Nhà máy đường rượu cồn Việt Trì

Websi t e : cs.v n Email : lienhe@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
l ờ i c á m ơ n
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS Đinh
Văn Sâm đã tận tình hớng dẫn và giúp đỡ em hoàn
thành đồ án .Trong quá trình làm đồ án này em
không tránh đợc những thiếu sót do đó em rất mong
đợc sự thông cảm, chỉ bảo và giúp đỡ của thầy để
em đợc tiến bộ hơn .
Em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo ,
các anh chị cán bộ trong Viện Khoa Học Công Nghệ
và Môi Trờng đã giảng dạy cho em trong suốt 3 năm
học vừa qua .
Qua đây cho em gửi lời kính chúc sức khoẻ tới toàn
thể các thầy cô giáo trong viện một lời chúc tốt đẹp
nhất.

1
Websi t e : s.v n Email : lienhe@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Mục lục
Mở đầu
Chơng I : giới thiệu chung về nhà máy đờng và rợu cồn
Việt Trì
I.1. Giới thiệu chung . .5
I.1.1 Vị trí mặt bằng xây dựng ...6
I.1.2 Đặc điểm tình hình hoạt động của nhà máy . ..6
I.1.3 Các sản phẩm chính của nhà máy 7
I.2 Quy trình công nghệ sản xuất rợu cồn của nhà máy ..8
I.2.1 Công nghệ sản xuất cồn .8
I.2.2 Hệ thống cấp thoát nớc cho nhà máy 12
Chơng II : hiện trạng môi trờng của nhà máy và các
giải pháp quản lý

II.1 Hiện trạng môi trờng của nhà máy .14
II.2 Các tác động đến môi trờng do hoạt động sản xuất cồn của nhà
máy
15
II.2.1 Tác động tới môi trờng nớc 15
II2.2 Tác động tới môi trờng không khí 15
II.2.3 Tác động tới tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái .16
II.3 Các giải pháp quản lý và khắc phục những ảnh hởng đến môi tr-
ờng .17
II.3.1 Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu và xử lý ô nhiễm nớc
thải .17
II.3.2 Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu và xử lý ô nhiễm khí
II.3.3 Xử lý và tận thu bã thải rắn .17
Chơng III : giải pháp xử lý nớc thải của nhà máy sản
xuất cồn
III.1 Tổng quan về công nghệ xử lý nớc thải nói chung 19
III.1.2 Công nghệ xử lý nớc thải nhà máy rợu cồn trên thế giới ..35
III.1.3 Công nghệ xử lý nớc thải nhà máy rợu cồn ở Việt nam 39
III.2 Lựa chọn - đề xuất phơng án xử lý nớc thải ..40
III.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị các yếu tố
ảnh hởng ...45
Chơng IV : tính toán thiết kế cơ sở xử lý nớc thải
của nhà máy
IV.1. Cân bằng vật liệu trong dây truyền sản xuất cồn 53
2
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
IV.2. Tính toán và thiết kế các thiết bị chính trong dây chuyền xử lý
nớc thải ..55
IV.2.1. Bể điều hoà và lắng .. 55
IV.2.2. Bể UASB . 60

IV.2.3. Bể aeroten 63
IV.2.4. Bể lắng thứ cấp 69
IV.2.5. Bể tự hoại xử lý bùn 73
IV .2. Tính toán thiết bị phụ trợ .
IV.2.1 Hệ thống mạng ống dẫn khí và nớc thải trong quá trình xử lý
IV.2.2. Máy thổi khí .. 76
IV.2.3. Tính toán bơm 79
Chơng V: Dự toán chi phí xây dựng và vận hành
hệ thống
V.1. Dự toán chi phí xây dựng cơ bản ... 82
V.2 Dự toán chi phí vận hành hệ thống .. . 82
V.3. Quản lý vận hành hệ thống xử lý nớc thải . 86
Kết luận ..
Tài liệu tham khảo
3
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Mở đầu
Rỉ đờng là phế thải của nhà máy đờng , thờng chiếm khoảng 2,5- 5
% lợng nguyên liệu đầu vào (cây mía). Đã từ lâu rỉ đờng đợc tận thu để
làm nguyên liệu sản xuất cồn . Và công nghiệp sản xuất cồn từ rỉ đ ờng
gắn liền với công nghệ sản xuất đờng . Hiện nay ở nớc ta có khoảng 64
nhà máy đờng hoạt động với tổng sản lợng 1,2 triệu tấn đờng / năm , sự
lớn mạnh và phát triển của ngành công nghiệp sản xuất đờng sẽ thúc đẩy
sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất cồn từ rỉ đ ờng .Việc tận
thu rỉ đờng từ các nhà máy đờng không chỉ góp phần làm giảm thiểu ô
nhiễm môi trờng do quá trình sản xuất đờng gây ra mà còn đóng một
vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân , tạo công ăn việc làm cho
ngời lao động , đem lại lợi nhuận cho nhà máy . Mặt khác cồn là một
sản phẩm có giá trị trong sinh hoạt và đợc làm nguyên liệu cho nhiều
ngành công nghiệp khác nh: Dợc phẩm, Hoá chất, chế biến gỗ, trong

quốc phòng, trong y tế vv Vì yêu cầu nhiều về sản l ợng cồn. Cho nên
không những từ rỉ đờng mà ngời ta còn tận dụng nhiều nguồn nguyên
liệu khác để sản xuất cồn nh gạo, ngô, sắn v.v
4
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Tuy nhiên, bên cạnh các lợi ích to lớn về kinh tế, các cơ sở sản xuất
cồn cũng đa lại nhiều hệ quả xấu đối với môi trờng sinh thái và chất
lợng cuộc sống của cộng đồng Mặt khác cồn r ợu còn là một dây
truyền thực phẩm do đó nó đòi hỏi chất lợng vệ sinh môi trờng. Vì
vậy vấn đề môi trờng còn là tiêu chí để sản phẩm của nhà máy có
khả năng cạnh tranh trên thị trờng và có thể xuất khẩu ra các nớc
trên thế giới .
Nguồn gây ô nhiễm chính trong sản xuất cồn từ rỉ đờng là nớc thải (
đặc biệt là nớc thải đáy tháp thô ). Lợng nớc này chiếm khoảng 20-
25 lần so với lợng cồn sản xuất ra , đồng thời có tải lợng các chất ô
nhiễm hữu cơ rất lớn , rễ chuyển hoá gây ô nhiễm tới nguồn tiếp
nhận. Đặc biệt đối với nguồn nớc mặt ( Gây hiện tợng phì dỡng ,
thiếu O
2
,ảnh hởng xấu tới hệ sinh thái trong nớc vv )Trong điều
nhiệt đới ẩm của Việt Nam các dòng thải này còn có khả năng
chuyển thành các ổ dịch bệnh truyền nhiễm. Và ngày nay nguồn n -
ớc thải của phân xởng sản xuất cồn luôn đợc coi là một vấn đề quan
tâm trong quản lý môi trờng của các địa phơng nơi có nhà máy sản
xuất cồn.
Trong mấy năm gần đây một số cơ sở sản xuất cồn đã có chú ý tới
việc xử lý nguồn thải của mình . Tuy nhiên do còn nhiều khó khăn cho
nên sự thành công của các cơ sản xuất này còn rất ít .
Đề tài : Nghiên cứu thiết kế cơ sở xử lý n ớc thải sản xuất cồn
từ rỉ đờng của nhà máy Đờng Việt Trì này nhằm giải quyết đợc một

phần nào đó các vấn đề đã nêu ở trên . Nội dung của đề tài bao gồm :
+ Phân tích, đánh giá nguồn thải ô nhiễm
+ Thu thập các thông tin về giải pháp khắc phục
+ Lựa chọn và đề xuất dây truyền xử lý nớc thải cho nhà máy
+ Tính toán thiết kế các thiết bị trong dây truền xử lý
+ Tính toán kinh tế trong xử lý nớc thải
5
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Chơng I : giới thiệu chung về nhà máy đờng và rợu
cồn việt trì
I.1. Giới thiệu chung:
I.1.1. Vị trí , mặt bằng xây dựng của nhà máy:
Nhà máy đợc xây dựng trên diện tích là 40000 m
2
. Trong khu
công nghiệp phía nam Thành Phố Việt Trì thuộc địa bàn Ph ờng
Thanh Miếu:
Vị trí của nhà máy:
+ Phía Nam giáp Sông Hồng
+ Phía Đông giáp với nhà máy nhuộm Păngrin
+ Phía Bắc giáp với đờng quốc lộ
+ Phía Tây giáp với nhà máy giấy Việt Trì và hố xỉ than nhà
máy điện
Nhà máy đờng Việt Trì nằm ở một vị trí rất thuận lợi về giao thông ,
nằm giữa quốc lộ số 2, đờng sắt Hà Nội Lào Cai và Sông Hồng vì
vậy rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu, nhiên liệu sản
phẩm của nhà máy cũng nh máy móc thiết bị phụ tùng phục vụ cho
sản xuất.
Do nhà máy nằm gần hai con Sông Hồng và Sông Lô nên rất thuận lợi
cho việc cung cấp nớc cho quá trình sản xuất và xả nớc thải ra ngoài

sông tiết kiệm đợc đờng ống dẫn nớc thải ra sông.
Điều kiện về khí hậu :
+ Khí hậu mang tính chất của đồng bằng châu thổ sông Hồng, nóng
ẩm ma nhiều, chịu ảnh hởng trực tiếp của gió mùa. Thời tiết trong năm
đợc chia làm hai mùa rõ rệt đó là: mùa ma và mùa khô
+ Mùa ma từ tháng 5 10, thời tiết nóng ẩm ma nhiều, lợng nớc
ma chiếm khoảng 80% cả năm. Đặc biệt có những trận ma rào có cờng
độ lớn kèm theo dông bão kéo dài từ 3-5 ngày gây ngập úng cho toàn
khu vực.
+ Mùa khô kéo dài từ tháng 11 5 năm sau l ợng ma ít, có những
thời kì khô hanh kéo dài từ 15-20 ngày. Làm cho nhiều diện tích sông
ngài bị cạn khô, gây khó khăn cho việc cấp nớc cho nhà máy trong quá
trình sản xuất.
I.1.2. Đặc điểm tình hình hoạt động của nhà máy:
Cùng với khu công nghiệp Việt Trì, nhà máy đờng Việt Trì đợc
khởi công xây dựng từ năm 1958 với sự giúp đỡ của Trung Quốc
và Liên Xô cũ.
6
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Nhà máy hoàn thành và đi vào hoạt động cuối năm 1960 với công
suất thiết kế 350 tấn mía /ngày. Và tận dụng rỉ đ ờng để sản xuất
cồn với công suất là 3000 l/ngày .
I.1.3 Các nguồn nguyên liệu và sản phảm chính của nhà máy
a. Các nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu để sản xuất đờng là mía, nguồn nguyên liệu này đ-
ợc cung cấp từ các vùng lân cận của nhà máy nh: Huyện Tam
Đảo, Vĩnh Lạc, Vĩnh Tờng vv
Bảng 1.1 :Thành phần hoá học của cây mía:

stt Thành phần % khối lợng

1 Các loại đờng 12,5
2 Các chất sơ 10- 14,2
3 Hợp chát nitơ 0,4- 0,5
4 axit hữu cơ và sáp 0,4 0,5
5 Tro O,5 - o,6
6 Nớc 80
Trong quá trình sản xuất đờng thì tạo ra rỉ đờng và đợc tận thu làm
nguyên liệu cho sản xuất cồn.
Bảng 1.2: Thành phần tính chất hoá học của rỉ đờng:
Thành phần Hàm lợng
Thấp nhất Cao nhất Trung bình
Chất khô 78,9 84 80,2
pH 6,5 9,5 8
Chất keo ( hoà tan)% 2,4 4.8 3,2
Nitơ tổng % 1,56 2,06 1,73
P
2
O
5
% 0,039 0,055 0,044
SO
2
% 0,012 0,157 0,025
CaO % 0,17 1,92 0,73
Hàm lợng đờng % 47,8 54,5 49,9
đờng khử % 0,12 1,62 0,42
Rafinora % 0,56 1,38 0,89
Chất tro % 8,2 12,9 10,2
Axit bay hơi %
( tính theo axetic)

0,95 1,53 1,16
Qua bảng thành phần hoá học của rỉ đờng, ta thấy hàm lợng đờng
trong rỉ đờng chiếm một hàm lợng rất lớn do đó rất thuận lợi cho việc
lên men để sản xuất cồn. Phơng pháp sản xuất cồn từ rỉ đờng có thuận
7
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
lợi hơn phơng pháp dùng tinh bột để sản xuất cồn vì dùng rỉ đ ờng
chúng ta không phải qua khâu nấu và đờng hoá. Do đó công nghệ sản
xuất cũng đơn giản hơn, tiết kiệm chí phí trong quá trình xản xuất. Và
giảm lợng nớc thải ra môi trờng trong quá trình rửa thiết bị nấu và đ-
ờng hoá. Chính vì những thuận lợi đó của rỉ đờng mà ngời đã tận thu để
sản xuất cồn .
Bên cạnh đó trong rỉ đờng có chứa hàm lợng chất hữu cơ rất cao, với
nhiều hợp chất hữu cơ ở dạng keo không phân huỷ trong quá trình lên
men đã theo nớc thải ra ngoài gây ra ô nhiễm môi trờng nghiêm trọng .
b. Các sản phẩm chính của nhà máy:
Ngoài sản phẩm chính là đờng ra trong quá trình sản xuất đờng sinh
ra rỉ đờng và ngời ta đã tận thu rỉ đờng để sản xuất cồn ,vừa góp
phần giảm thiểu và bảo vệ môi trờng trong quá trình sản xuất đờng
vừa đem lại lợi ích kinh tế cho nhà máy. Mặt khác nó còn cung cấp
một lợng lớn rợu cồn cho xã hội.
Trong quá trình sản xuất cồn ta lại thu đợc khí CO
2
sạch trong quá
trình lên men có thể đem bán cho các nhà máy giả khát
Ngoài các sản phẩm nh: Đờng, Cồn, khí CO
2
ra thì trong nhà máy còn
sản xuất cả bia hơi.
I.2 Quy trình công nghệ sản xuất cồn từ rỉ đờng của nhà

máy đờng Việt Trì
I.2.1 Công ngệ sản xuất cồn:
I.2.1.1 Sơ đồ công nghệ: (nh hình vẽ )
I.2.1.2 Giải thích dây truyền công nghệ
1. Pha loãng và axid hoá
Chúng ta cần phải pha loãng và axit hoá rỉ đờng vì rỉ đờng thờng có
nồng độ chất khô rất cao từ 80 85 Bx không thể lên men r ợu ngay đ-
ợc cần phải pha loãng tới nồng độ thích hợp. Còn nếu pha loãng đến
nồng độ thấp quá sẽ tốn nhiều thiết bị và năng lợng. Trong thực tế, với
nồng độ rỉ đờng thích hợp là 45-50
0
Bx thì tiến hành xử lý có hiệu quả
tốt, bảo đảm cho kết tủa các chất .
2. Quá trình axit và thanh trùng.
Sau khi pha loãng thì dùng H
2
SO
4
hoặc dùng HCl acid hoá, tuỳ
theo chất lợng của rỉ đờng mà cho lợng H
2
SO
4
, HCl vào khác nhau để
đạt đợc độ pH = 4,5- 4,8, tạo điều kiện tốt cho quá trình lên men. L ợng
axit HCl tiêu hao khoảng 23,5 kg/1000l cồn.
Mục đích của quá trình acid hoá là để tách bớt tạp chất tro, keo, và tạo
độ pH thích hợp cho quá trình lên men.
Sau đó phải tiến hành sát trùng dịch rỉ đờng. Có thể sử dụng nhiều
chất sát trùng khác nhau nh: Pentaclorophênol, formalin, clorua vôi, và

phổ biến hiện nay ở Việt Nam là sử dụng thuốc trừ sâu (Na
2
SiF
6
). Lợng
Na
2
SiF
6
chiếm khoảng 12-13 kg/1 tấn rỉ đờng. Mục đích của việc sát
8
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
trùng là để tiêu diệt các vi sinh vật có trong dấm chín , nhằm tạo điều
kiện tốt cho quá trình lên men phát triển. Sau đó làm lạnh tới nhiệt độ
lên men và tiến hành lên men.
Trong giai đoạn này chúng ta cần phải bổ sung chất dinh d ỡng. Để
tăng dinh dỡng cho quá trình sinh trởng của nấm men, cần thiết phải cho
thêm đạm và photpho ( vì rỉ đờng thờng là chất nghèo các chất ding d-
ỡng cho nấm men hoạt động ).
3. Quá trình lên men:
Sau khi pha loãng, acid hoá và thanh trùng đợc dung dịch rỉ đờng
có điều kiện thích hợp ta cho tiến hành lên men:
Phản ứng chính trong quá trình lên men là:


Men giống
C
6
H
12

O
6
C
2
H
5
OH + CO
2
+ Q
T
o
=30
0C
,pH=4,3-4,5
Ngoài phản ứng chính ra trong quá trình lên men còn xảy ra rất
nhiều các phản ứng khác và tạo ra rất nhiều các tạp chất trong dấm chín
nh: Các rợu bậc cao, các acid hữu cơ, este, các hợp chất cao phân tử
khác v.v..
Phản ứng lên men thuộc quá trình chuyển khối, trao đổi nhiệt:
- Đờng thẩm thấu qua màng tế tào men
- Phản ứng vi sinh tạo ra rợu và CO
2
là chính
- Khuếch tán sản phẩm ra bên ngoài qua màng tế bào men
* Rợu êtylic dễ hoà tan nhanh chóng khuếch tán vào trong n ớc. Khí
CO
2
khó hoà tan nhanh chóng bão hoà tạo khí CO
2
đi lên. Trong quá

trình đi lên bọt khí CO
2
bám quanh tế bào men làm cho VSV cũng nổi
lên, khi lên đến bề mặt khí CO
2
thoát ra, con men lại chìm xuống. Và
quá trình cứ thế diễn ra làm tăng quá trình chuyển khối tạo điều kiện
cho quá trình lên men đợc tốt hơn .
9
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368



Hình 1.1: Dây chuyền sản xuất cồn từ rỉ đờng và các dòng nớc thải
10
Rỉ đờng
Pha loãng sơ
bộ
Axit hoá
thanh trùng
Lên men
Chưng cất
Thô
Tháp tách
trung gian
Tháp tinh
chế
Na
2
SiF

6
Nước đưa
đi xử lý
Nước
Nước
H
2
SO
4
Nước vệ sinh
thiết bị
Nước vệ sinh
thiết bị
Nước vệ sinh
t
CO
2
Nước làm
lạnh
Men giống
Hơi nước
Nước thải
đáy tháp thô
Hơi nước
Hơi nước
Cồn sản
phẩm
Nước làm
lạnh và ngư
ng tụ

Rầu fuzen
Nước thải đáy
Nước cho tuần
hoàn hoặc thải
ra MT
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Trong quá trình lên men toả nhiệt làm cho nhiệt độ ở trong thùng lên
men tăng lên, do đó trong quá trình lên men phải làm lạnh liên
tục để giữ nhiệt độ ổn định trong khoảng 28 - 35
o
C và duy trì
pH= 4,5 4,8
- Ngoài phản ứng chính là tạo ra rợu và khí CO
2
trong quá trình lên
men còn tạo ra rất nhiều tạp chất khác nh là: glyxerin, axit succinic,
aldehyt, metylic, axit axetic, este, pectin, valeric Dịch sau quá
trình lên men đợc gọi là dấm chính chứa khoảng 7- 9% thể tích cồn,
phần dịch này đợc bơm đi chng cất. Khí CO
2
tạo ra đợc thu hồi
trong các bình chứa. Thời gian lên men khoảng 3 ngày.
3. Quá trình chng cất:
Trong dấm chín chứa khoảng 7-9 % thể tích cồn, còn lại là các tạp
chất khác nh là: các tạp chất hữu cơ, các tạp chất vô cơ, các cặn bã
nh là: rợu metylic, glyxerin, axit succinic, aldehyt, metylic ,axit
axetic, este, bã men, các muối khoáng Vì vậy phải tiến hành ch ng
cất để loại bỏ các tạp trên ra khỏi rợu, và thu đợc cồn có nồng độ
cao. Nhng mặt khác khi chng cất để tách các tạp chất đó ra thì chính
các tạp chất đó theo nớc thải ra ngoài làm ô nhiễm môi trờng.

Quá trình chng cất ngời ta sử dụng hệ thống 3 tháp đó là:
a. Tháp thô:
Mục đích của tháp thô là tách kiệt rợu ra khỏi dấm chính, nồng độ
đạt cực đại sản phẩm đỉnh 45 % thể tích cồn. Sản phẩm đáy là n ớc thải
thải gồm 90- 93% là nớc, 7- 10 % là chất khô.
Quá trình chng cất bằng cách sục hơi nớc trực tiếp vào đáy tháp
nhiệt độ cấp vào khoảng 100-105
0
C, và 1 lít cồn cần cấp khoảng 5 lít
hơi nớc, do đó lợng hơi nớc cần cấp trong một ngày vào tháp thô là
15.000 lít hơi nớc /ngày.
b. Tháp trung gian:
Mục đích là tách các tạp chất nhẹ ra khỏi cồn: nh là rợu mêtylic ,
các aldehyl. Sau khi tách các tạp chất nhẹ ta thu đợc cồn đầu không
uống đợc nó đợc dùng trong các ngành công nghiệp.
Sản phẩm đáy: rợu nồng độ 40% thể tích, đun sôi đáy tháp bằng hơi
nớc gián tiếp.
c. Tháp tinh chế:
Mục đích tách nốt các tạp chất nặng, rợu bậc cao, dầu fuzen và các
tạp chất khác.
Sản phẩm đáy: gồm nớc thải nồng độ rợu thấp thờng chiếm khoảng
0,5 1,5%. ở tháp tinh chế này ta có thể đun bằng hơi nớc trực tiếp.
Rợu bậc cao và dầu fuzen đợc thu hồi làm nguyên liệu cho dầu
chuối và ta thu đợc cồn tinh khiết ở đỉnh tháp có nồng độ cồn khoảng
96%. Cồn này có thể sử dụng để uống.
11
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
I.2.2. Hệ thống cấp thoát nớc cho nhà máy
Hiện nay nhà máy sử dụng nớc cấp từ sông Lô qua hệ thống xử lý nớc
của thành phố và sử dụng trực tiếp cho quá trình làm lạnh, rửa vệ

sinh thiết bị, vệ sinh sàn nhà. Còn riêng đối với n ớc dùng để pha
loãng rỉ đờng thì nhà máy phải có hệ thống xử lý riêng nhằm đạt tiêu
chuẩn nớc pha loãng để khỏi ảnh hởng tới chất lợng cồn .
Các nguồn nớc thải của phân xởng sản xuất cồn:
1. Nớc làm mát cho các thiết bị, nớc ngng tụ:
Lợng nớc này rất lớn, nhng sạch có nhiệt độ khoảng 30-40
0
C có
thể làm giảm nhiệt độ và cho tuần hoàn lại quá trình làm lạnh
hoặc có thể thải thẳng ra mà không cần xử lý. Hiện nay nhà máy
thảy thẳng ra sông.
2. Nớc vệ sinh các thiết bị, nhà xởng:
Nớc thải này có đặc điểm là thể tích và tải trọng ô nhiễm không
cao, chứa một ít đờng, bã men, các hợp chất hữu cơ còn lại trong
thiết bị, có hàm lợng chất rắn lơ lửng lớnvà một số tạp chất vô cơ
khác.
Nớc thải này xả ra với tần suất khác nhau, phụ thuộc vào thời
gian rửa thiết bị. Lu lợng thải ra trong ngày khoảng 35 m
3
/ngày và
có các thông số về nớc thải nh sau:
BOD
5
=1000 mg/l
COD =2000 mg/l
SS =1000 mg/l
pH= 5,5-7,5
3. Nớc thải từ tháp tinh chế
Nớc thải này có nhiệt độ cao khoảng t
0

=90-100
0
C, chủ yếu là n-
ớc, chứa phần nhỏ cồn sót, dầu fuzen và các loại rợu bậc cao. Nớc
thải này khi thải ra có mùi khó chịu. Có lu lợng thải ra gấp khoảng
2-3 lần sản phẩm đỉnh. Vì vậy lu lợng trong ngày khoảng 6-9
m
3
/ngày.
4. Nớc thải từ đáy tháp thô:
Nớc thải đáy tháp thô là nớc thải đặc trng của sản xuất cồn từ rỉ
đờng đó là nguồn gây ô nhiễm môi trờng chủ yếu cả về số lợng lẫn
nồng độ ô nhiễm. Lợng nớc thải đáy tháp thô chiếm khoảng 15-18
lần so với lợng cồn sản xuất ra. Đây là loại nớc thải công nghiệp
gây ô nhiễm môi trờng nặng nhất do thành phần các chất hữu cơ cao,
do đó tiêu thụ một lợng lớn oxy hoà tan trong nguồn tiếp nhận.
Trong nớc thải tháp thô có chứa một phần nhỏ rợu sót, các chất
hữu cơ khó bay hơi, các chất không biến đổi thành cồn trong quá
trình lên men,các chất khoáng và một phần nấm men
Thành phần nớc thải đáy tháp thô gồm 7- 10 % là chất khô và 90
93 % là nớc. Trong thành phần chất khô thì 70 75 % lầ hợp
chất hữu cơ, 25 30 % là hợp chất vô cơ. Các hợp chất hữu cơ nh
12
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
các axit hữu cơ, các loại rợu, este, aldehyl, các acid nh axêtic,
propionic Và các chất không lên men nh : melanoid, caramen,
betain, valeric v.v
5. Thành phần của các chất thải phụ thuộc vào loại nguyên liệu sử
dụng, và công nghệ sản xuất.
Ngoài ra nớc thải còn chứa nhiều các chất vô cơ với nồng độ cao

nh: K, Ca, Na
Nớc thải đáy tháp thô có đặc trng là: Màu nâu đậm, nhiệt độ cao
có giá trị trong khoảng t
0
C=90-95
0
C, pH tơng đối thấp pH= 4-5,
nồng độ SO
4
2-
cao do quá trình acid hoá gây ra. Có nồng độ BOD=
3000 4000 mg/l, COD = 5000 8000 mg/l, SS=600 mg/l. Và đặc
biệt có một hàm lợng tơng đối lớn thuốc trừ sâu ở trong nớc thải, l-
ợng thuốc trừ sâu này có trong nớc thải do quá trình sát trùng và nó
chiếm khoảng 0,02% thể tích dấm chín. (12- 13kg/1 tấn rỉ đ ờng ). L-
ợng thuốc trừ sâu này có trong nớc thải gây ức chế quá trình xử lý
sinh học nớc thải, ảnh hởng tới sự phát triển của các vi sinh vật. Do
vậy để xử lý sinh học đợc thì ta phải pha loãng nồng độ thuốc trừ
sâu có trong tháp thô ra.
Hiện nay công xuất của nhà máy là 3000 l cồn/ngày mà l ợng cồn
chiếm khoảng 7-8% thể tích dấm chín, do đó l ợng nớc thải đáy tháp
thô gấp khoảng 15-18 lần lợng cồn. Vậy lu lợng nớc thải đáy tháp
thô khoảng Q=50-55 m
3
/ngày.
* Hiện nay nớc thải của nhà máy cha đợc xử lý, tất cả các dòng n-
ớc thải đợc xả thẳng ra cống của nhà máy và theo mơng dẫn ra sông,
gây ra ô nhiễm môi trờng.
13
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368

Chơng II : hiện trạng môi trờng của nhà máy
II.1. hiện trạng môi trờng của nhà máy
Do nhà máy xây dựng đã lâu nên thiết bị bây giờ h hỏng và xuống
cấp ngiêm trọng. Dây truyền công nghệ lạc hậu chính vì vậy trong
quá trình sản xuất đã thải ra một lợng lớn nớc thải gây ra ô nhiễm
môi trờng rất lớn mà nhà máy tra có hệ thống xử lý. Do đó nó gây
ảnh hởng xấu tới sức khoẻ cộng đồng, gây ra ô nhiễm môi tr ờng đất,
ô nhiễm môi trờng không khí, gây ô nhiễm môi trờng nớc, ảnh h-
ởng trực tiếp tới các dòng sông, làm suy thoái hệ sinh thái trong n -
ớc, có thể gây ô nhiễm tới các nguồn nớc ngầm ở trong khu
vựcv.v
II.1.1 Gây ô nhiễm không khí:
Khí thải của nhà máy sản xuất cồn chủ yếu là khí thải trong quá trình
đốt lò hơi. Và khí thải do rò rỉ ra trong quá trình lên men r ợu, và do nớc
thải ô nhiễm không đợc xử lý cũng phân huỷ gây ra trên mơng thải ra hồ
chứa của nhà máy gây ra mùi hôi thối khó chịu. Các loại khí bụi đó là:
SO
2
, CO
2
, H
2
S, CO Ngoài ra còn có khí thải ra trong quá trình ch ng
cất cồn nh: andehit, rợu mêtylic chủ yếu ở đỉnh tháp trung gian. Nguồn
khí thải này đã làm ô nhiễm môi trờng không khí và ảnh hởng trực tiếp
tới sức khoẻ nhân dân xung quanh nhà máy .
Nhng nhìn chung lợng khí thải này không đáng kể và mức độ ô
nhiễm không cao. Chỉ có lợng bụi sinh ra trong quá trình đốt lò hơi có
nồng độ C=1600 mg/l gấp khoảng 4 lần TCCP thì cần phải xử lý.
II.1.2 Ô nhiễm do chất thải rắn :

Chất thải rắn tạo ra trong quá trình sản xuất cồn từ rỉ đ ờng chủ
yếu là tro ở lò hơi. Lợng tro này có hàm lợng K, N, P rất cao do
đó ta có thể tận thu làm phân bón cho cây cối thì rất tốt. Tóm lại
trong quá trình sản xuất cồn thì chất thải rắn không gây ô nhiễm
môi trờng.
II.1.3 Vấn đề nớc thải của phân xởng sản xuất cồn nhà máy:
Nớc thải phân xởng sản xuất cồn có thể chia làm 3 dòng:
Dòng nớc thải 1:
Bao gồm nớc thải làm lạnh trong quá trìng lên men, nớc ngng tụ ở
các tháp, nớc làm lạnh các thiết bị bốc hơi, nớc làm lạnh các tháp. L-
ợng nớc thải này chiếm một lợng rất lớn trong quá trình sản xuất cồn,
nớc thải loại này hầu nh không ô nhiễm hoặc ít ô nhiễm do đó có thể
làm giảm nhiệt độ vàcho tuần hoàn lại quá trình sản xuất hoặc thải ra
môi trờng mà không cần xử lý.
14
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Dòng nớc thải loại 2:
Bao gồm nớc thải do làm sạch và vệ sinh các thiết bị nh: rửa
thùng pha loãng rỉ đờng, rửa thùng lên men, rửa sàn nhà xởng, làm
lạnh các bơm và làm nguội máy phát điện. Lu lợng nớc thải loại này
không lớn lắm khoảng 35 m
3
/ngày. Nớc thải loại 2 có đặc điểm là cặn
lơ lửng lớn SS=1000mg/l, và lu lợng dòng ra không ổn định, phụ
thuộc vào thời gian rửa và vệ sinh thiết bị.
Dòng nớc thải loại 3:
Bao gồm nớc thải của quá trình chng cất nh: nớc thải đáy tháp
thô, nớc thải của đáy tháp tinh và nớc vệ sinh các tháp, lu lợng của
dòng nớc thải loại này khoảng 65m
3

/ ngày.
Đây là dòng nớc ô nhiễm nhất của nhà máy, có hàm lợng chất hữu
cơ rất cao, nhiệt độ khi ra lớn khoảng 90
0
C.Vì vậy bắt buộc phải xử
lý trớc khi thải ra môi trờng. Nếu không nó sẽ gây tác hại sấu tới môi
trờng sống của con ngời, và huỷ hoại tới tài nguyên sinh vật v.v
II.2 Các tác động đến môi trờng do hoạt động sản xuất
của nhà máy
II.2.1 Tác động đến môi trờng nớc:
Nớc cung cấp cho nhà máy đợc lấy từ sông Lô qua hệ thống xử lý nớc
cấp Nam Việt Trì. Hiện tại nớc thải của nhà máy cha đợc xử lý. Nớc
thải chủ yếu tập trung thải xuống hồ xỉ than nhà máy điện cũ rồi theo
hệ thống mơng thải dọc phờng Thanh Miếu thoát ra sông Lô tại cống
hạ giáp.
Trong nớc thải có chứa hàm lợng chất hữu cơ rất cao, có lẫn đờng,
thuốc trừ sâu Do đó n ớc thải có mùi hôi thối khó chịu do quá trình
lên men phân huỷ trong hồ chứa và dọc theo mơng thải. nớc thải có
mùi hôi khó chịu ảnh hởng tới chất lợng không khí và ảnh hởng trực
tiếp tới ngời dân sống gần đó.
Do nớc thải có nồng độ chất ô nhiễm cao, nên khi thải thẳng ra các
sông hồ sẽ làm ô nhiễm tới các dòng nớc, làm cho các con sông dần
dần bị ô nhiễm, phá huỷ cân bằng sinh thái ở trong n ớc, làm ảnh h-
ởng tới các loài động vật sống ở trong nớc. Nếu nh mức độ ô nhiễm
nặng sẽ làm diệt vong nhiều loại động vật quý hiếm và gây ảnh h ởng
trực tiêp tới sức khoẻ của nhân dân sinh sống ven sông.
Khi dòng nớc này ngấm xuống đất sẽ gây ra ô nhiễm môi tr ờng đất ,
làm ảnh hởng tới nguồn nớc ngầm trong khu vực. Nớc thải khi không
đợc xử lý sẽ có nhiều VSV gây bệnh , khi trồng rau quả trên khu vực
này sẽ làm cho VSV bám dính vào rau quả và gây các bện truyền

nhiễm cho con ngời .
II.2.2. Tác động của các chất ô nhiễm tới môi trờng không khí

Các chất gây ra ô nhiễm là tro bay ra từ ống khói lò hơi, l ợng tro
bay ra lớn có thể gây tác động xấu đến sức khẻo của con ng ời và khả
15
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
năng sinh trởng của cây trồng do tre phủ bề mặt lá cây dẫn đến hạn
chế quá trình quang hợp.
Thực tế hiện nay cho thấy chất lợng không khí trong khu vực
bị ô nhiễm về mùi hơi khó chịu do nớc thải của nhà máy cha đợc xử
lý bị phân huỷ gây ra mùi hôi khó chịu tại khu hố than nhà máy điện
và dọc tuyến mơng thải Phờng Thanh Miếu.
II.2.3. Tác động tới tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái
Bụi cuốn theo ống khói lò hơi có thể gây ra hệ quả xấu đối với
sức khoẻ con ngời và hệ thực vật. Các tro bụi bay ra và các chất rắn
khác nếu thải ra nhiều có khả năng đe dọa sự phát triển của cây
trồng.
Hoạt động của nhà máy đã góp phần cải tạo hệ sinh thái tăng độ
che phủi vì nguyên liệu chính là cây mía. Các vùng mía đ ợc qui
hoạch thâm canh góp phần phủ xanh các vùng đất hoang hoá
Nớc thải của nhà máy ô nhiễm rất lớn, nếu không đợc xử lý mà
thải trực tiếp ra sông hồ thì sẽ gây ra ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận
làm cho các dòng sông bị ô nhiễm, gây ảnh hởng sấu tới các VSV,
động vật thực vật sống dới nớc, và có thể huỷ hoại hệ sinh thái ở dới
nớc nh: làm cho cá, ếch, nhái bị chết
II.3 các giải pháp quản lý và khắc phục những ảnh h ởng
tới môi trờng
II.3.1 Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu và xử lý ô nhiễm khí và bụi
Nguồn gây ô nhiễm chính của nhà máy là bụi bay theo khói lò và

các khí thải sinh ra ở lò đốt nh : CO, CO
2
, SO
2
,
,
NO
x
, H
2
S
Theo tính toán lý thuyết khí thải cha qua hệ thống xử lý có nồng độ
là 1600 mg/m
3
gấp 4 lần tiêu chuẩn cho phép nếu nh không xử lý thì
lợng bụi này sẽ gây ảnh hởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của những
ngời dân xung quanh, gây ô nhiễm môi trờng và ảnh hởng xấu tới hệ
sinh thái, tạo ra một lớp bụi bám vào các lá cây làm giảm quá trình
quang hợp của cây dẫn đến cây cối chậm phát triển và có thể bị chết.
Do đó nhất thiết phải quản lý, tìm biện pháp giảm thiểu và xử lý bụi .
Để xử lý bụi thải đạt đợc yêu cầu nhà máy đã tính toán và lắp đặt hệ
thống xử lý hệ thống xử lý bụi khí lò theo hai cấp vào cuối năm 1994
nh sau:
+ Cấp một: là thiết bị tách bụi cyclon khô nhằm tách bụi kích th ớc
lớn và chiếm đa số ra khỏi dòng khí trớc khi đi vào thiết bị cấp
hai.
+ Cấp hai: ở đây dùng thiết bị lọc bụi ớt, nớc đợc sử dụng để tách bụi
.
Hệ thống xử lý này đạt hiệu quả xử lý từ 80 85 % do đó khí bụi
khi qua hệ thống xử lý này sẽ đạt tiêu chuẩn cho phép thải .

16
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Biện pháp giảm thiêủ bụi khói lò: là có thể thay đổi nhiên liệu bã
mía bằng dầu FO hoặc có thể kết hợp dầu và bã mía sẽ làm giảm l -
ợng bụi ra ngoài không khí .
Để xử lý khí thải sinh ra trong quá trình đốt có thể nâng cao chiều
cao ống khói, để pha loãng nồng độ các khí độc hại tránh gây ảnh h -
ởng tới công nhân, và những ngời xung quanh nhà máy .
Xử lý nớc thải trớc khi thải ra môi trờng tránh hiện tợng phân huỷ
các chất ô nhiễm trong nớc thải , thờng xuyên khơi thông cống rãnh,
tránh uồn tắc và ứ đọng nớc thải trên mơng dẫn.
II.3.2. các giải pháp kĩ thuật nhằm giảm thiểu và xử lý ô nhiễm n ớc
thải
Nhìn chung trong 3 loại nớc thải của nhà máy là: khí thải, nớc
thải và chất thải rắn. Thì nớc thải là nguồn gây ô nhiễm nặng nhất
cả về số lợng lẫn nồng độ chất ô nhiễm, nó đã gây ra ô nhiễm môi
trờng toàn diện trong khu vực, ảnh hởng tới sức khoẻ của những ng-
ời sống gần nhà máy, làm ô nhiễm các nguồn tiếp nhận nh là các
dòng sông, ao hồ, huỷ hoại các hệ sinh thái ở dới nớc làm mất cân
bằng sinh thái, gây ra ô nhiễm không khí khi nớc thải phân huỷ lên
men các hợp chất hữu cơ có trong nớc gây ra mùi khó chịu, gây ra ô
nhiễm các nguồn nớc ngầm khi ngấm vào đất, làm suy thoái tài
nguyên đất, gây ra các bệnh chuyền nhiễm khi tới nớc thải cho cánh
đồng rau hoặc nớc thải nhiễm vào nớc uống sinh hoạt của con ngời.
Ngoài ra nó còn sinh ra ruồi muỗi, sâu nhặng là tác nhân chính gây
ra các bệnh truyền nhiễm nh Thơng Hàn, Dịch tả, ngộ độc ... Do
vậy bắt buộc phải tìm mọi biện pháp nhằm giảm thiểu và xử lý nớc
thải trớc khi thải vào môi trờng tránh các tác hại xấu của nó gây ra
Các biện pháp nhằm giảm thiểu nớc thải của nhà máy :
- áp dụng công nghệ sản xuất sạch cho nhà máy nh là :

+ Thay đổi dây chuyền công nghệ sản xuất nhằm hạn chế lợng
chất thải ra môi trờng
+ Củng cố và sửa các thiết bị đang vật hành
+ Dùng vòi nớc có áp lực lớn để rửa các thiết bị và nhà xởng
nhằm hạn chế lợng nớc thải
+ Tuần hoàn lại các dòng nớc không gây ô nhiễm nh nớc thải
của quá trình làm lạnh và ngng tụ nhằm hạn chế nớc thải ra môi
trờng
+ Cải tạo lại hệ thống đờng dẫn nớc thải, thay thế cống xây
bằng gạch bởi các đờng ống làm bằng sắt thép không rỉ nhằm hạn
chế sự ứ đọng, tắc nghẽn dẫn đến sự phân huỷ các chất ô nhiễm
trong nớc thải làm ô nhiễm không khí và phát tán mùi hôi thối khó
chịu.
- áp dụng công nghệ xử lý cuối đờng ống.
17
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Việc áp dụng phơng pháp sản xuất sạch chỉ nhằm giảm thiểu một
phần sự ô nhiễm cho phân xởng sản xuất cồn chứa không thể xử lý
triệt để đợc. Vì vậy phơng pháp xử lý nớc thải cuối đờng ống đóng
vai trò rất quan trọng trong việc xử lý triệt để các chất ô nhiễm tr ớc
khi thải ra nguồn tiếp nhận. Đối với nớc thải sản xuất cồn thì ta gộp
nớc thải của quá trình rửa vệ sinh thiết bị và nớc thải ở đáy tháp
thô, đáy tháp tinh lại là một để xử cuối đờng ống trớc khi thải ra
môi trờng. Còn nớc thải làm lạnh và ngng tụ ta cho tuần hoàn lại
quá trình sản xuất hoặc thải thẳng ra môi trờng mà không cần xử lý.
18
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Chơng III : Giải pháp xử lý nớc thải của nhà máy
III.1 Tổng quan về công nghệ xử lý nớc thải của cơ sở sản xuất cồn
:

Xử lý nớc thải của cơ sở sản xuất cồn là áp dụng các cơ chế của
các quá trình lý học, hoá học hay vi sinh học vào việc làm giảm hàm
lợng chất ô nhiễm, làm giảm tính độc hại đối với môi tr ờng. Các ph-
ơng pháp xử lý đợc lựa chọn trong các trờng hợp cụ thể phụ thuộc
vào: Đặc tính của nớc thải, mức độ ô nhiễm, lu lợng của nớc thải,
hiệu suất xử lý, nguồn tiếp nhận, chi phí cho quá trình xử lý và đôi
khi cũng tuỳ thuộc vào trình độ quản lý kỹ thuật.
Các phơng pháp xử lý nớc thải đợc đề xuất nhằm mục đích giảm thiểu
tối đa hàm lợng chất ô nhiễm có trong nớc thải. Cơ chế của các quá
trình xử lý nớc thải là áp dụng cơ chế của các qúa trình lý học, hoá học
và sinh học. Do đó ngời ta phân ra làm các phơng pháp xử lý nh sau:
- Các phơng pháp cơ học.
- Các phơng pháp hóa lý.
- Các phơng pháp hoá học.
- Các phơng pháp sinh học.
Trong một hệ thống xử lý nớc thải có thể áp dụng nhiều phơng pháp xử
lý để đem lại hiệu suất xử lý cao nhất. Các phơng pháp sử dụng thờng
tuần tự nhau và xử lý các thành phần khác nhau trong nớc thải hoặc thực
hiện công việc của từng công trình thiết bị trong hệ thống xử lý n ớc
thải.
+ Các phơng pháp cơ học:
Các phơng pháp cơ học để xử lý nớc thải bao gồm các quá trình
lọc qua song chắn rác, lắng và lọc các chất lơ lửng. Đây là một ph ơng
pháp dễ thực hiện nhất đợc sử dụng để loại bỏ các chất rắn lớn và các
chất lơ lửng khỏi nớc thải. Quá trình lắng, lọc thờng đợc áp dụng trong
công đoạn đầu tiên của hệ thống xử lý. Nguyên lý của quá trình lắng,
lọc là dựa vào lực trọng trờng hoặc lực ly tâm tác dụng lên các hạt rắn
lơ lửng để tách ra khỏi nớc. Tuỳ thuộc vào đòi hỏi của công nghệ xử lý
và chi phí có thể mà cần thiết phải xây dựng các bể lắng; bể lọc hoặc
thậm chí lọc bằng các thiết bị cơ giới hoá. Về mặt hiệu suất xử lý các

chất ô nhiễm nớc, nói chung phơng pháp cơ học không cho một hiệu quả
xử lý cao mà nó chỉ là điểm khởi đầu cho một hệ thống xử lý. Trừ những
trờng hợp mà trong nớc thải chất ô nhiễm chính tập trung chủ yếu trong
các chất rắn lơ lửng có thể tách đợc bằng lắng lọc thì phơng pháp cơ học
mới cho một hiệu suất xử lý cao. Phơng pháp này có tác dụng loại bỏ
các tạp chất có kích thớc lớn nhằm bảo vệ hệ thống bơn tránh bị h hỏng
và bào mòn, giúp cho quá trình xử lý đợc tốt hơn.
+ Các phơng pháp hoá lý:
19
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Bao gồm các quá trình nh đông keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi
ion , tách bằng màng và các quá trình điện hoá. Thờng đợc sử dụng để
xử lý nớc thải chứa nhiều chất vô cơ hơn là các chất hữu cơ. Cơ chế của
quá trình là các hiện tợng hóa lý đợc áp dụng để xử lý nớc thải.
Đối với nớc thải của cơ sở sản xuất cồn, đặc biệt là nớc thải đáy
tháp thô của quá trình sản xuất cồn từ rỉ đờng có hàm lợng chất ô nhiễm
rất cao, nồng độ chất keo tụ lớn, hàm lợng chất lơ lửng cao, và có mầu
nâu đậm. Nếu ta xử lý bằng phơng pháp đông keo tụ thì hiệu quả xử lý
rất tốt.
+ Các phơng pháp hoá học:
Sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý các chất ô nhiễm trong n ớc thải.
Ngời ta tìm ra các phơng pháp trung hoà và oxy hoá khử. Ph ơng
pháp trung hoà :
Sử dụng phản ứng giữa các chất có tính axit và các chất có tính kiềm.
Thờng dùng để điều chỉnh pH của nớc thải về khoảng trị số yêu cầu của
dòng thải ra hoặc chuẩn bị vào các công đoạn xử lý tiếp theo. Ph ơng
pháp oxy hoá khử :
dùng các chất oxy hoá hoặc các chất khử bổ sung vào n ớc thải để tạo
nên các phản ứng oxy hoá - khử nhằm loại trừ hoặc khử đi các độc tính
của các chất ô nhiễm. Các chất oxy hoá còn đ ợc sử dụng khử trùng tiêu

diệt các vi sinh vật ở dòng thải ra cuối cùng của hệ thống xử lý nớc thải.
Phơng pháp hoá học ứng dụng trong xử lý nớc thải sản xuất cồn đó
là phơng pháp trung hoà dòng nớc thải trớc khi vào xử lý sinh học ,
nhằm tạo pH trong dòng nớc thải từ 6,5-8.
+ Các phơng pháp sinh học:
Đợc sử dụng để làm sạch nớc thải chứa nhiều chất hữu cơ và một
số chất vô cơ dễ phân hủy nh H
2
S; các sunfit; nitơ... Bản chất của phơng
pháp sinh học là sử dụng quá trình sinh sống và hoạt động của các vi
sinh vật để phân huỷ các chất ô nhiễm trong n ớc thải, quá trình phân
huỷ các chất ô nhiễm nhờ vi sinh vật còn gọi là quá trình oxy hoá sinh
hoá. Phơng pháp sinh học đợc sử dụng rất phổ biến vì giá thành xử lý
của nó nói chung rẻ hơn so với các phơng pháp khác, quá trình xử lý ít
sử dụng hoá chất, hiệu suất xử lý cao đặc biệt với n ớc thải giàu chất hữu
cơ, chi phí vật hành thấp, quản lý và vận hành đơn giản Chính vì
những u điểm đó của phơng pháp sinh học nên trong đồ án tốt nghiệp
của mình em chọn phơng pháp sinh học để xử lý nớc thải của nhà máy
sản xuất cồn từ rỉ đờng .
Sau đây ta đi nghiên cứu kỹ về phơng pháp xử lý sinh học.
III-11. Lựa chọn các phơng pháp sinh học để xử lý nớc thải.
Do nớc thải của quá trình sản xuất cồn từ rỉ có đặc điểm sau :
- Nồng độ chất hữu cơ trong nớc thải rất cao:
BOD =2500 4000 mg/l, COD= 4000- 6000 mg/l .
SS= 700 1000mg/l
20
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
- Và nớc thải đáy tháp thô có nhiệt độ cao do đó có thể làm
nguội tới nhiệt độ thích hợp khoảng 40 50
0

C và tận dụng nhiệt độ
này để xử lý yếm khí thì rất tốt , hiệu quả xử lý sinh học rất cao. Đây
là vùng nhiệt độ thích hợp cho các loại vi khuẩn a ấm và u nóng hoạt
động trong quá trình xử lý yếm khí sinh học
- Tỷ số COD/BOD
5
=0,58

lớn hơn 0,5 chứng tỏ nớc thải có khả năng
phân hủy sinh học.
- Các phơng pháp sinh học dễ thực hiện dễ kiểm soát.
- Chi phí xử lý nói chung rẻ hơn các phơng pháp khác.
- Không sử dụng hoá chất.
- Trong nớc thải có đủ thành phần chất dinh dỡng trong quá trình xử
lý mà không cần phải cho thêm vào .
- Hiệu quả xử lý cao.
Tuy nhiên trong nớc thải của quá trình sản xuất cồn có chứa một
hàm lợng thuốc trừ sâu(Na
2
SiF
6
) tơng đối lớn do đó nó đã gây ức chế sự
phát triển của các vi sinh vật. Vì vậy để cho quá trình xử lý sinh học đ -
ợc tốt thì ta cần phải pha loãng nồng độ thuốc trừ sâu ra.
Phơng pháp sinh học có nhợc điểm là chiếm dụng mặt bằng lớn, chi
phí xây dựng ban đầu cao , chỉ phù hợp với những nơi có mặt bằng
diện tích rộng .
Các phơng pháp sinh học thờng sử dụng để xử lý nớc thải. Việc
phân loại các phơng pháp xử lý sinh học chủ yếu dựa vào phơng thức hô
hấp của vi sinh vật. Có hai phơng thức hô hấp cơ bản của vi sinh vật là

hô hấp hiếu khí trong điều kiện có oxy và hô hấp yếm khí trong điều
kiện không có oxy. Dựa vào đó ngời ta chia các phơng pháp sinh học
làm 2 loại chính:
- Các phơng pháp xử lý sinh học hiếu khí sử dụng các nhóm vi
sinh vật hiếu khí phân huỷ các chất hữu cơ trong môi trờng nớc
giàu oxy hoà tan.
- Các phơng pháp xử lý sinh học yếm khí: sử dụng các nhóm vi sinh
vật yếm khí phân huỷ các chất hữu cơ trong môi trờng nớc không
có oxy hoà tan.
Hoặc phân loại các phơng pháp sinh học theo điều kiện tiến hành
quá trình xử lý nh: Các phơng pháp xử lý trong điều kiện tự nhiên, các
phơng pháp xử lý trong điều kiện nhân tạo.
Các phơng pháp sinh học xử lý nớc thải trong điều kiện tự nhiên :
+ Xử lý nớc thải trên cánh đồng lọc:
Cánh đồng lọc là một khu đất trống để chứa nớc thải. Cơ chế xử lý
nớc thải là nhờ sự thấm hút của lớp đất, nớc thải sẽ đợc hút xuống đất
và các quá trình phân huỷ hiếu khí trên lớp mặt và các quá trình phân
huỷ yếm khí ở các lớp sâu hơn sẽ xử lý các chất ô nhiễm trong n ớc thải.
Ngoài ra còn có các quá trình hấp phụ, lọc, trao đổi ion trong đất đối
với nớc thải. thông thờng giá trị BOD của nớc thải đợc xử lý trên các
cánh đồng lọc nhỏ hơn 300mg/lit. quá trình ngấm hút của nớc thải vào
21
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
trong lòng đất và thực hiện quá trình xử lý thờng trong độ sâu khoảng
1,5m. một cánh đồng lọc nh vậy tốn rất nhiều diện tích, đôi khi có thể
làm cho đất chết không thể trồng trọt đợc nữa. Các yêu cầu đối với cánh
đồng lọc phải cách xa khu dân c và ở cuối hớng gió (ít nhất là 200 đến
1000 m). Cần có độ dốc tự nhiên để tránh tạo vũng lầy. Xa khu vực có
mực nớc ngầm đang khai thác. Loại đất thờng là đất cát hoặc pha cát, ít
có giá trị trong nông nghiệp. Năng lực lọc :

Đất cát : 45 đến 90 m
3
/ha/ngày.
Đất pha cát : 40 đến 80 m
3
/ha/ngày.
Đất pha sét : 35 đến 70 m
3
/ha/ngày.
+Xử lý nớc thải trên cánh đồng tới :
Là một dạng xử lý nớc thải kết hợp với canh tác nông nghiệp. Khi n-
ớc thải không quá ô nhiễm (BOD
5
từ 15 đến 50 mg/lít) thì có thể sử
dụng để tới tiêu nông nghiệp tuy nhiên phải chú ý đến các đặc điểm thổ
nhỡng, khả năng thoát nớc, loại cây trồng. Do nớc thải vẫn còn mang
tính ô nhiễm nên cần khống chế: lu lợng nớc thải tới trên một hecta
trong một khoảng thời gian; lu lợng tới cho từng loại cây trồng và lu l-
ợng cho một lần tới.
Cánh đồng tới và cánh đồng lọc chỉ sử dụng để xử lý nớc thải có tính
chất ô nhiễm nhẹ, thờng là nớc thải của công đoạn xử lý cuối cùng của
hệ thống xử lý nớc thải.
+ Xử lý nớc thải trong các hồ sinh học.
Thực chất là lu chứa nớc thải trong các hồ chứa. Khu hệ vi sinh vật
trong nớc hồ thực hiện các quá trình sinh học sẽ phân huỷ các chất ô
nhiễm. Sau một thời gian nớc thải đã giảm tính ô nhiễm sẽ đợc đa ra
khỏi hồ vào môi trờng. Đối với phơng pháp hồ sinh học chi phí đầu t
nhỏ, vận hành quản lý đơn giản. Tuy nhiên phạm vi thải n ớc phải đợc
khống chế để tránh tình trạng làm hồ quá tải gây ra ô nhiễm không khắc
phục nổi. Tuỳ theo cơ chế phân giải chất ô nhiễm mà ng ời ta chia làm

ba loại hồ: hồ hiếu khí, hồ yếm khí và hồ tuỳ tiện.
- Hồ hiếu khí :
Quá trình sinh học chủ yếu trong hồ phải là quá trình oxy hoá của
các vi sinh vật hiếu khí, ở khu vực đáy hồ có thể có các vi sinh vật yếm
khí hoặc tuỳ tiện. Nhu cầu oxy đợc cung cấp nhờ quá trình khuyếch tán
tự nhiên hoặc làm thoáng bề mặt nhân tạo. Độ sâu của hồ chỉ ở mức 0,6
đến 1,2 met. Thời gian lu nớc từ 3 đến 12 ngày phụ thuộc thông số dòng
vào và năng lực oxy hoá của hồ. Do có độ sâu nhỏ nên hồ có diện tích
lớn :
F = Q . t / H
Trong đó : F là diện tích mặt hồ (m
2
).
Q là lu lợng nớc thải (m
3
/ngày).
H là độ sâu của hồ (met)
T là thời gian lu của nớc trong hồ (ngày).
- Hồ yếm khí :
Đợc sử dụng để xử lý nớc thải có hàm lợng chất hữu cơ lớn ( BOD
5

22
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
>1800 mg/lít ). Quá trình làm sạch nớc thải của hồ chủ yếu nhờ hoạt
động của vi sinh vật hô hấp yếm khí. Hồ phải có độ sâu lớn ( > 2,5 met)
để tạo môi trờng yếm khí triệt để . Dung tích hồ phụ thuộc lợng chất
phụ thuộc lợng chất ô nhiễm, thời gian lu của nớc thải . Quá trình xử lý
thờng tạo mùi khó chịu do đó phải đặt cách xa khu vực, nhất thiết đặt
cuối chiều gió. Đáy hồ phải có lớp lót, tránh để n ớc thải thấm quá nhiều

xuống lòng đất .Hiệu suất chuyển hoá của hồ khoảng 50 đến 80%. Tải
trọng BOD
5
có thể lên tới 280 đến 1500 kg/ha/ngày.
- Xử lý nớc thải bằng hồ tuỳ tiện:
Hồ tuỳ tiện còn đợc gọi là hồ hiếu- kỵ khí, hầu hết các chỗ tự nhiên
hoạt động theo nguyên tắc trên.
Hồ tuỳ tiện có độ sâu trung bình (1,5
ữ
2m) dới tác dụng của khu hệ vi
sinh vật rất đa dạng trong nớc gồm: vi sinh vật yếm khí, hiếu khí, tuỳ
tiện, thuỷ nấm, tảo, nguyên sinh vật
* Sơ đồ nguyên lý quá trình hoạt động của hồ xảy ra đồng thời 4 quá
trình:
- Quá trình phân giải yếm khí xảy ra ở lớp bùn đáy và ở lớp n ớc sâu.
Cặn lắng, các chất hữu cơ khó hoặc chậm phân giải đ ợc chuyển hoá yếm
khí. Tạo ra các sản phẩm trung gian (r ợu, axit hữu cơ, các chất trung
tính khác và các khí CO
2
CH
4
, H
2
S, NH
3
). ở vùng yếm khí còn xảy ra
quá trình khử Nitrat nhờ một số vi khuẩn tự dỡng hoá năng.
- Quá trình quang hợp xảy ra trên nớc mặt nhờ tải và một số thực vật hạ
đẳng: CO
2

sinh ra do phần giải yếm khí và oxy hoá hiếu khí.
Để đợc tảo và một số thỷu thực vật hạ đẳng chuyển hoá bằng quá trình
tự dỡng quang năng. Quá trình này tạo ra một l ợng O
2
đáng kể cung cấp
cho quá trình oxy hoá hiếu khí trên lớp nớc mặt nhất là những ngày bức
xạ mặt trời cao. Tuy nhiên để đảm bảo yêu cầu cân bằng sinh thái trong
23
O
2
không khí A/Sáng mặt trời
Vùng bùn đáy
O
2
tảo vi khuẩn hiếu khí
CO
2
, NH
3
, H
2
,
H
2
S,CH
4
Vi khuẩn yếm khí
Vùng yếm khí
Vùng hiếu khí
Nước thải

Sơ đồ quá trình chuyển hoá trong hồ tuỳ tiện
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
hồ tuỳ tiện, hàm lợng tải không đợc vợt quá 100mg/l, tránh hiện tợng
bùng nổ tảo.
- Quá trình oxy hoá hiếu khí xảy ra ở vùng hiếu khí (lớp n ớc mặt và
tầng trung gian) dới tác dụng của vi khuẩn hiếu khí và hô hấp tuỳ tiện
các sản phẩm phân giải yếm khí nh axit hữu cơ, rợu, anđêhit, axitamin
sẽ đợc oxy hoá hoàn toàn.
- Quá trình tiêu thụ sinh khối tảo: khi hàm l ợng N, P trong nớc thải cao,
tảo sẽ phát triển mạnh. Nếu không đợc tiêu thụ, sinh khối tảo sẽ bị tích
luỹ, tự huỷ sinh ra ô nhiếm thứ cấp. Tạo lập lại cân bằng sinh thái ở
những hồ có hiện tợng bùng nổ tảo rất khó khăn. Các vi sinh vật tiêu thụ
tảo có thể là các nguyên sinh vật hoặc các động vật hạ đẳng.
Một số thông số sử dụng các loại hồ:
Các thông số Hồ hiếu khí Hồ tuỳ tiện Hồ kỵ khí
BOD đầu vào g/m
2
<300 <=300 >1800
Độ sâu (m) 0,6
ữ
1 1,5
ữ
2 2,5
ữ
4,5
Thời gian lu trong
ngày
2
ữ
6 7

ữ
15 5
ữ
50
Tải trọng BOD
kg/ngày
110
ữ
220 22
ữ
55 280
ữ
1500
Hiệu suất xử lý % 80
ữ
95 70
ữ
95 50
ữ
80
Hàm lợng tảo 50
ữ
80
Các quá trình sinh học xử lý nớc thải nhân tạo :
Bản chất của các quá trình sinh học là sự hoạt động của các vi sinh
vật. Do đó khả năng phân huỷ chất ô nhiễm trong nớc thải phụ thuộc vào
quá trình sinh trởng của các vi sinh vật. Các công trình xử lý n ớc thải
nhân tạo có những thiết kế mang tính tác động vào quá trình sinh tr ởng
này ví dụ nh tạo ra các điều kiện tối u hơn so với trong điều kiện tự
nhiên để nâng cao tốc độ sinh trởng và khả năng hoạt động của các vi

sinh vật để cho các vi sinh vật phân huỷ nhanh các hợp chất ô nhiễm ,
rút ngắn thời gian xử lý , nhằm nâng cao hiệu quả xử lý n ớc thải . Đó là
điểm khác biệt giữa các quá trình tự nhiên và các quá trình nhân tạo.
+ Các quá trình xử lý hiếu khí :
Có hai dạng thiết bị chủ yếu của quá trình xử lý sinh học hiếu khí
là hệ thống bể aeroten và thiết bị lọc sinh học. Cả hai dạng thiết bị đều
sử dụng bùn hoạt tính trong đó có chứa các vi sinh vật hô hấp hiếu khí;
trong bể aeroten bùn hoạt tính ở dạng lơ lửng còn trong thiết bị lọc sinh
học bùn hoạt tính đợc cố định trên một lớp vật liệu lọc.
- Hệ thống aeroten:
Bộ phận chính của hệ thống là bể phản ứng aeroten, đợc bố trí thiết
bị cung cấp oxy hoà tan cho nớc thải và thiết bị khuấy trộn nếu cần.
Nguyên lý hoạt động của quá trình sinh học trong bể aeroten là sự oxy
hoá các chất hữu cơ của các vi sinh vật hiếu khí có trong bùn hoạt tính.
24
Websi t e : s.v n Ema il : lien he@do cs .vn Tel ( : 0918.775.368
Giá tri BOD
5
của nớc thải đi vào bể aeroten thờng nhỏ hơn 1000 mg/lít.
Thời gian lu của nớc thải khoảng 6 đến 10 giờ.
Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh h ởng đến hiệu quả xử
lý của bể aeroten là lợng oxy cung cấp. Thông thờng ngời ta cung cấp
oxy vào nớc thải bằng cách sục các bóng khí hoặc dùng các tuabin bề
mặt bể. Tốc độ sử dụng oxy hoà tan phụ thuộc: Tỉ số F/M giữa l ợng chất
dinh dỡng và vi sinh vật, nhiệt độ, tốc độ sinh trởng và hoạt độ sinh lý
của vi sinh vật, nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi
chất, lợng các chất cấu tạo tế bào, hàm lợng oxy hoà tan và nồng độ bùn
hoạt tính luôn luôn đợc tuần hoàn và giữ ổn định ở trong bể để cho quá
trình phân huỷ đợc nhanh hơi .Hiệu suất xử lý nớc thải trong bể aeroten
đạt đợc rất cao từ 80-95% .

- Thiết bị lọc sinh học:
Các phơng pháp lọc sinh học dựa trên cơ sở di chuyển các chất ô
nhiễm vào lớp màng sinh học bám trên lớp vật liệu đệm. Để thực hiện đ -
ợc mục đích đó thì nớc thải phải đợc tiếp xúc với lớp vật liệu lọc. Trong
các lớp màng chất ô nhiễm sẽ bị phân huỷ. Yêu cầu nớc thải phải phân
phối đều trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Lớp màng sinh học trên vật liệu
đệm phải tơng đối chắc chắn để tránh bị nớc cuốn trôi.
Màng sinh học gồm: các vi khuẩn, nấm và động vật bậc thấp đợc
tạp vào hệ thống cùng với nớc thải. Mặc dù lớp màng này rất mỏng song
cũng có 2 lớp: Lớp yếm khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài.
Cơ chế quá trình lọc sinh học đợc minh hoạ nh hình dới đây:

Hình3.1. Các quá trình trong bể lọc sinh học
Khi dòng nớc chảy trùm lên lớp màng nhớt này , các chất hữu cơ đ ợc
VSV chiết ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất (CO
2
) sẽ đợc thải
ra qua màng chất lỏng.Oxi đợc bổ sung bằng hấp thụ từ không khí .
Các quá trình xử lý yếm khí :
Có rất nhiều loại thiết bị để thực hiện quá trình xử lý yếm khí. Để
bảo đảm hiệu suất xử lý phải tìm cách tạo ra môi tr ờng đồng nhất trong
các thiết bị bằng cách khuấy trộn, đối lu hoặc bơm tuần hoàn. Các thiết
25
Không khí
Dòng nước
thải
Lớp sinh học Màng chất
lỏng
Yếm
khí

Hiếu
khí
Môi
trường
lọc
DO