NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN BÁNH TRÁNG BẰNG BỂ USBF

- NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN BÁNH TRÁNG BẰNG BỂ USBF Lê Hoàng Việt 1 , Nguyễn Võ Châu Ngân 1 , Lê Thị Soàn và Văn Minh Quang.
- Polyaluminium Chloride, nước thải chế biến bánh tráng, bể USBF.
- Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu xử lý nước thải chế biến bánh tráng bằng bể USBF quy mô phòng thí nghiệm.
- Kết quả thí nghiệm xử lý trực tiếp nước thải (sau khi bổ sung dưỡng chất) cho hiệu suất loại bỏ BOD 5 và COD rất cao (91% và 92.
- tuy nhiên một số chỉ tiêu của nước thải đầu ra chưa đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT.
- Nếu nước thải chế biến bánh tráng được tiền xử lý bằng Polyaluminium Chloride để giảm bớt lượng SS và chất hữu cơ, hiệu suất loại bỏ BOD 5 và COD lần lượt 98% và 97,2%, nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/ BTNMT (cột A).
- Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng để xử lý nước thải của Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu thuộc Công ty Lương thực Tiền Giang.
- Nồng độ các chất ô nhiễm chủ yếu (SS, BOD 5 , COD, TKN và P t ) của nước thải xí nghiệp sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột A)..
- Do đặc thù của các sản phẩm sản xuất từ tinh bột, nước thải sản xuất của loại hình chế biến bánh tráng thường chứa nhiều các tạp chất hữu cơ ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng, trong đó chủ yếu là các.
- Ngoài ra trong nước thải sản xuất chế biến bánh tráng còn sự có mặt của muối ăn có khả năng ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải về sau.
- Điều này đặt ra một số thử thách cho công tác thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải của ngành sản xuất này..
- Trong những năm gần đây, qui trình tách chất rắn bằng công nghệ lọc dòng ngược qua thảm bùn (Upflow Sludge blanket Filtration) kết hợp với bể bùn hoạt tính được áp dụng nhiều để xử lý nước thải.
- Nhiều tác giả đã cho rằng qui trình kết hợp này rất thích hợp cho việc thiết kế mới và cải tạo các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp (Mesdaghinia et al., 2010).
- nghiên cứu áp dụng bể USBF để xử lý nước thải đô thị (Trương Thanh Cảnh et al., 2006).
- Vì vậy, nghiên cứu này được tiến hành trên mô hình phòng thí nghiệm để xác định các thông số thiết kế, vận hành bể USBF, từ đó ứng dụng để cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu – Tiền Giang..
- Đối tượng thí nghiệm: nước thải chế biến bánh tráng thu thập từ Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu - Công ty Lương thực Tiền Giang.
- Mẫu nước thải lấy từ ống dẫn nước thải đầu vào bể điều lưu của hệ thống xử lý nước thải của xí nghiệp..
- Hình 1: Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu Hình 2: Vị trí lấy mẫu nước thải thí nghiệm Mô hình bể USBF sử dụng trong thí nghiệm.
- Trong khi đó vi khuẩn ở ngăn thiếu khí của bể USBF sẽ khử ni-trát của nước thải, biến ni-trát thành các chất khí bay ra khỏi nước thải (Wang et al., 2009).
- Lê Hoàng Việt, 2009), Trong khi đó, nước thải chế biến bánh tráng có thành phần chính là tinh bột gạo với công thức phân tử (C 6 H 10 O 5 ) n nên không bảo đảm tỉ lệ cần thiết này.
- Do đó, nước thải sẽ được bổ sung dưỡng chất trước khi xử lý và ngăn thiếu khí của bể USBF được điều chỉnh lại thành ngăn hiếu khí để tránh quá trình khử ni-trát làm thất thoát lượng đạm bổ sung.
- Hình 3: Mô hình bể USBF thường sử dụng.
- (Mesdaghinia et al., 2010) Hình 4: Mô hình bể USBF dùng trong nghiên cứu Do bể USBF có khả năng chịu tải nạp chất hữu.
- cơ cao hơn bể bùn hoạt tính truyền thống (Wang et al., 2009), nghiên cứu này sẽ sử dụng bể USBF xử lý trực tiếp nước thải chế biến bánh tráng (thí nghiệm 1).
- Trường hợp nước thải đầu ra của bể USBF đạt cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT sẽ dừng thí nghiệm.
- Nếu nước thải đầu ra của bể USBF chưa tốt, nước thải đầu vào sẽ được xử lý sơ cấp bằng biện pháp keo tụ và lắng (hóa chất sử dụng là Polyaluminium Chloride - PAC) nhằm giảm SS và BOD 5 của nước thải, từ đó giảm tải nạp cho bể USBF giúp đạt hiệu quả xử lý cao hơn (thí nghiệm 2).
- Cả hai thí nghiệm được tiến hành trên mô hình bể USBF bố trí tại Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu - Công ty Lương thực Tiền Giang..
- 2.2 Các thông số vận hành mô hình USBF Hàm lượng vi sinh vật trong ngăn hiếu khí của bể USBF được chọn theo nguyên tắc tương tự hàm lượng vi sinh vật cho bể bùn hoạt tính truyền thống, nghĩa là nằm trong khoảng mg/L và ở nồng độ BOD 5 của nước thải càng cao thì chọn mật độ bùn càng cao (Trịnh Xuân Lai, 2002).
- Theo các số liệu của Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu thì nồng độ BOD 5 của nước thải thường cao hơn 800 mg/L, do đó hàm lượng vi sinh vật được chọn để vận hành mô hình sẽ nằm ở mức tối đa là 4.000 mg/L.
- Mục tiêu của nghiên cứu là tìm ra các thông số để nâng cấp hệ thống xử lý hiện tại của Xí nghiệp, do đó thời gian lưu nước của mô hình bể USBF được chọn là 14 giờ tương ứng với thời gian lưu nước của bể hiện có của Xí nghiệp Bánh tráng.
- Khi đó một số thông số vận hành của mô hình bể USBF được tính như sau:.
- Lưu lượng nước thải đầu vào: Q = 5,36 L/giờ = 128,64 L/ngày.
- Sau khi mô hình được vận hành ổn định, mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của quá trình thí nghiệm được thu liên tục 3 ngày, mỗi ngày một mẫu.
- Trong đó pH và DO được đo tại hiện trường, các chỉ tiêu còn lại được phân tích tại Phòng thí nghiệm Xử lý nước - Khoa Môi trường.
- 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả thí nghiệm 1: vận hành bể USBF với nước thải chưa qua keo tụ.
- Kết quả phân tích nước thải chế biến bánh tráng trình bày trong Bảng 1..
- Nước thải đầu vào.
- Nước thải đầu ra.
- Nước thải đầu ra Nước thải.
- Ngăn hiếu khí 2:.
- Ngăn hiếu khí 1.
- Bảng 1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến bánh tráng.
- Kết quả ở Bảng 1 cho thấy tỉ lệ BOD 5 :N:P trong thành phần nước thải không thỏa tỉ lệ 100:5:1, nước thải đầu vào thiếu hàm lượng N và P.
- Sau khi bổ sung dưỡng chất cho nước thải, các chỉ tiêu cần theo dõi được phân tích lại, các kết quả phân tích cho thấy nồng độ P t , TKN đã tăng lên giá trị thích hợp để xử lý sinh học, tuy nhiên nồng độ BOD 5 và COD cũng tăng lên do việc bổ sung hóa chất..
- Bảng 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sau khi bổ sung dưỡng chất.
- Nước thải sau bổ sung hóa chất được dùng để vận hành mô hình bể USBF.
- Bảng 3: Các thông số vận hành bể USBF.
- 1 Lưu lượng nước thải đầu vào L/ngày 128,6.
- hành như trên, mô hình bể USBF đã loại bỏ các chất ô nhiễm tính theo các chỉ tiêu như COD, BOD 5 , SS trên 90%..
- Bảng 4: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sau bể USBF.
- Ngăn hiếu khí thứ nhất tiếp nhận trực tiếp nước thải đầu vào và dòng bùn hoàn lưu nên có tỉ lệ F/M cao (tỉ lệ thức ăn/vi khuẩn - Food to Microorganism ratio) đóng vai trò ngăn chọn lọc hiếu khí thực hiện hai cơ chế chọn lọc động học và chọn lọc trao đổi chất để làm tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông nhằm tăng cường cấu trúc của bông bùn và kìm hãm sự phát triển quá mức của các vi sinh vật hình sợi.
- Mặc dù hiệu quả xử lý cao nhưng khi so sánh chất lượng nước đầu ra của bể USBF với QCVN 40:2011/BTNMT, các chỉ tiêu BOD 5 và COD không đạt loại A.
- Nguyên nhân là do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào quá cao với BOD 5 = 923,7 mg/L, SS = 397,3 mg/L (cao hơn nồng độ thích hợp để đưa vào bể bùn hoạt tính là BOD 5 ≤ 500 mg/L, SS <.
- Ở nồng độ này mật độ vi sinh vật trong bể (4.000 mg/L) không đủ để tiêu thụ hết lượng chất hữu cơ có trong nước thải, vì vậy nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn thải..
- Có 02 cách để giải quyết vấn đề này đó là: tăng hàm lượng vi sinh vật trong bể, hoặc tiến hành xử lý sơ cấp để làm giảm bớt nồng độ SS và chất hữu cơ trong nước thải đưa vào bể.
- do đó, giải pháp xử lý sơ cấp nhằm giảm tải trước khi đi vào vận hành và tăng nồng độ vi sinh vật trong ngăn hiếu khí của bể lên một ít được chọn để tiến hành thí nghiệm 2.
- Biện pháp xử lý sơ cấp là tiến hành keo tụ và lắng nước thải, hóa chất dùng để keo tụ được chọn là PAC..
- 3.2 Kết quả thí nghiệm 2: vận hành bể USBF với nước thải đã xử lý keo tụ.
- Các chất rắn trong những loại nước thải khác nhau đều có những đặc tính khác nhau, dẫn đến liều lượng hóa chất keo tụ sử dụng, pH hoạt động thích hợp cho mỗi loại nước thải khác nhau.
- Vì vậy, để đảm bảo cho quá trình keo tụ đạt hiệu quả cần tiến hành thí nghiệm xác định liều lượng hóa chất keo tụ và pH phù hợp với nước thải chế biến bánh tráng..
- Các thí nghiệm định hướng keo tụ dựa trên quan sát sự hình thành các bông cặn trong quá trình keo tụ và đo độ đục của nước thải sau khi keo tụ cho thấy khi bổ sung PAC với giá trị 110 mg/L các bông cặn hình thành to hơn, khi lắng xuống để lại ít bông cặn lơ lửng hơn.
- Vì vậy liều lượng PAC = 110 mg/L được chọn làm mốc tiến hành các thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình xử lý..
- Trong thí nghiệm này liều lượng PAC sử dụng sẽ là 110 mg/L, pH của nước thải được điều chỉnh ở khoảng 6,5-9,0..
- Các kết quả thí nghiệm xác định pH cho thấy ở giá trị pH = 7 nước thải chế biến bánh tráng cho hiệu quả lắng tốt nhất so với các giá trị pH khác (hiệu suất loại bỏ COD và SS là 41,7% và 89,7%)..
- Bảng 5: Sự thay đổi nồng độ COD, SS trong nước thải theo pH trong quá trình keo tụ.
- Sự thay đổi nồng độ COD, SS trong nước thải chế biến bánh tráng theo liều lượng PAC được trình bày trong Bảng 6..
- Bảng 6: Sự thay đổi nồng độ COD, SS trong nước thải theo liều lượng PAC.
- Kết quả thí nghiệm cho thấy khi sử dụng PAC với nồng độ 130 mg/L để keo tụ nước thải chế biến bánh tráng, nồng độ COD và SS còn lại thấp nhất (hiệu suất loại bỏ COD và SS lần lượt là 55% và 93,4.
- Sau quá trình keo tụ một số thông số của nước thải đầu vào bị thay đổi, cần tính toán lại và bổ sung dưỡng chất cho nước thải.
- Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong nước thải đầu vào bể USBF trong thí nghiệm 2 được trình bày trong Bảng 7..
- Khi đã có kết quả phân tích nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến bánh tráng sau quá.
- Bảng 7: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sau quá trình keo tụ.
- Bảng 8: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đầu ra bể USBF (có keo tụ) STT Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra Hiệu suất xử.
- Dựa vào kết quả phân tích tất cả các chỉ tiêu của nước thải đầu ra theo dõi bởi nghiên cứu này đều đạt so với quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT (cột A).
- Hiệu suất xử lý SS, COD, BOD 5 lần lượt là .
- đó có nghĩa là các yếu tố vận hành trong thí nghiệm 2 phù hợp cho quy trình xử lý nước thải chế biến bánh tráng, và các giải pháp điều chỉnh đã phù hợp..
- 3.3 Kết quả áp dụng xử lý nước thải Xí nghiệp bánh tráng xuất khẩu.
- Xí nghiệp Bánh tráng Xuất khẩu thuộc Công ty Lương thực Tiền Giang là doanh nghiệp phát triển khá mạnh trong lĩnh vực chế biến bánh tráng với sản lượng trên 1.000 tấn/năm.
- Năm 2006 xí nghiệp đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải sản xuất với công suất 90 m 3 /ngày (Công ty Lương.
- Tuy nhiên, đến năm 2011 xí nghiệp đã tăng công suất gấp 1,5 lần, lượng nước thải sản xuất lên đến 150 m 3 /ngày làm cho hệ thống xử lý cũ luôn hoạt động trong tình trạng quá tải, nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận.
- Trước tình hình đó, hệ thống xử lý nước thải cũ được đề xuất tiến hành cải tạo theo hướng bố trí thêm bể USBF..
- Hình 4: Quy trình xử lý nước thải trước đây của xí nghiệp.
- Hình 5: Quy trình xử lý nước thải sau khi cải tạo của xí nghiệp Các thông số vận hành của thí nghiệm 2 được.
- áp dụng vào vận hành hệ thống xử lý nước thải sau khi cải tạo.
- Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, nước thải sau xử lý (đầu ra của bể khử trùng) được.
- Kết quả phân tích nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải mới được trình bày trong Bảng 9..
- Bảng 9: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đầu ra hệ thống xử lý.
- So với các chỉ tiêu theo dõi trong các thí nghiệm, ở đợt phân tích này chỉ tiêu dầu mỡ động thực vật và Coliforms được bổ sung vào vì đây là một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, các kết quả cho thấy nồng độ các chất chỉ tiêu theo dõi đều đã đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột A).
- Như vậy, các thông số vận hành bể USBF trong phòng thí nghiệm phù hợp với công trình xử lý thực tiễn..
- Để xử lý nước thải chế biến bánh tráng đạt QCVN 40:2011 (cột A) bằng công nghệ USBF cần phải:.
- Sử dụng công đoạn keo tụ và lắng để giảm nồng độ SS và chất hữu cơ trước khi xử lý bằng bể USBF..
- Bổ sung N và P cho nước thải trước khi đưa vào bể USBF.
- DAP và Urê là 02 loại phân bón có thể dùng để bổ sung N và P cho nước thải..
- Bể USBF phải vận hành với 2 ngăn hiếu khí (không có ngăn thiếu khí) với thời gian lưu 14 giờ..
- Một số đề xuất giúp cải thiện hiệu suất bể USBF trong xử lý nước thải chế biến bánh tráng như sau:.
- Tiến hành thêm các thí nghiệm keo tụ với các hóa chất khác nhau để tìm ra loại hóa chất trợ lắng hiệu quả và kinh tế nhất đối với quá trình keo tụ nước thải chế biến bánh tráng..
- Bản đăng ký đạt tiêu chuẩn môi trường dự án xây dựng Xí nghiệp Bánh tráng xuất khẩu Tiền Giang..
- Vi sinh vật nước và nước thải.
- Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải.
- Nghiên cứu Xử Lý Nước thải Đô thị bằng Công nghệ Sinh học kết hợp Lọc dòng ngược USBF