (4/02- 2 khí 09/3/2012) Bình C n cao su t i b g n m và bùn k 1:1 3 khí Bình C n keo t nư c th i mương ñánh 1:1 1 ñông và bùn k khí Th c nghi m Bình Nư c th i mương ñánh ñông và 2 1:1 2 bùn k khí (10-30/ C n cao su t i b g n m và bùn k 3/2012) Bình khí (gi nguyên bùn c n trong Bình 1:1 3 3 c a Th c nghi m 1) Th c nghi m Bình Nư c th i mương ñánh ñông và 1:1 1 bùn k khí
14 3 Bình Bùn hi u khí, nư c th i mương 1:1:2 (06-23/ 2 ñánh ñông và bùn k khí 4/2012) Bình Bùn hi u khí, váng cao su n i t b 1:4:5 3 tuy n n i và bùn k khí Hàng ngày, ti n hành s c khí ñ o tr n h n h p trong mô hình và ño ñ c thành ph n, th tích khí sinh ra. Đ u và cu i m i ñ t th c nghi m l y m u h n h p trong mô hình phân tích các thông s pH, ñ m, ñ tro, ñ ki m, COD, Nt, Pt. b) Trư ng h p n p li u liên t c Trong trư ng h p này, mô hình ñư c l p ñ t thêm bình ch a nư c th i (V = 20 lít); h th ng ng d n và van khóa ñ c p nư c th i vào và l y nư c th i ra. Mô hình ñư c v n hành 01 ñ t (t ngày 27/6/2012 ñ n ngày 22/8/2012) v i nguyên li u ñ u vào nư c th i mương ñánh ñông. - Kh i ñ ng mô hình: n p 40 lít h n h p nư c th i và bùn k khí vào 3 bình k khí. Sau 15 ngày: + Hàng ngày, ti n hành s c khí tu n hoàn và ño ñ c thành ph n, th tích khí sinh ra c 3 bình. + N p nư c th i vào các bình k khí (01 lít/ngày), ñ ng th i l y nư c th i ñ u ra. L y m u, phân tích các thông s pH, ñ ki m, COD, NH4+ trong nư c th i ñ u vào và ra mô hình. Đ u và cu i ñ t th c nghi m, l y m u h n h p trong 3 bình phân tích các thông s pH, ñ m, ñ tro, ñ ki m, COD. 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 2.3.1. Phương pháp th ng kê 2.3.2. Phương pháp kh o sát th c ñ a 2.3.3. Phương pháp mô hình 2.3.4. Phương pháp tiêu chu n 2.3.5. Phương pháp x lý s li u & ñánh giá k t qu
15 CHƯƠNG 3. K T QU NGHIÊN C U & TH O LU N 3.1. K T QU KH O SÁT NƯ C TH I VÀ C N T I CÁC NHÀ MÁY CAO SU 3.1.1. K t qu kh o sát nư c th i và c n c a nhà máy cao su Gio Linh - Qu ng Tr 3.1.1.1. Ngu n phát sinh và bi n pháp x lý Nư c th i sinh ra t dây chuy n ch bi n m c m và m t p. Lư ng nư c th i dao ñ ng t 1.200 - 1.500 m3/ngày ñêm. Nhà máy ñã ñ u tư và ñưa vào v n hành HTXLNT v i công su t 1.500 m3/ngày ñêm. Bùn c n sinh ra t HTXLNT ñư c thu gom và ch a trong sân phơi bùn ñ tách nư c. 3.1.1.2. K t qu phân tích nư c th i và c n c a nhà máy K t qu phân tích cho th y nư c th i nhà máy có ñ pH th p, n ng ñ COD, SS và Nt, Pt cao. C n t i b g n m có hàm lư ng ch t h u cơ (COD) và Nitơ r t cao. Đ tro: 19,7 – 25,6%, ñ ki m: 3.700 - 6.000 mg/l và ñ m: 77,8 - 82%. 3.1.2. K t qu kh o sát nư c th i và c n bùn t i nhà máy cao su Hi p Đ c 3.1.2.1. Ngu n phát sinh và bi n pháp x lý Nư c th i sinh ra t dây chuy n ch bi n m t , m c m và m t p. Lư ng nư c th i sinh ra t i ña 600 m3/ngày ñêm. Hi n nay, nhà máy ho t ñ ng chưa h t công su t và lư ng nư c th i ít nên t m th i nư c th i ñư c ch a và x lý sơ b trong h tùy nghi (th i gian lưu là 6 tháng) trong th i gian ñ u tư xây d ng HTXL. 3.1.2.2. K t qu phân tích nư c th i và c n c a nhà máy
16 K t qu ño ñ c, phân tích cho th y nư c th i nhà máy có ñ pH th p, n ng ñ SS, COD, Nt, Pt r t cao. C n hàm lư ng ch t h u cơ (COD), Nitơ r t cao. Đ tro: 30,6 - 2534,2%, ñ ki m: 3.700 – 5.300 mg/l và ñ m: 92,5 – 93,9%. 3.2. K T QU TH C NGHI M 3.2.1. K t qu kh o sát kh năng sinh khí v i mô hình k khí 500ml 3.2.1.1. Kh năng sinh khí K t qu v n hành mô hình cho th y có th thu h i Biogas t quá trình phân h y k khí nư c th i và bùn c n cao su. 3.2.1.2. Các thông s c a quá trình phân h y * Thành ph n khí sinh h c: Ch t lư ng khí V (ml) 1800 1685 1595 sinh ra t quá trình 1600 1400 phân h y k khí c n 1200 1000 cao su t i b g n m t t 800 575 600 hơn so v i bùn hi u 400 200 khí. Thành ph n 0 Bình 1 Bình 2 Bình 3 Biogas g m có: CH4 (27-55%), CO2 (21,7- Hình 3.1 - Đ th bi u di n lư ng khí sinh ra t i 3 bình – 24,3%), O2 (0,6-1,5%), Mô hình k khí 500ml khí khác (19-49%), * S n lư ng khí sinh ra: M t gam ch t h u cơ trong c n cao su t i b g n m , bùn hi u khí dư và h n h p c n - bùn có kh năng sinh ra l n lư t là 0,17; 0,09 và 0,15 lít khí sinh h c. 3.2.2. K t qu v n hành mô hình x lý bùn c n 40 lít 3.2.2.1. K t qu v n hành mô hình 40 lít trong trư ng h p n p li u gián ño n a) K t qu Th c nghi m 1
17 * Th i gian lưu th y l c t i ưu: Th i gian lưu t i ưu khi phân h y c n t i b g n m cao su là 30 ngày. * Thành ph n khí sinh h c: Thành ph n Biogas 12 V1 V2 V3 Tkk ∑V1 ∑V2 ∑V3 240 sinh ra t quá trình 210 Tkk (0C); ∑V1, ∑V2, ∑V3 (lít) 10 V1, V2, V3 (lít/ngày) 180 phân h y c n t i b g n 8 150 m g m có: CH4 (dao 6 120 90 ñ ng t 28,5-76,2%, 4 60 2 trung bình 62%), CO2 30 0 0 (dao ñ ng t 15,2- 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Th i gian th c nghi m (ngày) 37,1%, trung bình Hình 3.3 - Đ th bi u di n lư ng khí sinh ra 25%), O2 (dao ñ ng t theo th i gian (Th c nghi m 1) 0,1-7%, trung bình 1,37%), khí khác (dao ñ ng t 0,6-57,9%, trung bình 12,37%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh. * S n lư ng khí sinh ra - M t gam ch t h u cơ trong c n t i b g n m có kh năng sinh ra 0,15 - 0,28 lít khí sinh h c (trung bình 0,22 lít/g). b) K t qu Th c nghi m 2 V1 V2 V3 Tkk ∑V1 ∑V2 ∑V3 * Th i gian lưu th y l c 11 110 10 100 t i ưu: Th i gian lưu t i ưu 9 90 Tkk (0C); ∑V1, ∑V2, ∑V3 (lít) V1, V2, V3 (lít/ngày) 8 80 khi phân h y nư c th i t i 7 70 6 60 mương ñánh ñông và c n t 5 50 4 40 quá trình keo t nư c th i cao 3 30 2 20 su là là 12 ngày. 1 10 0 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 * Thành ph n khí sinh Th i gian th c nghi m (ngày) h c: Hình 3.7 - Đ th bi u di n lư ng khí - Thành ph n Biogas sinh ra sinh ra theo th i gian (Th c nghi m 2)
18 t quá trình phân h y nư c th i cao su t i mương ñánh ñông g m có: CH4 (dao ñ ng t 3,5-68,9%, trung bình 40,5%), CO2 (dao ñ ng t 11,8-38,2%, trung bình 24,8%), O2 (dao ñ ng t 0,2-10,5%, trung bình 3,1%), khí khác (dao ñ ng t 6,1-62,4%, trung bình 31,7%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh. - Thành ph n Biogas sinh ra t quá trình phân h y c n t quá trình keo t nư c th i cao su g m có: CH4 (dao ñ ng t 4,7-73,4%, trung bình 45,3%), CO2 (dao ñ ng t 13,8-54,1%, trung bình 31,0%), O2 (dao ñ ng t 0,2-10%, trung bình 2,1%), khí khác (dao ñ ng t 4,1-47,3%, trung bình 11,5%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh. * S n lư ng khí: M t gam ch t h u cơ trong nư c th i cao su (t mương ñánh ñông) và c n cao su t quá trình keo t nư c th i có kh năng sinh ra l n lư t là 0,12 và 0,17 lít khí sinh h c. c) K t qu Th c nghi m 3 * Th i gian lưu th y l c t i ưu: Th i gian lưu t i ưu khi phân h y h n h p bùn hi u khí và váng cao su tuy n n i là 10 ngày. * Thành ph n khí sinh h c: - Thành ph n Biogas 9 V1 V2 V3 Tkk ∑V1 ∑V2 ∑V3 80 sinh ra t quá trình phân 8 70 Tkk (0C); ∑V1, ∑V2, ∑V3 (lít) 7 60 h y h n h p bùn hi u 6 V1, V2, V3 (lít) 50 5 40 khí dư - nư c th i cao su 4 30 3 t i mương ñánh ñông 2 20 1 10 g m có: CH4 (dao ñ ng 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 Th i gian th c nghi m (ngày) t 20-51,1%, trung bình Hình 3.9 - Đ th bi u di n lư ng khí 30,2%), CO2 (dao ñ ng t sinh ra theo th i gian (Th c nghi m 3) 4,8-26,6%, trung bình 15,5%), O2 (dao ñ ng t 0,2-8%, trung bình 1,8%), khí khác (dao ñ ng t
19 21,6-71,9%, trung bình 52,5%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh. - Thành ph n Biogas sinh ra t quá trình phân h y h n h p bùn hi u khí dư - váng cao su tuy n n i g m có: CH4 (dao ñ ng t 25,4- 69,7%, trung bình 49,8%), CO2 (dao ñ ng t 6,3-27,6%, trung bình 20,6%), O2 (dao ñ ng t 0,2-2%, trung bình 0,8%), khí khác (dao ñ ng t 6,1-66,4%, trung bình 28,8%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh. * S n lư ng khí: - M t gam ch t h u cơ trong bùn hi u khí dư có kh năng sinh ra 0,09 lít khí sinh h c. - M t gam ch t h u cơ trong váng cao su tuy n n i có kh năng sinh ra 0,06 lít khí sinh h c. 3.2.2.2. K t qu v n hành mô hình 40 lít trong trư ng h p n p li u liên t c * Thành ph n khí sinh h c: 6 100 Thành ph n Biogas sinh ra V1 V2 V3 Tkk ∑V1 ∑V2 ∑V3 90 5 Tkk (0C); ∑V1, ∑V2, ∑V3 (lít) 80 t quá trình phân h y nư c th i V 1, V2, V3 (lít/ng ày) 70 4 cao su t i mương ñánh ñông 60 3 50 g m có: CH4 (dao ñ ng t 23,9- 2 40 30 54,7%, trung bình 38,6%), CO2 1 20 10 (dao ñ ng t 10,1-35,5%, trung 0 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 bình 27,9%), O2 (dao ñ ng t Th i gian (ngày) Hình 3.11- Đ th bi u di n lư ng khí 0,1-7,2%, trung bình 0,6%), khí sinh ra theo theo th i gian (Th c khác (dao ñ ng t 10,3-54,3%, nghi m 4) trung bình 32,9%). Khí Biogas sinh ra cháy ñư c, cho ng n l a màu xanh.
20 * S n lư ng khí: 100 7000 90 M t gam ch t h u cơ 6000 80 Hi u su t x lý COD (%) COD (mg/l); Đ ki m (mg/l) trong nư c th i cao su t 5000 70 60 mương ñánh ñông có kh 4000 50 3000 40 năng sinh ra t 0,35-0,42 lít 2000 30 20 khí sinh h c, trung bình 1000 10 0 0 0,39 lít khí sinh h c. 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Th i gian (ngày) * S bi n thiên ñ Đ ki m trong nư c vào (mg/l) Đ ki m trong nư c ra (mg/l) COD vào (mg/l) COD ra (mg/l) Hi u su t COD (%) ki m và hi u su t x lý Hình 3.14 - Đ th bi u di n s bi n thiên ñ ch t h u cơ ki m và hi u su t lo i b các ch t - Đ ki m bên trong các h u cơ c a mô hình k khí n p li u liên t c bình k khí ñư c duy trì n ñ nh và m c cao trong su t th i gian th c nghi m. M c dù ñ ki m trong nư c th i ñ u vào th p (dao ñ ng t 150-600 mg/l) nhưng ñ ki m trong nư c th i ñ u ra tương ñ i cao (dao ñ ng t 1.200 – 3.380 mg/l, trung bình là 1.500 mg/l). - Hi u su t x lý ch t h u cơ c a các mô hình tương ñ i cao. N ng ñ COD trong nư c th i ra kh i mô hình tương ñ i n ñ nh (trung bình 860 mg/l) dù n ng ñ COD trong nư c ñ u vào có s dao ñ ng ñ ng l n (t 1.200 – 7.180 mg/l). V i th i gian lưu nư c 25 ngày và t i tr ng ch t h u cơ là 0,3 - 0,5 kgCOD/m3.ngày thì hi u su t x lý COD trung bình ñ t 58,2%, cao nh t ñ t 91,7%. 3.3. Đ XU T PHƯƠNG ÁN THU H I KHÍ SINH H C T QUÁ TRÌNH X LÝ NƯ C TH I T I NHÀ MÁY CAO SU HI P Đ C 3.3.1. Cơ s ñ xu t - Lư ng nư c th i c a nhà máy là 600 m3/ngày ñêm;