478 Phục hồi hoạt động hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến cao su cẩn mỹ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.97 MB, 89 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
_
TRƯỜNG ĐHDL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HỖ CHÍ MINH
KHOA MƠI TRƯỜNG
po hoy
ĐỒ AN TOT NGHIỆP
TEN DE TAI:
PHUC HOI HOAT DONG HE THONG XỬ
LY NUGC THAI NHA MAY CHE BIEN
CAO SU CAM MY
CHUYEN NGANH_
MA SONGANH
có.
TRUONG DRORWCICN|
THU VEEN
*
e
sodal0026/A7—
: KY THUAT MOI TRUONG
:108
GVHD
SVTH
MSSV
: TS.NGUYỄNNGỌC BÍCH
: LÊ THÀNH TRUNG
: 10107123
TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2005
>
TOM TAT DO AN
a
Chương 1: Mở đầu
Chương 2: Nước thải cao su và cơng nghệ bùn hoạt tính
Chương 3: Vật liệu và phương pháp
Chương 4: Kết quả khảo sát
Chương 5: Các bước phục hồi và kết quả của việc tổ
chức vận hành hệ thống xử lý nước thải nhà máy
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
MỤC
LỤC
Mục lục
Danh mục các từ viết tắt
Danh mục các bảng biểu — hình ảnh — đồ thị
Chương 1: Mở đầu
RA:
1.2.
Ơ ÔÔ .....................
1
Mục đích yêu CÂU ..............................----+22 223319 E3
vn
ưng
rke 1
to
1.4.
Trang
na... ......................
2
Phương pháp nghiÊn CỨU............................----- -< 5< 9v n0 00030038807807007480908 2
Chương 2. Nước thải cao su và cơng nghệ bùn hoạt tính
2.1.
Phân loại sản phẩn nguồn gốc nước thải cao su .....................................--.------<5 3
JANNNG. on
na.
..............
3
2.1.2. Nguồn gốc nước thải cao Su.....................-..-..-+55 + t+eerevererreeeree 4
2.1.2.1. Nơi xuất phát nước thải .............................-.<< << «<< sesssseeeersee 4
2.1.2.2. Khối lượng nước thẩi..........................
-.- << < < <<
sex eseererersee 4
2.1.3. Đặt tính của nước thải ngành chế biến cao su ..............................
5-5 << «+ 5
2.1.3.1. Thành phần của nước thải ngành chế biến cao su.................... 5
2.1.3.2. Đặc tính ơ nhiễm của nước thải ngành chế biến
CAO SU (g/l) .......................
2.2.
(G0 0. Họ... nọ. . .
HH
00300090 00 00 6
Công nghệ bùn hoạt tính trong xử lý nước thải.....................................-«<< «<< s=se 7
2.2.1. Thành phần và tính chất bùn hoạt tính. ............................2 + < 5 seseeeeesseseses 7
2.2.2. Vận tốc oxy hoá sinh hỌC..........................--5-5 <5 s + 193 1232511131111
sen 8
2.2.2.1. Cơ chất phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải............................- 8
2.2.2.2. Phát triển và tăng trưởng vi sinh vật ...........................--.---«--«e-see 9
2.2.2.3. Vận tốc sinh khối hệ gián đoạn và bán liên tục ...................... 10
2.2.2.4. Cân bằng vật chất aerotank liên tục............................. ..------«-s-<+ 12
2.2.3. Chỉ số kỹ thuật của bùn..........................
----- ST St
ng ren 13
2.2.3.1. Nồng độ bùn hoạt tính (6/])........................
.--5--
, V0.
0n
..................
14
2.2.3.3. Tải trọng bùn hoạt tính theo chất bẩn hữu cơ........................... 16
2.2.3.4. Tuổi bùn hoạt tính: ........................-.--c scexAsxererrerersrkekseseesee 18
2.2.4. NQuyém LY ou...
” 5.989 cu.
...............
0n nh...
19
................ 21
2.2.5. Đặc tính của xử lý sinh hỌC............................---- 5s sen ng 104083055150 506 22
2.2.6.1. Chỉ số MohÏman: ...............................-5-5-5 5 5< <<
ng. gveveersre 22
2.2.6.2. Vilng i0
2.3.
na
..-............
23
Biện pháp vận hành và kiểm tra cơng nghệ ..................................-5-5 s©cs=ss se 23
2.3.1. Biên pháp vận hành: ..................................-- - cm
ng HH 000 0087508100950 23
2.3.2. Kiém tra coi)
2.4.
00 ..........
25
Các cách bố trí chính của bể bùn hoạt tính. ..........................--.-55 cssecssrsrssresssree 28
2.4.1. Bể có đồng do pittơng............................--:-sscscserexeErttirkrkirrsrrrrsererreersee 28
2.4.2. Bể nhào trộn tồn bộ.......................-.--...cc2222222222221222222222211112222222-....ee 29
2.4.3. BỂ theo dịng khép kín ..........................--22-52 + +sx+tkrxersetsrkrkrrsrkserrrseserx 29
, NT.
iợnNớ...........................Ơ 30
2.4.5. Bể được cung cấp theo dòng ............................-.
-. ---cs 2x. nesrseersersesee 31
2.4.6. Phương pháp tiếp xúc ổn định...........................-- sex kevsvxeErsrsrsersrsrssrses 32
2.4.7. Phương pháp hấp phụ làm thoáng sinh học............................-<< s-sscs
2-5 se seeerseeereeersersrerrsree 33
2.4.9. Hệ thống làm thống.............................----© 5+ Se+eEtEASEEEE1ESESE11311.1 1xx 34
"Phê
i8 6
8n ...............
35
2.4.11. Làm thống bằng khí nén............................---- 5-5 2s S2s S2 EYESEsEEEAexrsessse 36
2.4.12. Làm thoáng hỗn hợpp............................--5-5 tEx E2 ExExEkesressrsrsrsrerreree 39
PA
N20
008.0.
..................
39
PHI
tat t6ng
sẽ...
..................
41
Chương 3. Vật liệu và phương pháp
3.1.
Nhà máy và hệ thống XLNT. .................................----------=2 Hee
3.1.1.
|
43
Lịch sử hình thành Cơng ty .................................-- 5 Ăn nn.Heeeisresesse 43
3.1.1.1. Khái quát về Công ty Cao su Đồng Nai..............................-..---- 43
3.1.1.2. Đặc điểm tình hình.............................5-5-5
3.1.2. Quá trình thành lập nhà máy ..............................----- --- Ăn n1
s56 46
3.1.3. Cơng suất nhà má yy...........................-.-- s5 «+ +1 E19 19xE1EESAExreksrsree 46
3.1.4. Quy trình chế biến cao su của nhà máy ...............................
- << =- sesesseses 46
3.1.5. An toàn lao động, phịng cháy chữa chấy ...........................................-« 48
3.1.6. lưu lượng và tính chất dịng thải ..............................................--.---«----s- 48
3.1.6.1. Lưu lượng..................--..ccc2222SttcZ222EEEEE2...2EEEEEE22.22EEEEEEtrrrrxree 48
3.1.6.2. Tính chất của dong thải..............................---5-5-5555 2
Hiện trạng hoạt động của hệ thống XLNT nhà máy Cẩm Mỹ
CO FỚI IAV. . . . . . . . . .
3.3.
Q.0 c0.
TH. TH... TT. Họ...
0.
T0
n08004 49
Tài liệu thiết kế.........................-.-....ccc22E.2E22222212122122222271...1122222232223222222222.12.-e2 50
3.3.1. Các thông số thiết kế chỉ tiết ............................-.
- 5+ sceeeeseerersrsrseeee 50
3.3.1.1. BỂ lắng cátk..........................------scecerecerEkerrrsrkrrsrserrrrrsersrrrrsrre 50
ch N1.
n6.
3.3.1.3.Chi tiết bể
..............
50
điều hòa.................................
--- 5s csSsceesserrsrsrsrsrsrssree 50
3.3.1.4. Chỉ tiết bể aerotank........................-- ---ssss+xs+xe+rserserserksrkerrsersersrrke 51
3.3.1.5. Chi tiết bể lắng ]y tama... ccscsssseseessssessesscsseeesscsessesnessesacens 51
3.3.1.6. Sân phơi bùn....................--.
2222 S22 E222 EEEEEEErErrrrerrrrreer 51
3.4.
i82
oi 00
c8.
......................
51
3.4.1. Giải trình sơ đổ cơng nghệ,..............................
-- © ©s-s< se tvsverrtererrsersreerrrsree 52
se cành HH1 1 1161111030ere 53
3.4.1.1. Song chắn rác: ...........................----s
kh»...
an...
..ad 7...
53
chà:
oan.
3.4.1.4. HO Gi€u HOA oc.
...............
.............
54
55
3.4.1.5. Vận hành bể aerotanik......................-.
---- 5s sen
veeekeeerssee 56
3.4.1.6. Vận hành máy bơm bùn và bể lắng ..............................-..------«e- 57
3.4.1.7. Vận hành xử lý bùn....................................«5n sen se
59
3.4.1.8. Vận hành bể nén bùn. ..................................
-.-..-- 5-5 s
59
Chương 4: Kết qua khảo sát
4.1
Kết quả của các đợt lấy mẫu từ năm 2001 — 2004: ........................................- 61
4.2. _ Đồ thị biểu diễn sự biến thiên các chỉ tiêu trong các năm.............................- 61
Chương 5: Các bước phục hồi và kết quả của việc tổ chức vận hành hệ thống
xử lý nước thải nhà máy
5.1.
Các bước phục hồi .......................................------ ss+s
h0.
8.
..............
64
5.1.3. Tổ chức vận hành..............................
- << se E999 cư cuc
5505 0340 65
5.2.
Kết của tổ chức vận hành.............................--- «xxx vn n1 2151501 re 65
5.3. _ Tính tốn lượng khí oxy cần cung cấp cho bể Aerotank ..........................-.
---s 71
5.4. _ Tính tốn cơng suất hiện tại của hệ thống cung cấp ôxy
01.0:
0088 8n...
................. 72
5.5. _ Xác định ảnh hưởng của pH đến sự hình thành bùn hoạt
0U: 8:vJ1-80 1. ¡| Na...
73
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
6.1. KẾT lUẬN: ..................................
-G(G (E9
nh Hư ưng re gerererrrsrsre 75
6.2. Kiến nghị: ................................sset EToEEEEEY€EEEE E111 2119711911715736724 2xx. 75
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
NN - PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn
XLNT: Xử lý nước thải
TSS: Chất rắn lơ lững
TKN: Tổng nitơ
BOD: Biochemical Oxygen Demand — Nhu cầu oxy sinh hóa, mgOz/1
COD: Chemical Oxygen Demand — Nhu cau oxy héa hoc, mgO,/l
PH: Chỉ tiêu dùng để đánh giá axit hay bazơ
SS: Suspended Solid — ham lượng chất rắn lơ lửng trong hỗn hợp
m: Đơn vị tính là mét
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU - HÌNH ẢNH - ĐỒ THỊ
Bảng 2.1. Thành phần hoá học của nước thải ngành chế biến cao su (mg/])................ 5
Bảng 2.2. Đặc tính ơ nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/]) ..................... 6
Bảng 4.1. Số liệu các chỉ tiêu đầu ra của nhà máy trong các năm ............................-. 61
Bảng 5.1. Số liệu lấy mẫu tháng 11 năm 2005 .....................................-----«cceeeressrsrsrerrse 69
HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc làm sạch bằng bùn hoạt tính .................................---- -«-s=ses2 20
Hình 2.2. BỂ có đồng do pittơng .......................................
--- «son SHHHgnrrrerrrsrsrre 28
Hinh 2.3. Bé nhado 8:ó)(0 18 0187...
............... 29
Hình 2.4. Bể theo dịng khép kín ........................................---5+ SsSsvs2veveEerrrserrrrrrrrree 30
;¡ 08:
0.3.1.1
8n .................
31
Hình 2.6. BỂ cung cấp theo đồng, .................................---+ «5+ << +<+x*skettsrerrrrsrsrerree 31
Hình 2.7. Bể hấp phụ làm thống sinh học. .......................................------5° 5 s+xseeseseese 32
Hình 2.8. BỂ phân bố thành hàng.
...................................-..
©5552
vttersrerersrsersrke 37
Hình 2.9. Bể phân bố theo sàn .................................2-5-2 5£ +S+++s£EEESEEEEEEESEEEETrtrrerxersrsrke 38
Hình 2.10. BỂ khuếch tán rùng _......................................---55+ 2s2S St + se ersreersreersrrsrerree 39
Hình 3.1. Nước thải đầu vào theo mương dẫn vào bể gạn mủ. ..................................-..-- 49
Hinh 3.2. TH di€u han
0001ĐẺ7577.7......................... 52
Hình 3.3. Bể lắng cát và song chắn rác..........................................------cc
Hình 3.4. BỂ gạn mỦ..................................---ss-+ces+rxtrYExEESEEE.E.LE.E..E.1201240011303.
1.011. i0 54
;¡1 6
18:( ¡8...0
An.
................
55
Hinh 3.6. Bé aerotank cia nha may CAM MF .......ccsssssssssesssseesecseeseescstenecseeneeesseeersneeeee 57
;¡1 6c:
si):
0L: 1ì ái 000...
870000)
0.
Hình 5.1. Mơ hình thi nghiỆm
................... 58
........................ 59
_............................................---Ă 5 Ăn SH
91115111 enenssnee 74
ĐỒ THỊ
Đồ thị 4.1. Biểu thị sự biến thiên COD giữa các năm ................................-----ccerrccee 61
Đồ thị 4.2. Biểu thị sự biến thiên BOD giữa các năm ..........................................---
Đề thị 4.4. Biểu thị sự biến thiên TKN giữa các năm .......................................-.-----<
«5 63
Đồ thị 5.1. Biểu diễn hiệu quả xử lý COD, BOD, TSS .....................................-----«--55<«- 70
ko
.0ì 06-0 1. .......................
45
Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế biến mủ nưỚC ..................................- 5555 ss+eEsesesesssev 47
ko
s1)
ko
s08.) :8
08 ........................
51
04 0Ẻ8Ẽ8........................... 76
Đơ án tốt nghiệp
GVHD: TS. N uyễn Ngọc Bích
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ thuộc Công ty Cao su Đồng Nai nằm
trong khu dân cư thuộc địa bàn xã Cẩm Mỹ, huyện Cẩm Mỹ, Long Khánh Đồng
Nai được xây dựng trước năm 1975 và công ty tiến hành đầu tư nâng cấp vào
những năm 1990, Nhà máy có cơng suất thiết kế hàng năm khoảng 8.500 tấn
thành phẩm tương đương với lượng nước thải nhà máy thải ra môi trường hàng
năm khoảng 212500 mỶ nước thải/năm. Trước đây, nhà máy thải nước thải sản
xuất trực tiếp ra suối mà không qua một quá trình xử lý nào cả. Để giải quyết vấn
để mơi trường thì cuối năm 1999 đầu năm 2000 cơng ty tiến hành xây dựng hệ
thống XLNT tại nhà máy áp dụng cơng nghệ bùn hoạt tính. Từ ngày hệ thống
được xây dựng xong cho đến nay, qua nhiều lần kiểm tra, chất lượng nước thải
sau xử lý vẫn không đạt yêu cầu bảo vệ môi trường. Hệ thống đã trải qua nhiều
lần sửa đổi cải tạo. Lần cải tạo cuối cùng, năm 2004, công ty đã tiến hành cải tạo
lại hệ thống theo hướng sử dụng công nghệ khác, nhưng chất lượng nước thải vẫn
không đáp ứng được tiêu chuẩn xả vào mơi trường. Trước tình hình đó, để tìm
hiểu ngun nhân dẫn đến chất lượng nước thải khơng đạt và tìm biện pháp khắc
phục, em tiến hành đồ án tốt nghiệp “PHỤC HỒI HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG XỬ
LY NUGC THAI NHA MAY CHE BIEN CAO SU CAM MY” tại nhà máy chế
biến cao su Cẩm Mỹ thuộc Công ty cao su Đồng Nai.
12.
Mục đích yêu cầu
- Phục hổi hiện trạng thiết bị và cơ sở vật chất của hệ thống XLNT đúng
như tình trạng thiết kế ban đầu.
- Tổ chức vận hành hệ thống XLNT theo đúng thiết kế ban đầu.
- Khảo sát khả năng xử lý của hệ thống XLNT theo thiết kế.
- Rút ra kết luận và kiến nghị đối với hệ thống xử lý đã thiết kế.
DĐ
HH-mmmmmmmmmmmmm=m=m=m=m—=—...______
HH HH
_ _ _ _ _ ____
SVTH: Lé Thành Trung
1
Đồ án tốt nghiệp
1.3.
GVHD: TS. Ne uyễn Ngọc Bích
Giới hạn đề tài
Trong khuôn khổ thực hiện đô án tốt nghiệp để tài chủ yếu tập trung vào
những nội dung sau:
- Phục hồi cơ sở vật chất của hệ thống XLNT Nhà máy chế biến cao su
Cẩm Mỹ đúng thiết kế ban đầu.
Trang bị bổ sung thiết bị tính tốn số lượng điện tiêu thụ, lưu lượng nước
đưa vào hệ thống xử lý, và dụng cụ để kiểm nghiệm các thông số vận hành hệ
thống cho đúng thông số thiết kế.
Vận hành hệ thống theo đúng thiết kế, đánh giá hiệu quả xử lý nước thải
và đưa ra đề xuất sửa đổi.
Thời gian thực hiện đồ án: từ 17/09/2005 đến 10/12/2005
1.4.
Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở những số liệu có sắn của hệ thống XLNT của nhà máy, tiến
hành thu thập thông tin, điểu tra, khảo sát và tổ chức vận hành để từ đó đưa ra
hướng phục hổi, cải tạo cho hệ thống XLNT của nhà máy.
Các phương pháp thực hiện:
-
Tổng hợp tài liệu.
-
Điều tra khảo sát và quan trắc tại chỗ.
-
Tổ chức vận hành theo qui trình kỹ thuật.
- _ Kiểm nghiệm các chỉ tiêu chất lượng nước thải.
SVTH: Lê Thành Trung
2
Đơ án tốt nghiệp
GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Bích
Chương 2. NƯỚC THÁI CAO SU VÀ CƠNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH
2.1.
Sản phẩm cao su, nguồn gốc và đặc tính nước thải
2.1.1. Phân loại sản phẩm
Sản phẩm của công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên có thể được chia
làm 2 loại: cao su khô và cao su lỏng. Cao su khô là các sản phẩm dưới đạng rắn
như cao su khối, cao su tờ và cao su crepe, v.v. cao su lỏng là các sản phẩm dưới
dạng mủ cao cô đặt để có hàmh lượng cao su chừng 60%, do phương pháp chế
biến chủ yếu là phương pháp ly tâm nên cao su lỏng cịn được gọi là mủ ly tâm.
Q trình chế biến mủ ly tâm cũng cho ra một sảm phẩm là mủ skim, chứa chừng
5% cao su.
Trong chế biến cao su khối, mủ latex từ vườn cây đưa về được tiếp nhận
tại nhà máy sau đó được khuấy trộn trong một bổn chứa, được pha loãng rồi để
lắng trong 1 thời gian, sau đó được chuyỂn sang các mương đánh đông, tại mương
đánh đông người ta cho thêm axit loãng (axit formic 1% hay axit acetic 2%).
Dưới tác dụng của axit, các hạt cao su đông tụ lại thành từng khối và tách khỏi
dung dịch latex phần còn lại (gọi là serum). Các khối cao su sau đó được gia công
tại nhiều công đoạn khác nhau để tạo thành các hạt có kích thước chừng 3-5 mm.
Sau đó tại công đọan sấy các hạt cao su sẽ được làm khơ, và sau khi ra khỏi lị
sấy các hạt cao su khô sẽ được đem ép lại thành những bành cao su, đó là những
bành cao su thành phẩm gợi là cao su khối.
Các sản phẩm cao su khác như cao su tờ và cao su crepe cũng trải qua quá
trình chế biến tương tự như trên, ngoại trừ sự tạo hạt.
Trong sản xuất cao su ly tâm, mủ cao su sau khi khuấy trộn được đưa vào
nổi ly tâm quay với tốt độ chừng 7000 vòng/phút. Với tốt độ này, lực ly tâm đủ lớn
để tách các hạt cao su ra khỏi serum, dựa vào sự khác biệt về trọng lượng riêng
của chúng. Sau khi mủ cao su được cơ đặc đã được tách ra, chất lỏng cịn lại là
serum, vẫn còn chứa 5% cao su, sẽ được làm đông tụ bằng axit sulphuric để chế
ee
SVTH: Lé Thanh Trung
ee ee re ee
3
Đơ án tốt nghiện
GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Bích
biến thành cao su khối như một quy trình chế biến
cao su khối thông thường
nhưng sản phẩm gọi là cao su khối skim.
2.1.2.. Nguồn gốc nước thải cao su
2.1.2.1. Nơi phát xuất nước thải
Trong quá trình chế biến cao su thiên nhiên nguồn gây ra ô nhiễm môi
trường chủ yếu là do nước thải, nguồn nước thải này chủ yếu sinh ra từ các nguồn
sau:
Nguồn nước thải sinh ra từ qui trình chế biến cao su khối: nước thải sinh ra
chủ yếu là ở các công đoạn khuấy trộn, làm đông và gia công cơ học và nước thải
do vệ sinh bên đánh đơng và máy móc thiết bị nhà xưởng trong đó nguồn có ham
lượng chất ơ nhiễm cao nhất là nước Serum chúng chủ yếu là ô nhiễm hữu cơ,
chúng chứa một lượng nhỏ các hạt cao su chưa đông tụ (2%), nước thải từ vệ sinh
máy móc thiết bị có hàm lượng chất ơ nhiễm ít hơn.
Nguồn nước thải sinh ra do quá trình chế biến mủ cao su ly tâm (cao su
lỏng) gồm có: nước thải rửa máy móc và các bồn chứa, và nước thải từ công đoạn
chế biến mủ skim, chúng chủ yếu là ô nhiễm hữu cơ.
2.1.2.2. Khối lượng nước thải
Sản xuất một tấn thành phẩm (quy định trọng lượng khô) cao su khối, cao
su tỜ và mủ ly tâm thai ra tương ứng như sau:
- Cao su khối thì có khoảng 30m” nước thải
- Cao su tờ thì có khỏang 25m” nước thải
- Cao su mủ ly tâm thì có khoảng 18m” nước thải
SVTH: Lê Thành Trung
4
2.1.3. Đặc tính của nước thải ngành chế biến cao su
2.1.3.1. Thành phần của nước thải ngành chế biến cao su
Bảng 2.1. Thành phân hoá học của nước thải ngành chế biến cao su (mg/1)
Chỉ tiêu
Chủng loại sản phẩm
Khối từ mủ
Khối từ mủ
Cao su td
Mi ly
tươi
đông
N hữu cơ
20,2
8.1
40.4
139
NH;-N
75,5
40.6
110
426
NO;-N
vết
vết
vết
vết
tâm
NO;-N
KPHD
KPHD
PO,-P
26,6
12,3
38
48
Al
vết
vết
vết
vết
SO,
22,1
10,3
24,2
35
Ca
2,7
4,1
4,7
7,1
Cu
vét
vét
vét
vết
Fe
2,3
2,3
2,6
3,6
K
42,5
48
45
61
Mg
11,7
8,8
15,1
25,9
Mn
vết
vết
vết
vết
Zn
KPHD
KPHD
KPHD
KPHD
KPHD
KPHD
(Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam,1999),
Ngoài chất ô nhiễm hữu cơ, nước thải còn chứa N, P và K cùng với một số
khống vi lượng, trong đó đáng kể nhất là N ở dạng amôni với hàm lượng khoảng
40-400 mgil.
SVTH: Lê Thành Trung
GVHD: TS. Ng uyễn N. sọc Bích
Đồ án tốt n hiệp
2.1.3.2. Đặc tính ơ nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/])
Bảng 2.2. Đặc tính ơ nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/1)
Chỉ tiêu
Chúng loại sản phẩm
Khối tù
Khối tù
Cao
su |
Mủ
mủ tươi
mủ
tờ
tâm
ly
đông
COD
3540
2720
4350
6212
BOD
2020
1594
2514
4010
Tổng Nitơ (TKN)
a)
48
150
565
Nito am6ni (AN)
75
40
110
426
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
114
67
80
122
PH
5.2
5.9
5.1
4.2
(Nguồn: bộ môn Chế Biến, Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam)
Nước thải Cao su có pH trong khoảng 4,2 — 5,2 do việc sử dụng axit để
làm đông tụ mủ cao su. Đối với mủ skim đơi khi nước thải có pH thấp hơn nhiều
(đến pH = 1). Đối với cao su khối được chế biến từ ngun liệu đơng tụ tự nhiên
thì nước thải có pH cao hơn (khoảng pH = 6) và tính axit của nó chủ yếu là do các
axit béo bay hơi, kết quả của sự phân huỷ sinh học các lipid và phospholipid xảy
ra trong khi tổn trữ nguyên liệu.
Hơn 90% chất rắn trong nước thải cao su là chất rắn bay hơi, chứng tỏ bản
chất hữu cơ của chúng. Phần lớn chất rắn này ở dạng hồ tan, cịn ở dạng lơ lửng
chủ yếu chỉ có những hạt cao su cịn sót lại.
Hàm lượng nitơ hữu cơ thường khơng cao lắm và có nguồn gốc từ các
protein trong mủ cao su, trong khi hàm lượng nitơ dạng amôni là rất cao, do việc
sử dụng amôni để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận hành, chuyển và
tổn trữ mủ cao su.
a
SVTH: Lé Thanh Trung
6
GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Bích
Đơ án tốt nghiệp
|
2.2.
Cơng nghệ bùn hoạt tính trong xử lý nước thai
2.2.1. Thành phần và tính chất bùn hoạt tính
Q trình xử lý nước thải bằng cơng nghệ bùn hoạt tính là q trình trong
đó nước thải được trộn với sinh khối vi sinh vật và được cung cấp ôxy. Phương
pháp phổ biến nhất trong xử lý bùn hoạt tính là oxy hố sinh học nước thải trong
bể sục khí bùn hoạt tính. Tính chất nổi bật của bùn hoạt tính là màu vàng nâu của
bơng bùn, lắng nhanh
và có các vi sinh cư trú, gồm
động vật nguyên
sinh
(protozoa), ấu trùng, vi khuẩn và một số khơng nhiều các nấm mốc. Bơng bùn có
nhiễu dạng khác nhau và kích thước từ 3 đến 150um. Giữa các bơng bùn, mà
trong đó một lượng lớn vi khuẩn sinh sống, các vi sinh vật còn lại đi chuyển với
|
mục đích tìm thức ăn.
Các vi sinh vật được ni bởi các chất hữu cơ trong nước thải và phân huỷ
các chất hữu cơ nhờ men, phân huỷ cácbon hydrat, protit, dầu mỡ. Khi oxy hoá
các chất hữu cơ, các vi sinh vật nhận được năng lượng cần thiết. Các chất hữu cơ
|
|
này cũng là nguồn chất nhựa để xây dựng nên thân bùn và do đó tổng sinh khối
của bùn gia tăng.
Bùn hoạt tính trong xử lý nước thải thúc đẩy q trình khống hố tự nhiên
nước thải. Trong gian đoạn đầu quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vi khuẩn nhân đơi nhanh chóng — nguồn thức ăn trong nước thải dổi dào, khơng có sự cạnh
tranh giữ các vi sinh vật. Sau đó, bắt đầu phát triển các vi sinh vật phức tạp như
trùng lông, trùng xoắn nematoga... trùng lơng ăn vi khuẩn và do đó sự xuất hiện
của trùng lông sẽ giảm một lượng vi khuẩn trong nước thải. Vì vây, sẽ dân tới
mối quan hệ nghịch đảo là:
- Nếu tăng lượng trùng lông trong nước thải sẽ làm giảm lượng vi khuẩn.
- Nếu giảm lượng trùng lơng trong nước thải thì sẽ làm tăng lượng vi
P4
khuẩn.
|
SVTH: Lé Thanh Trung
7
GVHD: TS. N, uyễn Ngọc Bích
Đơ án tốt nghiệp
|
- Ngồi ra, sự gia tăng lượng vi khuẩn thường xảy ra khi q trình oxy hố
|
trong aerotank bị ngưng trệ, khi thổi khí khơng đủ, khi tăng lưu lượng nước thải.
- Trong q trình sống, vi khuẩn sinh ra chất có khả năng nhân đơi các
động vật ngun sinh, chúng đóng một vai trò quan trọng, trong phân huỷ các
chất hữu cơ nhờ các men: động vật nguyên sinh và ấu trùng khơng tạo ra men
trong mơi trường bên ngồi. Vì vậy, chúng không thể tự phân huỷ các chất bẩn
hữu cơ, nhưng chúng hấp thụ các chất keo và chất lơ lững của nước thải.
- Vấn để về vai trò quan trọng của trùng lông trong xử lý nước thải, và
tương tác của chúng với các vi khuẩn vẫn chưa được nghiên cứu chưa đây đủ.
|
- Nhóm cơ thể sống trong bùn hoạt tính nhiều nhất và đa dạng nhất là các
động vật ngun sinh, có đến hàng ngàn lồi. Các vi sinh vật sống trong bùn
được trình bày trên hình.
2.2.2. Vận tốc oxy hố sinh học
2.2.2.1. Cơ chất phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải
Quá trình phân huỷ và nhu cầu sử dụng chất hữu cơ trong nước thải bởi vi
sinh vật rất phức tạp. Có thể chia làm ba giai đoạn:
- Vận chuyển chất hữu cơ từ nước đến bể mặt tế bào.
- Khuếch tán vật chất qua màng bán thấm của tế bào, trong trường hợp cần
thiết thuỷ phân chất bẩn hữu cơ tạo thành sản phẩm, có khả năng khuếch tán qua
màng tế bào.
- Chuyển hoá sản phẩm khuếch tán kèm theo phát sinh năng lượng và tổng
hợp tế bào mới.
|
Vận tốc theo giai đoạn 1 được xác định theo quy luật khuếch tán và chế độ
thuỷ động trong aerotank. Sự vận chuyển vật chất từ bể mặt tế bào vào bên trong
tế bào có thể thực hiện theo hai cách:
- Hoà tan nối tiếp vật chất vào thành tế bào và xâm nhập vào màng tế bào,
nhờ đó thẩm thấu qua màng tế bào.
a
SVTH: Lê Thành Trung
a
8
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: TS. Neg uyén N oc Bich
- Liên kết các chất hữu cơ và chất mang nằm trong tế bào, biến thành tổ
hợp chất — chất mang protit ở trạng thái hoà tan và thẩm thấu qua màng vào
trong tế bào, ở đây tổ hợp và chất mang protit được giải phóng để thực hiện chu
trình mới.
Cả hai cách điểu có thể trải qua sự thuỷ phân vật chất dưới tác dụng của
men bên ngoài tế bào.
Để có thể thực hiện sự vận chuyển vật chất, hoặc thuỷ phân vật chất, để
vật chất có thể đến bể mặt tế bào, nghĩa là phải xảy ra quá trình hấp phụ. Sự hấp
phụ cơ chất diễn ra nhờ các phản ứng chuyển hố, trong số đó có phản ứng oxy
hố của chu trình hơ hấp. Các phản ứng này phá huỷ cân bằng hấp phụ và tạo
thanh gradient néng độ đảm bảo cho sự xâm nhập liên tục của vật chất vào tế
bào. Tuy nhiên, hấp phụ mặc dù là giai đoạn cần thiết trong quá trình tiêu thụ
chất hữu cơ bởi vi sinh vật nhưng khơng có nghĩa đáng kể trong q trình xử lý
nước thải.
—
Vai trị chính trong quá trình xử lý nước thải là quá trình xâm nhập bên
trong tế bào. Trong quá trình này diễn ra sự oxy hố các chất hữu cơ, giải phóng
năng lượng và tổng hợp protit mới với sự tiêu hao năng lượng. Quá trình tổng hợp
protit tiến hành qua sự hình thành sản phẩm trung gian dạng hydride cũng như
một vài axit hữu cơ.
2.2.2.2. Phát triển và tăng trưởng vỉ sinh vật
Sự tăng trưởng vi sinh vật là sự gia tăng sinh khối do tiếp nhận thức ăn, sự
phát triển — sự thay đổi chu trình của chúng.
Ở mỗi tế bào độc lập, sự tăng trưởng của toàn bộ sinh khối là sự gia tăng
tổng sinh khối, không chỉ do sự tăng trưởng từng phần. Cần nhận thấy rằng, sự
tăng trưởng quần thể sinh vật trong nghĩa rộng là tăng kích thước hoặc tổng số
lượng tế bào cũng như giảm chúng, nghĩa là sự tăng trưởng có thể là đại lượng
dương hoặc âm.
SVTH: Lê Thanh Trung
9
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: TS. Nguyén Ng oc Bich
Trong phân tích hoạt động của bùn hoạt tính cần phân biệt vận tốc tăng
trưởng chung và riêng phần (hoặc vận tốc thực) đơi khi cịn gọi đơn giản là cường
độ tăng trưởng. Sự khác nhau giữa tăng trưởng chung và riêng có thể chỉ ra như
sau: sinh khối liên tục tăng trưởng và do đó tốc độ tăng trưởng chung. Sau
thời gian tốc độ tăng trưởng chung
một
đạt một đơn vị, sinh khối tăng hai lần. Giai
đoạn nhân đôi tiếp theo tăng trưởng chung đã đạt hai đơn vị và tiếp tục như thế.
Như vậy sinh khối tăng gấp đôi mỗi giờ, mặc dù tốc độ tăng trưởng theo giờ của
một đơn vị sinh không đổi. Như vậy, theo tốc độ tăng trưởng sinh khối ban đầu và
hoạt tính sinh khối của chúng.
2.2.2.3. Vận tốc sinh khối hệ gián đoạn và bán liên tục
Trường hợp này hệ vi sinh vật được cung cấp chất bẩn hữu cơ một lần
trong khoảng thời gian đó, chu trình phát triỂn vi sinh vật mang đặc tính pha nối
tiếp. Điều này có thể diễn ra trong aerotank hoạt động gián đoạn hoặc trong
hành lang các aerotank đây lý tưởng (bán liên tục), ở đây phần hỗn hợp nước và
bùn chuyển động với nhau từ đầu vào đến đầu xả.
Khi tải trọng BOD thấp, vận tốc giảm chất bẩn mơ tả bằng phương trình
sau:
_#È SƯ k,Lr"
dt
Chỉ số bậc n là bậc phản ứng sinh học, nhiều loại nước thải cơng nghiệp có chỉ
sốn khơng bằng 1.
Phương trình này có thể tính theo liều lượng bùn hoạt tính:
_““ _ kaLr"
đr
Theo nguyên tắc trong xử lý nước thải công nghiệp phải xử lý hỗn hợp
nhiều chất hữu cơ khác nhau, q trình oxy hố sinh học xảy ra khơng cùng một
vận tốc, đơi khi BOD sau xử lý cịn lại rất cao ngay cả khi thời gian sục khí kéo
SVTH: Lé Thanh Trung
10
sọc Bich
dài, điểu này được giải thích bởi trạng thái cân bằng động giữa BOD và sản
phẩm hoà tan trong nước. Đối với nước thải cơng nghiệp có thành phần phức tạp
chứa các chất oxy hóa (n=1) sinh học gần giống nhau, phương trình có dạng:
[-
4 =) (kal, +k,al, +...+k,aL,)
r
Hoặc sau khi lấy tích phân:
=
= >. [exp(- k,at)+ exp(- k,at)+ wet exp(— k,az)|
o
Nếu chất bẩn hữu cơ khác nhau đáng kể theo tính chất sinh học, phương
trình phải viết ở dạng sau:
— „
= Star“
+ k,aL,?
+...+ k,aL")
Với ø, Ø8 „... n là các hệ số dương lớn hơn 1 thì:
D
LLE
Ẳh—
tr"
,
1
b
=-k,at+k,at+...+kat
Nơng độ bùn trong aerotank cao sẽ thúc đẩy quá trình oxy hoá chất bẩn
nhưng sẽ làm giảm vận tốc tăng trưởng và nhân đôi tế bào.
Điều này là do sự trao đổi chất trong vi sinh vật diễn ra rất mãnh liệt,
trong khi đó dịng thức ăn đến nó và dịng sản phẩm trao đổi từ vi sinh vật diễn
ra chậm hơn, chủ yếu do khuếch tán. Cho nên dễ hiểu rằng, với mật độ tế bào
cao trong vùng xung quanh vi sinh vật sẽ thiếu thức ăn và tăng nồng độ sản
phẩm trao đổi. Nói cách khác vận tốc giảm BOD của nước thải tỷ lệ thuận với
nồng độ bùn a với bậc < 1. Chỉ số m phụ thuộc nhiều yếu tố: liều lượng bùn, tính
chất nước thải và chế độ cơng nghệ.
Tính các yếu tố này, phương trình có dạng:
*dL = 1 Ol). )- 5 OL, (e)- ka" Li"(e)
SVTH: Lé Thanh Trung
11
