tìm hiểu công nghệ xử lý xianua có trong nước thải trong quá trình sản xuất tinh bột sắn

I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Sản xuất tinh bột khoai mì là một ngành thực phẩm chính ở Đông m Á Công nghiệp
chế biến tinh bột khoai mì là một ngành công nông nghiệp làm theo thời vụ, sử dụng khoai
mì làm nguyên liệu chính. Tinh bột khoai mì là một trong các nguồn hàm lƣợng tinh bột
cao nhất, củ khoai mì chứ đến 30% hàm lƣợng tinh bột nhƣng
hàm lƣợng protein,
cacbonhydrate và chất béo thấp Đ là nguồn thứ ăn ho uộc sống on ngƣời và là nguồn
nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm.
Thị trƣờng tinh bột ngày àng tăng do nhu u sử dụng nguyên liệu cho sản xuất ngày
àng tăng ủa các ngành sản xuất bánh kẹo, bột ngọt ; đặc biệt là nhu c u cho việc sử
dụng để sản xuất nhiên liệu sạch( nhiên liệu sinh học).
Hiện nay ở nƣ c ta, trong các ngành công nghiệp trọng điểm củ đất nƣ c thì tinh bột
sắn là một ngành kinh tế đ ng đƣợc sự chú trọng và thu hút đ u tƣ ủa các nhà sản xuất.
Đặc biệt là lĩnh vực sử dụng nguyên liệu sắn cho các nhà máy sản xuất Et nol đ ng ngày

đƣợc mở rộng về phạm vi và quy mô. Nó tạo ra những lợi ích kinh tế, lợi ích xã hội to
l n: tạo ông ăn việ làm ho ngƣời l o động, đ ng g p ho ngân sá h nhà nƣ c, ổn định
vấn đề nguyên liệu cho sản xuất trong nƣ , qu đ ổn định thị trƣờng. Tuy nhiên cùng
v i sự phát triển của nhà máy, luôn kèm theo nhiều vấn đề bức thiết c n giải quyết. Trong
đ vấn đề nƣ c thải nhà máy đƣợ đặt lên hàng đ u guyên do đây là ngành sản xuất sử
dụng nƣ tƣơng đối l n, nƣ c thải từ quá trình chế biến tinh bột sắn gây ô nhiễm nguồn
tiếp nhận chất hữu ơ, dòng thải phân hủy sinh ra mùi hôi thối và một số chất khí làm ảnh
hƣởng đến môi trƣờng không khí. Nguy hiểm hơn khi nƣ c thải đƣợc thải ra từ quá trình
lên men tinh bột sắn, nếu không đƣợc xử lý trƣ khi r môi trƣờng sẽ gây ra những tác
hại to l n ho on ngƣời, môi trƣờng và sinh vật, do chứa một hàm lƣợng tƣơng đối
Xianua.
Đáp ứng nhu c u thực tế đ , húng t sẽ đi tìm hiểu công nghệ xử lý Xianua
nƣ c thải trong quá trình sản xuất tinh bột sắn.

h m thự hiện : 7

1

p: ọ H

trong

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG THỰC HIỆN
Mục Tiêu Của Đề Tài


á định thành ph n tính chất nƣ c thải sản xuất tinh bột mì.



ử lý i nu trong nƣ

thải tinh ột sắn

Nội Dung Thực Hiện
 Nghiên cứu ơ sở lý thuyết
 Thu thập á phƣơng án xử lý nƣ c thải ngành sản xuất tinh bột
 hu thập á phƣơng án xử lý i nu trong nƣ
 ự

thải

họn ông nghệ xử lý i nu

KÍ HIỆU VIẾT TẮT
BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu c uọoxi sinh hoá, mg/l
CO : Chemi l Oxygen Đem n – Nhu c u ôxi hoá học, m/l
SS : Suspended Solid - Chất rắn lơ lửng, mg/l
DO : Dissolved Oxygen – Oxi hoà tan, mgO2/l
UASB: Upflow Anaerobic Susdge Blanket - Xử lý yếm khí ngƣợc dòng có
l p ùn lơ lửng
FAO: Tổ chứ lƣơng thực Thế gi i
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TBS: Tinh bột sắn
N

Ự

ỆN nh m 7

1. ê hị ữ
2. hạm ăn trƣờng
3. guyễn ăn hính
4.
Đình Chiến
5. Kim ăn iến

h m thự hiện : 7

2

p: ọ H

u -K53


I I

H
ƢƠNG

I

Ƣ

G

G H :

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN

H

Ấ TINH BỘ

I
ẮN

I. Giới thiệu chung [7]
Tinh bột khoai mì là thực phẩm ho hơn 500 triệu ngƣời trên Thế Gi i (theo
Cock,1985; Jackson & Jackson, 1990) đƣợ á nƣ c trên Thế Gi i sản xuất và xuất

khẩu. Brazil sản xuất khoảng 25 triệu tấn /năm igeri , Indonesi và hái n ng sản
xuất một lƣợng l n để xuất khẩu (CAIJ,1993). Châu Phi sản xuất khoảng 85,2 triệu tấn
năm 1997, Châu Á 48,6 triệu tấn và 32,4 triệu tấn do Mỹ La Tinh và Caribbean sản xuất
(FAO,1998). Nguyên liệu chế biến Tinh bột khoai mì từ củ mì tƣơi
ấu tạo và thành
ph n nhƣ s u:
1. Cấu tạo củ khoai mì

Hình 1.1. Cấu tạo củ khoai mì Cấu tạo của khoai mì. [7]
Củ khoai mì có dạng hình trụ, vuốt h i đ u. í h thƣ c củ tùy thuộc vào thành ph n
dinh dƣỡng củ đất và điều kiện trồng, dài 0,1 ÷1 m, đƣờng kính 2 ÷10 cm. Cấu tạo gồm
4 ph n chính: l p vỏ gỗ, vỏ cùi, ph n thịt củ và ph n lõi.
2. Phân loại khoai mì
Có nhiều cách phân loại kho i mì khá nh u, nhƣng hủ yếu là đƣợc phân ra từ hai
loại: kho i mì đắng và khoai mì ngọt. Việc phân loại này phụ thuộc vào thành ph n
cyanohydrin có trong củ mì.
Dựa vào thành ph n Cyanohydryn có trong củ mì mà ngƣời ta phân nó ra làm 2 loại
ho i mì đắng và khoai mì ngọt:

ho i mì đắng ( nihot p lm t
nihot ipr ohl): Hàm lƣợng HC hơn 50mg
/kg củ ho i mì đắng có thành ph n tinh bột cao, sử dụng phổ biến làm nguyên liệu cho
các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp hoá dƣợc, công nghiệp giấy và
nhiều ngành công nghiệp khác.

h m thự hiện : 7

3

p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

 Khoai mì ngọt ( nihot ipr h y
nihot utilissim ohl): Hàm lƣơng HC nhỏ
hơn 50mg/ kg ủ. Khoai mì ngọt đƣợc dùng làm thực phẩm tƣơi vì vị ngọt và dễ tạo
thành bột nhão, dễ nghiền nát h y đánh nhuyễn
- Thành ph n hóa học củ kho i mì: th y đổi tuỳ thuộc vào giống, tính chất, độ dinh
dƣỡng củ đất, điều kiện phát triển của cây và thời gian thu hoạch.
Bảng 1.1: Thành phần hoá học cây khoai mì [7]

n
n sản uất t n ột sắn

ệt Nam v t
ớ
Sắn đƣợc sử dụng khá phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu
cho nhiều ngành công nghiệp nhƣ ông nghiệp dệt, thực phẩm, may mặc, bánh kẹo, sản
xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu ơ,
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008[12]
3.

D ện tíc
(tr ệu a)

Năm

Năn suất
(tấn/ a)

ản lƣợn
(tr ệu tấn)

16,43

1995

9,84

161,79

16,25

1996

9,75

158,51

16,05

1997

10,06

161,60

16,56

1998

9,90

164,10

16,56

1999

10,31

170,92

16,86

2000

10,70

177,89

17,17

2001

10,73

184,36

17,31

2002

10,61

183,82

h m thự hiện : 7

4

p: ọ H

u -K53

I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

17,59

2003

10,79

189,99

18,51

2004

10,94

202,64

18,69

2005

10,87

203,34

20,50

2006

10,90

224,00

18,39

2007

12,16

223,75

21,94

2008

12,87

238,45

Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ FAOSTAT qua các năm.
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam giai đoạn 1995 – 2008[12]

Năm

D ện tíc
(nghìn ha)

Năn suất
(tấn/ a)

ản lƣợn
( tr ệu tấn)

1995

164,30

9,84

1,62

1996

275,60

7,50

2,06

1997

254,40

9,45

2,40

1998

235,50

7,55

1,77

1999

226,80

7,96

1,80

2000

234,90

8,66

2,03

2001

250,00

8,30

2,07

2002

329,90

12,6

4,15

2003

371,70

14,06

5,23

2004

370,00

14,49

5,36

2005

425,50

15,78

6,72

2006

474,80

16,25

7,77

2007

496,80

16,07

7,98

2008

557,40

16,85

9,3

Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm.

h m thự hiện : 7

5

p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Bảng 1.4. Diện tích, năng suất và sản lượng của các vùng sinh thái Việt Nam năm 2008
[12]
TT

Vùng sinh thái

D ện tíc
(1000 ha)

Năn suất
(tấn/ a)

ản lƣợn
(1000 tấn)

1

Đồng ằng sông Hồng

7,90

12,92

102,10

110,00

12,07

1.328,00

168,80

16,64

2.808,30

150,10

15,70

2.356,10

113,50

23,74

2.694,50

7,40

14,43

106,80

557,40

16,87

9.395,80

2
3

rung du và miền núi phí
ắ

rung ộ và uyên hải miền
Trung

4

Tây Nguyên
Đông

5
6

ắ

m ộ

Đồng ằng sông Cửu ong
Cả nƣ

Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm.
Hình 1.2 Giá trị kinh tế của củ khoai m [7]
Ì ƢƠI

CỦ

BỘT CÔNG
NGHIỆP

THỰC

ƢỢU CỒN

PHẨM
GƢ I

SÚC V T
Thực phẩm
trực tiếp
Bột

NGÀNH CÔNG

BỘT CÔNG

NGHIỆP

NGHIỆP

Sắt lát

Giấy

Viên nén

Keo ,Hồ

Bột bán

Dệt sợi
Gỗ , ván ép
Cao su
Giấy

h m thự hiện : 7

6

p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Độc tố CN-: Độc tố trong khoai mì tồn tại dƣ i dạng CN-. Tùy thuộc vào giống và
đất trồng mà hàm lƣợng độc tố trong khoai mì khoảng 0,001 – 0,04%. Cyanua là nguyên
tố gây độ tính o đối v i on ngƣời và thủy sinh vật. Cyanua tự do tồn tại dƣ i dạng
HCN hay CN- là dạng độc tính nhất trong nƣ là HC Cy nu ngăn ản quá trình
chuyển hóa các ion vào da, túi mật, thân, ảnh hƣởng đến quá trình phân hóa tế bào trong
hệ th n kinh.. CN- gây độ tính ho á, động vật hoang dã, vật nuôi.
4. Một s quy trình công nghệ sản xuất tinh bột [7]
Một số quy trình công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì trên thế gi i

Khoai mì

Lắng

Sấy khô

Đ ng

Quạt hút

nƣ c
ăm nghiền

Tinh bột

ép

Lọc

Quạt hút

Hình 1.3: Quy trình sản xuất tinh bột của Indonesia [7]
Quy trình ch bi n củ k oa m để sản xuất tinh bột đƣợc thực hiện n ƣ sau

Củ khoai mì
Rửa củ
Bóc vỏ và rửa
Sản phẩm dạng
tinh bột

Mài xát
ác

ơ, ã

Lọc, rửa

ác nƣớc

P ơ sấy
Gel hóa, ép
viên, sấy

h m thự hiện : 7

7

Sản phẩm
dạng viên hạt
(tapioca)

p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Quy trình công nghệ sản uất t n
ƣ c cấp

Ƣ

G

G H :

H

I

ột của Thái Lan [7]

K oa m tƣơ
Nƣớc thải

ƣ c cấp

ƣ c cấp

Rửa sơ ộ, tách tạp chất
Song chắn rác,
công trình xử
lý sơ ộ

Bóc vỏ gỗ, rửa sạch

Băm n ỏ

ƣ c cấp

Mài, nghiền

P ơ , máy

nén

Trích ly, chi c suất

Bã mì

Lọc

Nƣớc thải

Trạm xử lý
nƣớc thải

Dehydrate hóa

Sấy khô

Khói thải

Sàng, lọc
Hệ th ng xử lý
khói
Đón

ao, vô k o

Thành phẩm

h m thự hiện : 7

8

-Xả ra nguồn
ti p nhận
-Sử dụng lại
tƣới cây
p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Quy trình công nghệ sản xuất đƣợc áp dụng theo công nghệ của Thái Lan, quy trình
đồng bộ khắp kín, kỹ thuật tiên tiến mang tính tự động hóa cao, thực hiện trích ly và
hydrat hóa sữa bột nhiều l n lập đi lập lại, làm tăng hất lƣợng tinh bột và tăng tỉ lệ thu

hồi sản phẩm. Thời gian từ khi nguyên liệu nhập vào dây chuyền máy m đến khi sản
phẩm ra khoảng 1 giờ. Thao tác sử dụng và vận hành máy móc, thiết bị đơn giản, dễ thực
hiện.
Ƣu điểm chính của công nghệ hái n: Công đoạn trích ly chiết suất đƣợc thực hiện
qua nhiều gi i đoạn, kết hợp v i xử lý bột bằng SO2 o đ quy trình ông nghệ của Thái
Lan cho tỷ lệ thu hồi hồ tinh bột o, lƣợng tinh bột tạo ra theo bã có thể hạn chế t i mức
thấp nhất.
II.

n p ần v tác độn của các c ất óa ọc có tron nƣớc t ả
n t n ột sắn 13

n

máy c

1. Thành phần các chất có tron nƣớc thải của nhà máy ch bi n tinh bột sắn
ƣ c sản xuất đƣợc sử dụng nhiều nhất ở ông đoạn rửa và ly tâm tá h
ƣợng
nƣ c thải r môi trƣờng thƣờng chiếm 80- 90 % nƣ c sử dụng.
ƣ c thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặ trƣng nhƣ:
pH thấp, hàm lƣợng chất hữu ơ và vô ơ o, thể hiện qu hàm lƣợng chất rắn lơ lửng
(SS), các chất dinh dƣỡng chứa N, P,K, các chỉ số về nhu c u oxy sinh hoá học (BOD),
nhu u oxy hoá họ (CO ), độ m u...v i nồng độ rất o, vƣợt nhiều l n so v i tiêu
chuẩn môi trƣờng ƣ c thải đƣợc sinh ra từ á ông đoạn sản xuất chính sau đây:
- Bóc vỏ, mài củ, p : chứa một hàm lƣợng l n cyanua, alcaloid, antoxian, protein,
xenluloz , pe tin, đƣờng và tinh bột Đây là nguồn chính gây ô nhiễm nƣ c thải, thƣờng
d o động trong khoảng 20-25m3/ tấn nguyên liệu, có chứa SS, BOD, COD rất cao.
- Lắng trích ly: chứa tinh bột, xenluloza, protein thực vật, lignin và y nu , do đ
SS, BOD, COD rất cao, pH thấp.

- Rửa máy móc, thiết bị, vệ sinh nhà xƣởng: có chứa d u máy, SS, BOD.
- ƣ c thải sinh hoạt (nƣ c thải từ nhà bếp, nhà tắm, nhà vệ sinh) chứa các chất cặn
, SS, BOD, COD, các chất dinh dƣỡng (N, P) và vi sinh vật…
- ƣ mƣ hảy tràn tại nhà máy cuốn theo các chất cặn , rác, bụi.
goài r , trong quá trình sản xuất, HC hoà t n trong nƣ c rử
, thoát khỏi dây
chuyền sản xuất ng g p ph n gây ô nhiễm môi trƣờng tạo màu sẫm củ nƣ c thải.
Bên cạnh nƣ c thải òn có khí thải trong nhà máy sản xuất tinh bột sắn phải kể đến là
các hợp chất SOx từ quá t nh tẩy rử dùng nƣ c SO2, dung dịch NaHSO3, CO2 từ quá t nh
lên men, các loại khí NH4, indon, scaton, H2S, CH4 từ á quá t nh lên men yếm khí và
hiếu khí các hợp chất hữu ơ nhƣ tinh ột, đƣờng, protein trong nƣ c thải,
thải. Các
chất thải rắn nhƣ vỏ sành (vỏ l p ngoài cùng của củ sắn), các ph n sơ,
thải rắn chứa
nhiều xenluloz , lọc từ máy lọc, máy ly tâm.
h m thự hiện : 7

9

p: ọ H

u -K53


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Kết quả phân tí h nƣ c thải tại một số doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam
(Bảng 1.5).
Bảng 1.5. Chất lượng nước thải của từ sản xuất tinh bột sắn [13]
Kết quả phân tích nước thải tại một số doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn
ở Việt Nam

Ghi chú: * Các thông số quy định trong tiêu chuẩn, hƣ x t hệ số liên qu n đến
dung tích nguồn tiếp nhận và hệ số theo lƣu lƣợng nguồn thải, trong đ :
A - Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mụ đí h sinh hoạt.
B - Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A.
C - Nguồn tiếp nhận đƣợ quy định.
Bảng trên cho thấy chất lƣợng nƣ c thải từ quy trình sản xuất tinh bột sắn hoàn toàn
không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn môi trƣờng. Ngoài tính chất xit, nƣ c thải òn chứa
lƣợng chất rắn, các chất hữu ơ, HC
n đƣợc xử lý. Bên cạnh đ , khoảng cách dao
động về các chỉ tiêu nƣ c thải o hơn nhiều l n so v i tiêu chuẩn cho phép. Thành ph n
nƣ c thải phụ phuộc vào quy mô sản xuất, tổng mứ đ u tƣ, trình độ công nghệ và hệ
thống thiết bị xử lý nƣ c thải, quy trình vận hành và quan trắ môi trƣờng. V i hàm
lƣợng O / CO nhƣ ảng trên, nƣ c thải ngành sản xuất tinh bột sắn có thể đƣợc xử lý
yếm khí (UASB), hiếu khí, hồ sinh học, sử dụng chế phẩm vi sinh vật để đáp ứng các tiêu

chuẩn môi trƣờng uy nhiên, nƣ c thải sản xuất tinh bột sắn ở các quy mô khác nhau,
h u nhƣ hƣ đạt đƣợc tiêu chuẩn nƣ c thải công nghiệp của Việt Nam.

h m thự hiện : 7
K53

10

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

2. ác động của các chất có tron nƣớc thải.

- Biochemical Oxygen Demand (BOD) là nhu c u oxy sinh hoá họ xá định mứ độ ô
nhiễm củ nƣ c cấp, nƣ c thải công nghiệp và nƣ c thải sinh hoạt
- Chemical Oxygen Demand (COD) là nhu c u oxy hoá họ để oxy hoá các chất hữu
ơ và vô ơ hứa trong nƣ c thải công nghiệp
Sự ô nhiễm của các chất hữu ơ dẫn đến suy giảm nồng độ ôxy hòa t n ( O) nƣ c.
xy hò tan giảm sẽ tá động nghiêm trọng đến hệ thủy sinh, đặc biệt là hệ vi sinh vật.
Khi xảy ra hiện tƣợng phân hủy yếm khí v i hàm lƣợng BOD quá cao sẽ gây thối
nguồn nƣ c và giết chết hệ thủy sinh, gây ô nhiễm không khí xung quanh và phát tán trên
phạm vi rộng theo chiều gió.
- Chất rắn lơ lửng ( ) ng là tá nhân gây ảnh hƣởng tiêu cực t i tài nguyên thủy
sinh đồng thời gây mất cảm quan, bồi lắng lòng hồ, sông suối...
- Axit hữu ơ xy nu hydri (HC ) là độc tố có trong vỏ sắn hi hƣ đào, trong củ
sắn không có HCN tự do mà ở dạng liên kết glucozit gọi là phazeolutanin có công thức
hóa học là C10H17NO6
u khi đào, dƣ i tác dụng của enzym xyanoaza hoặc trong môi
trƣờng xit thì phazeolutanin phân hủy tạo thành glucoza, axeton và axit xyanuahydric.
Axit này gây độ toàn thân ho ngƣời. Xyanua ở dạng lỏng trong dung dịch là chất linh
hoạt, khi vào ơ thể nó kết hợp v i enzym trong xitochrom làm ức chế khả năng ấp ôxy
cho hồng c u o đ , á ơ qu n ủ ơ thể bị thiếu ôxy. Nồng độ HCN thấp có thể gây
chóng mặt, miệng đắng, buồn nôn. Nồng độ HCN cao gây cảm giác bồng bềnh, khó thở,
da hồng, co giật, mê man, bất tỉnh, hoa mắt, đồng tử giăn, đau nhói vùng tim, tim ngừng
đập và gây tử vong.
Trong sản xuất sắn, HCN tồn tại trong nƣ c thải, có phản ứng v i sắt tạo thành sắt
xyanua có màu xám. Nếu không tách nhanh HCN sẽ ảnh hƣởng t i màu của tinh bột và
màu củ nƣ c thải Hàm lƣợng độc tố HCN trong củ sắn 0,001- 0,04 % chủ yếu ở vỏ.
ƣợng y nhydri trong nƣ c thải chế biến củ khoai mì có thể lên đến 3- 5mg/l, trong khi
chỉ v i hàm lƣợng dƣ i 0,3 mg/l đ gây chết cá hàng loạt. Củ mì tƣơi ng nhƣ (vỏ củ và
) có chứa một lƣợng chất độc hại dƣ i dạng Glycoside linamarin C10H17O6N
C10H17O6N + H2O
C6H12O6 + (CH3)2CO + HCN

Glucose
Aceton
Axít hyrocyanic
ƣ c thải trong quá trình sản xuất thƣờng chứa nhiều tạp chất ơ họ (đất, cát, bùn,
vỏ, xơ), một số tinh bột òn sót qua lọc, một ít đƣờng hòa tan, protein, lipit và enzim, nên
rất dễ bị lên men rƣợu sinh ra mùi hôi chua, hôi thối, đặ trƣng ở tải lƣợng BOD5 >
2000mg/l, tải lƣợng CO > 4000mg/l ƣ c thải của các nhà máy sản xuất tinh bột sắn
quy mô l n có BOD 6.200 - 23.000 mg/ lít và khối lƣợng nƣ c thải khá l n 1.500m3/
ngày đêm ếu nƣ c thải không đƣợc xử lý triệt để, không đạt tiêu chuẩn môi trƣờng, sẽ
gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nƣ , đất và không khí.
h m thự hiện : 7
K53

11

p: ọ H

u -


I I

H
ƢƠNG

:

I

ỔNG

NG N

A. Á P ƢƠNG P ÁP Ử
I. P ƢƠNG P ÁP Ơ

Ƣ

G

G H :

H

N Á P ƢƠNG P ÁP Ử LÝ NƢỚ
Á
ẢN
Ấ
N BỘ ẮN

I
Ả

[6]

ỌC

hƣơng pháp xử lý ơ học sử dụng nhằm mụ đí h tá h á chất không hoà tan và một
ph n các chất ở dạng keo ra khỏi nƣ c thải. Những công trình xử lý ơ học bao gồm :
1. Song chắn rác
2. Bể lắng cát

3. Bể lắng
4. Bể lắn đứng
5. Bể lắng ngang
6. Bể lắng ly tâm
7. Bể vớt dầu mỡ
Hiệu quả của Phương pháp xử lý cơ học :
Có thể loại bỏ đƣợ đến 60% tạp chất không hoà t n
trong nƣ c thải và giảm BOD
đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý ơ học có thể dùng biện
pháp làm thoáng sơ ộ, thoáng gi đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt t i 75%
theo hàm lƣợng chất lơ lửng và 40-50 % theo BOD.
Trong số các công trình xử lý ơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng
trong ngăn phân huỷ là những công trình vừ để lắng vừ để phân huỷ cặn lắng .
II. P ƢƠNG P ÁP
Bản chất của quá trình xử lý nƣ c thải bằng phƣơng pháp hoá lý là áp dụng các quá
trình vật lý và hoá họ để đƣ vào nƣ c thải chất phản ứng nào đ để gây tá động v i
các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khá dƣ i dạng cặn hoặc chất hoà
tan nhƣng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trƣờng. Gi i đoạn xử lý hoá lý có thể là
gi i đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng v i á phƣơng pháp ơ học, hoá học, sinh học
trong công nghệ xử lý nƣ c thải hoàn chỉnh.

h m thự hiện : 7
K53

12

p: ọ H

u -

I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Những phƣơng pháp hoá lý thƣờng đƣợc áp dụng để xử lý nƣ c thải là: keo tụ, đông
tụ, tuyển nổi, hấp phụ, tr o đổi ion, thấm lọ ngƣợc và siêu lọc…
1. P ƣơn p áp keo tụ v đôn tụ
2. Tuyển nổi
3. Hấp phụ
4. P ƣơn p áp trao đổi ion.
5. Các quá trình tách bằng màng
6. P ƣơn p áp đ ện hoá
7. P ƣơn pháp trích ly
III. P ƢƠNG P ÁP

ỌC

Cá phƣơng pháp hoá học dùng trong xử lý nƣ c thải gồm có: trung hoà, oxy hoá và
khử. Tất cả á phƣơng pháp này đều dùng các tác nhân hoá họ nên là phƣơng pháp đắt
tiền gƣời ta sử dụng á phƣơng pháp hoá họ để khử các chất hoà tan và trong các hệ
thống cấp nƣ c khép kín Đôi khi á phƣơng pháp này đƣợ dùng để xử lý sơ ộ trƣ c
xử lý sinh họ h y s u ông đoạn này nhƣ là một phƣơng pháp xử lý nƣ c thải l n cuối
để thải vào nguồn .
1. P ƣơn p áp trun

o

2. P ƣơn p áp o y oá k ử
3. Khử trùn nƣớc thải
IV. P ƢƠNG P ÁP

N

ỌC

hƣơng pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để
phân huỷ các chất bẩn hữu ơ
trong nƣ c thải. Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất
hữu ơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng. Trong quá trình
dinh dƣỡng, chúng nhận các chất dinh dƣỡng để xây dựng tế ào, sinh trƣởng và sinh sản
vì thế sinh khối củ húng đƣợ tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu ơ nhờ vi sinh
vật gọi là quá trình oxy h sinh h
hƣơng pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong
điều kiện hiếu khí (v i sự có mặt của oxy) hoặ trong điều kiện kỵ khí( không có oxy).

h m thự hiện : 7
K53

13

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

hƣơng pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nƣ c thải
chứa chất hữu ơ hoà t n hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phƣơng pháp này thƣờng đƣợc áp
dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nƣ c thải hàm lƣợng chất hữu ơ o
Quá trình xử lý sinh học gồm các bước
 Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành
thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô ơ
trong nƣ c thải
 Loại các bông cặn ra khỏi nƣ c thải bằng quá trình lắng .
1. ử lí nƣớc t ả ằn p ƣơn p áp s n ọc tron đ ều k ện tự n ên
Để tá h á hất ẩn hữu ơ dạng keo và hoà t n trong điều kiện tự nhiên ngƣời t xử
lý nƣ thải trong o, hồ ( hồ sinh vật) h y trên đất ( ánh đồng tƣ i, ánh đồng lọ …)
ồ s n vật
Hồ sinh vật là á o hồ
nguồn gố tự nhiên hoặ nhân tạo, òn gọi là hồ oxy hoá,
hồ ổn định nƣ thải, … xử lí nƣ thải ằng phƣơng pháp sinh họ
rong hồ sinh vật
diễn r quá trình oxy hoá sinh hoá á hất hữu ơ nhờ á loài vi khuẩn, tảo và á loại
thủy sinh vật khá , tƣơng tự nhƣ quá trình làm sạ h nguồn nƣ mặt i sinh vật sử dụng
oxy sinh r từ rêu tảo trong quá trình qu ng hợp ng nhƣ oxy từ không khí để oxy hoá
á hất hữu ơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photph t và nitr t mon sinh r từ sự phân huỷ,
oxy hoá á hất hữu ơ ởi vi sinh vật Để hồ hoạt động ình thƣờng n phải giữ giá trị
pH và nhiệt độ tối ƣu hiệt độ không đƣợ thấp hơn 60C.
heo ản hất quá trình sinh hoá, ngƣời t hi hồ sinh vật r á loại hồ hiếu khí, hồ
sinh vật tuỳ tiện (F ul tive) và hồ sinh vật yếm khí
- ồ s n vật
uk í
Quá trình xử lý nƣ thải xảy r trong điều kiện đ y đủ oxy, oxy đƣợ ung ấp qu
mặt thoáng và nhờ qu ng hợp ủ tảo hoặ hồ đƣợ làm thoáng ƣỡng ứ nhờ á hệ
thống thiết ị ấp khí. Độ sâu ủ hồ sinh vật hiếu khí không l n từ 0,5-1,5m.
ồ s n vật tuỳ t ện
C độ sâu từ 1 5 – 2 5m , trong hồ sinh vật tùy tiện, theo hiều sâu l p nƣ
thể
diễn r h i quá trình : oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí á hất ẩn hữu ơ rong hồ
sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo
qu n hệ tƣơng hỗ đ ng v i trò ơ ản đối v i sự

huyển hoá á hất
 ồ s n vật y m k í
C độ sâu trên 3m ,v i sự th m gi ủ hàng trăm hủng loại vi khuẩn kỵ khí ắt uộ
và kỵ khí không ắt uộ Cá vi sinh vật này tiến hành hàng hụ phản ứng hoá sinh họ
để phân huỷ và iến đổi á hợp hất hữu ơ phứ tạp thành những hất đơn giản, dễ xử
h m thự hiện : 7
K53

14

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

lý Hiệu suất giảm O trong hồ thể lên đến 70% uy nhiên nƣ thải s u khi r khỏi
hồ vẫn
O
o nên loại hồ này hỉ hủ yếu áp dụng ho xử lý nƣ thải ông nghiệp
rất đậm đặ và dùng làm hồ ậ 1 trong tổ hợp nhiều ậ
- án đồn tƣớ - án đồn lọc
Cánh đồng tƣ i là những khoảng đất nh tá ,
thể tiếp nhận và xử lý nƣ thải ử
lý trong điều kiện này diễn r dƣ i tá dụng ủ vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí
và dƣ i ảnh hƣởng ủ á hoạt động sống thự vật, hất thải ị hấp thụ và giữ lại trong
đất, s u đ á loại vi khuẩn
sẵn trong đất sẽ phân huỷ húng thành á hất đơn giản
để ây trồng hấp thụ. ƣ thải s u khi ngấm vào đất, một ph n đƣợ ây trồng sử dụng.
h n òn lại hảy vào hệ thống tiêu nƣ r sông hoặ ổ sung ho nƣ nguồn
2. ử lý nƣớc t ả ằn p ƣơn p áp s n ọc tron đ ều k ện n ân tạo
- Bể lọc s n ọc
ể lọ sinh họ là ông trình nhân tạo, trong đ nƣ thải đƣợ lọ qu vật liệu rắn
b o ọ một l p màng vi sinh vật ể lọ sinh họ gồm á ph n hính nhƣ s u: ph n
hứ vật liệu lọ , hệ thống phân phối nƣ đảm ảo tƣ i đều lên toàn ộ ề mặt ể, hệ
thống thu và dẫn nƣ s u khi lọ , hệ thống phân phối khí ho ể lọ
Quá trinh oxy hoá hất thải trong ể lọ sinh họ diễn r giống nhƣ trên ánh đồng lọ
nhƣng v i ƣờng độ l n hơn nhiều. àng vi sinh vật đ sử dụng và xá vi sinh vật hết
theo nƣ trôi khỏi ể đƣợ tá h khỏi nƣ thải ở ể lắng đợt 2. Để đảm ảo quá trình
oxy hoá sinh hoá diễn r ổn định, oxy đƣợ ấp ho ể lọ ằng á iện pháp thông gi
tự nhiên hoặ thông gi nhân tạo ật liệu lọ ủ ể lọ sinh họ
thể là nhự l sti , xỉ
vòng gốm, đá Gr nit…
- Bể lọc s n ọc n ỏ ọt
ể

dạng hình vuông, hình hữ nhật hoặ hình tròn trên mặt ằng, ể lọ sinh họ
nhỏ giọt làm việ theo nguyên tắ s u:
ƣ thải s u ể lắng đợt 1 đƣợ đƣ về thiết ị phân phối, theo hu kỳ tƣ i đều nƣ
trên toàn ộ ề mặt ể lọ
ƣ thải s u khi lọ hảy vào hệ thống thu nƣ và đƣợ dẫn
r khỏi ể. Oxy ấp ho ể hủ yếu qu hệ thống lỗ xung qu nh thành ể.
ật liệu lọ ủ ể sinh họ nhỏ giọt thƣờng là á hạt uội, đá … đƣờng kính trung
bình 20 – 30 mm ải trọng nƣ thải ủ ể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọ /ngđ).
Chiều o l p vật liệu lọ là 1,5 – 2m Hiệu quả xử lý nƣ thải theo tiêu huẩn O đạt
90% ùng ho á trạm xử lý nƣ thải
ông suất dƣ i 1000 m3/ngđ
- Bể lọc s n ọc cao tả
ể lọ sinh họ
o tải
ấu tạo và quản lý khá v i ể lọ sinh họ nhỏ giọt , nƣ
thải tƣ i lên mặt ể nhờ hệ thống phân phối phản lự
ể
tải trọng 10 – 20 m3 nƣ
thải / 1m2 ề mặt ể /ngđ ếu trƣờng hợp O ủ nƣ thải quá l n ngƣời t tiến hành
h m thự hiện : 7
K53

15

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

ph lo ng húng ằng nƣ thải đ làm sạ h. ể đƣợ thiết kế ho á trạm xử lý dƣ i
5000 m3/ngđ.
- Bể
u k í ùn oạt tín – Bể erotank
à ể hứ hổn hợp nƣ thải và ùn hoạt tính, khí đƣợ ấp liên tụ vào ể để trộn
đều và giữ ho ùn ở trạng thái lơ lửng trong nƣ thải và ấp đủ oxy ho vi sinh vật oxy
hoá các hất hữu ơ
trong nƣ thải hi ở trong ể , á hất lơ lửng đ ng v i trò là
á hạt nhân để ho á vi khuẩn ƣ trú, sinh sản và phát triển d n lên thành á ông ặn
gọi là ùn hoạt tính i khuẩn và á vi sinh vật sống dùng hất nền ( O ) và hất dinh
dƣỡng ( , ) làm thứ ăn để huyển hoá húng thành á hất trơ không hoà t n và thành
á tế ào m i ố lƣợng ùn hoạt tính sinh r trong thời gi n lƣu lại trong ể Aerot nk
ủ lƣợng nƣ thải n đ u đi vào trong ể không đủ làm giảm nh nh á hất hữu ơ
do đ phải sử dụng lại một ph n ùn hoạt tính đ lắng xuống đáy ở ể lắng đợt 2, ằng
á h tu n hoàn ùn về ể Aerot nk để đảm ảo nồng độ vi sinh vật trong ể h n ùn

hoạt tính dƣ đƣợ đƣ về ể n n ùn hoặ á ông trình xử lý ùn ặn khá để xử lý. ể
Aerot nk hoạt động phải hệ thống ung ấp khí đ y đủ và liên tụ
uá tr n ử lý s n ọc kỵ k í - Bể
B
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí
Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu ơ
trong
nƣ c thải trong điều kiện không
oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2
(trƣờng hợp nƣ c thải không chứa NO3- và SO42-).

h m thự hiện : 7
K53

16

p: ọ H

u -


I I
B.

H
N

I. ơ đồ quy tr n

h m thự hiện : 7

K53

Ử

I
NƢỚ

Ƣ
Ả N

G

G H :
Á

Ế B ẾN

H
N

I
BỘ

ẮN [6]

ử lý nƣớc t ả [6]:

17

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

I. Thuy t m n quy tr n xử lý nƣớc thải
ƣ c thải từ quy trình công nghệ đƣợc dẫn qua song chắn rá để loại bỏ tạp chất thô có
kí h thƣ c l n, s u đ nƣ c thải đƣợc dẫn qua bể gạn bột để thu hồi lƣợng tinh bột sót
lại s u ông đoạn ly tâm, lƣợng tinh bột này thƣờng nhẹ hơn nƣ c, nổi lên đƣợc v t đem
bán cho làm thứ ăn gi sú , nƣ c thải đƣợc dẫn qua bể lắng cát, tại đây những hạt cát có
kích thƣ c l n hơn 0,2 mm sẽ đƣợc giữ lại để tránh ảnh hƣởng đến hệ thống ơm ở các
công trình phí s u ƣ c thải đƣợc dẫn qua bể xít h để khử CN - v i thời gi n lƣu
nƣ c là hai ngày, sau khi ra bể id h , nƣ c thải đƣợc pha trộn NaOH và chất dinh
dƣỡng để tạo môi trƣờng thuận lợi cho công trình xử lý sinh học phí s u ƣ c thải tiếp
tụ đƣ s ng ể UASB, pH thuận lợi cho hoạt động của bể UASB là 6,7 – 7,5. Tại bể

UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu ơ trong nƣ c thải, hiệu
suất xử lý của bể A
tính theo CO , O đạt 60- 80% thành các chất vô ơ ở dạng
đơn giản và khí Biogas (CO2, H2S, CH4, NH3…) theo phản ứng sau:
Chất hữu ơ + vi sinh vật kỵ khí
CO2 + CH4 + H2S + sinh khối m i + …
Ph n CN òn lại tiếp tụ đƣợc phân hủy ở bể UASB.
Sau bể A
đƣợc thải dẫn qua bể Aeroten xử lý triệt để các hợp chất hữu ơ Tại bể
Aeroten diễn ra quá trình sinh học hiếu khí đƣợ duy trì từ máy thổi khí. Tại đây á vi
sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu ơ òn lại trong nƣ c
thải thành các chất vô ơ dạng đơn giản nhƣ: CO2, H2O … heo phản ứng sau:
- Sự oxy hóa tổng hợp
COHNS + O2 + dinh dƣỡng
CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác
- Phân hủy nội bào
C5H7NO2 + 5O2
5 CO2 + NH3 + H2O + năng lƣợng
Quá trình phân hủy của các vi sinh vật phụ thuộ vào á điều kiện sau: pH, nhiệt độ,
các chất dinh dƣỡng, nồng độ bùn và tính chất đồng nhất củ nƣ c thải o đ
n phải
theo dõi các thông số này trong bể Aerotank. Hiệu quả xử lí COD trong bể đạt từ 90-95%.
Từ bể Aerotank nƣ c thải dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa
nƣ c và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy ƣ c thải đƣợ đƣ đến hồ sinh vật
trƣ khi đƣợc xả ra nguồn tiếp nhận.
Bùn hoạt tính ở đáy ể lắng một ph n đƣợ ơm tu n hoàn về bể Aerotank nhằm duy
trì hàm lƣợng vi sinh vật trong bể ùn dƣ đƣợ ơm vào ể nén bùn trọng lự để làm
giảm thể tí h
u đ đƣợ ơm đến ngăn khuấy trộn của máy lọ p ăng tải để khuấy
trộn cùng polyme, rồi đi qu hệ thống ăng tải ép bùn. Bùn thải ra có dạng bánh đem đi

chôn lấp hoặc sử dụng làm phân bón.

h m thự hiện : 7
K53

18

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Cụ thể nhiệm vụ của từng thi t bị:
1. Song chắn rác

Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô kí h thƣ c l n nhƣ rá , vỏ kho i
mì… Các tạp chất này có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống nhƣ làm tắc
đƣờng ống hoặc kênh dẫn, ào òn đƣờng ống, thiết bị, tăng trở lự dòng chảy nên làm
tăng tiêu h o năng lƣợng ơm
 Quá trình lấy rác
- Dùng cào lấy rác khỏi các thanh chắn.
- Cho rác vừa cào vào thiết bị chứa rác
- Đƣ đến nơi để rá để nhân viên vệ sinh môi trƣờng đến thu gom định kỳ hằng ngày
và chở đến nơi xử lý chất thải rắn tập trung.
- Chu kỳ lấy rác ở song chắn rác phụ thuộ vào lƣợng rác. Việc lấy rác phải tiến hành
đúng qui định vì rác ứ đọng quá lâu không những gây mùi hôi thối mà òn gây cản trở
òng chảy từ song chắn rá đến bể lắng
2. Bể gạn bột:
Bể gạn bột có tác dụng tách các cặn rắn kí h thƣ c l n và gạn lại váng bột nổi
lên trên, bột sẽ đƣợc v t bằng phƣơng pháp thủ ông và đem án ho á ơ sở hăn
nuôi làm thứ ăn gi sú
3. Bể lắng cát
Loại bỏ cát, cuội và những mảnh vụn vô ơ kh phân hủy trong nƣ c thải. Nếu cát
không đƣợc tách ra khỏi nƣ c thải có thể gây ảnh hƣởng đến các công trình phía s u nhƣ
mài òn thiết bị, nh nh làm hƣ ơm, lắng cặn trong ống mƣơng ên n phải sử dụng
bể lắng át để đảm bảo cho các công trình xử lý tiếp theo đạt hiệu quả tốt hơn và hoạt
động ổn định hơn
Bể lắng cát đƣợc tính toán v i vận tố òng chảy trong đ đủ l n để các ph n tử hữu
ơ nhỏ không lắng đƣợ và đủ nhỏ để cát và tạp chất rắn vô ơ giữ lại trong bể.
Trong bể lắng át ng ng, òng chảy theo hƣ ng ngang và vận tố đƣợc kiểm soát theo
kí h thƣ c bể, cửa phân phối đ u vào và máng tràn đ u ra. Vận tốc chảy thƣờng g n bằng
0.15-0.3m/s, thời gi n lƣu nƣ c từ 30 – 90s. Cát sau lắng đƣợc lấy ra khỏi bể bằng
phƣơng pháp thủ công, thiết bị ơm thủy lực hoặc sử dụng các thiết bị ơ khí nhƣ gàu
cạp, ơm trục vít, ơm khí n n, ơm phản lự Cát s u đ đƣợ đến sân phơi át
4. Bể Axit Hóa

o lƣu lƣợng, thành ph n, tính chất nƣ c thải của nhà máy sản xuất tinh bột tùy thuộc
vào dây chuyền sản xuất nên thƣờng d o động nhiều trong một ngày đêm Để ổn định chế
độ òng chảy ng nhƣ hất lƣợng nƣ đ u vào cho các công trình xử lý phía sau, c n
thiết phải có một bể điều hòa lƣu lƣợng. Khử CNtrong nƣ c thải kho i mì và xử lý
một ph n nƣ c thải. Tại bể axít hóa, COD giảm từ 10-30% và ph n l n các chất hữu ơ
h m thự hiện : 7
K53

19

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

phức tạp nhƣ protein hất o, đƣờng chuyển h thành xít đồng thời h u hết CN- đƣợc
khử hết trong bể axít hóa.
ƣ c thải sản xuất bột mì có pH thấp nên rất thích hợp cho các vi khuẩn axít hóa. Trong
bể axít hóa xảy ra 3 quá trình sau:
- Quá trình thủy phân: Quá trình thủy phân các chất hữu ơ thƣờng thì khá chậm. Tốc
độ thủy phân đƣợc quy định bởi pH, kích cỡ của chất nền, hiệu quả của chất nền.
- Quá trình axít hóa: Sự tạo thành xít h đƣợc thực hiện bởi nhiều nhóm vi sinh vật.
Ph n l n là các vi sinh vật yếm khí, nhƣng một số có thể tùy nghi tức là chúng có thể
dùng oxygen. Số lƣợng húng thƣờng rất thấp chỉ khoảng 1% trong tổng số lƣợng vi sinh
vật. Sản phẩm của quá trình là các axít béo dễ y hơi, rƣợu, axít lactíc, CO2…
- Quá trình acetate hóa: Các axít sẽ bị chuyển tiếp về dạng et te, nƣ c và CO2
Ở điều kiện tự nhiên để CN- có thể phân hủy c n thời gi n khá dài Điển hình là trong
5-7 ngày khoảng 30% CN- bị phân hủy. Tại bể xít h hàm lƣợng CN- đƣợc khử nhanh
hơn rất nhiều, thời gi n 2 ngày là lƣợng CN- sẽ giảm khoảng trên 50% và khoảng 30%
COD bị phân hủy.
Quá trình khử COD
Chất hữu ơ phức tạp
chất hữu ơ đơn giản
CO2 + H2S + NH3…
5. Bể UASB
Từ bể xít nƣ c thải đƣợ ơm ể kỵ khí UASB. Nhiệm vụ của quá trình xử lý nƣ c
thải qua bể UASB là nhờ vào sự hoạt động phân hủy các vi sinh vật kỵ khí biến đổi chất
hữu ơ thành á dạng khí sinh học. Chính các chất hữu ơ tồn tại trong nƣ c thải là chất
dinh dƣỡng cho vi sinh vật.
Sự phát triển của vi sinh vật trong bể hi thành 3 gi i đoạn:
- Gi i đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên
trong nƣ c thải thủy phân chất hữu ơ
phức tạp thành các chất hữu ơ đơn giản có trọng lƣợng nhẹ nhƣ: onos rit, mino
xít để tạo ra nguồn thứ ăn và năng lƣợng cho vi sinh hoạt động.

- Gi i đoạn 2: Nhóm vi khuẩn tạo men axít biến đổi hợp chất hữu ơ đơn giản thành
các axít hữu ơ là xít etic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axít là nhóm vi khuẩn axít
focmo.
- Gi i đoạn 3: Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axít acetic thành khí
metan và cacbonic. Nhóm vi khuẩn này gọi là Mêtan focmo. Vai trò quan trọng của nhóm
vi khuẩn Mêtan focmo là tiêu thụ hydro và xít eti Chúng tăng trƣởng rất chậm và quá
trình xử lý yếm khí chất thải đƣợc thực hiện khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp.
Hiệu quả xử lí COD là 60-80%.
6. Bể Aerotank.
ƣ c thải sau khi qua các công trình xử lý ơ học và sinh học bậc I nồng độ của các
chất bẩn vẫn còn khá cao vì vậy nếu áp dụng bể Aerotank cổ điển thông thƣờng để xử lý
h m thự hiện : 7
K53

20

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

sẽ không đảm bảo tiêu chuẩn áp dụng và không đạt hiệu quả cao. Aerotank xáo trộn hoàn
toàn là một giải pháp khá thông dụng vì phƣơng pháp này ho ph p nồng độ BOD5 vào
bể là 1000 mg/l mà hiệu suất xử lý của công trình vẫn đảm bảo yêu c u.
7. Bể lắng II:
Chọn bể lắng đợt II kiểu bể lắng ly tâm có tiết diện mặt cắt hình vuông.
Lắng hỗn hợp nƣ c – bùn từ bể aerotank dẫn qua. Lắng chất lơ lửng còn trong nƣ c
sau khi qua bể aerot nk và ô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở ph n cuối của bể
để ơm tu n hoàn lại bể aerotank và ph n dƣ đƣợ đƣ r ngoài
Bể lắng 2 sẽ phân phối nƣ c bằng ống đứng đặt ở tâm bể và thu nƣ c ra bằng máng thu
đặt xung quanh bể.
Trong bể có thiết bị gạt cặn quay quanh trụ đặt ở tâm bể để gạt cặn lắng đáy ể về hố thu
cặn. Bùn ở hố sẽ đƣợ đƣ đến bể nén bùn.
8. Hồ Thực Vật
ƣ c thải sau khi qua bể aerotank thì hàm lƣợng nitơ, photpho còn rất l n hính vì vậy
ta sử dụng thêm hồ thực vật v i các loại thực vật nhƣ lục bình, èo tây…nƣ c thải sau
khi ra khỏi bể hàm lƣợng nitơ và photpho sẽ đạt tiêu chuẩn loại B.
9. Bể nén bùn
Tách b t nƣ c do một ph n bùn hoạt tính từ bể lắng 2, bể A đƣ vào, làm giảm sơ
bộ độ ẩm của bùn, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý bùn ở ph n tiếp theo.
Ƣu đ ểm:
- Thời gian khởi động ngắn, việc kiếm bùn hoạt tính để khởi động dễ dàng và sẵn có.
- Hiệu quả xử lý sinh học cao.
- Có thể tận dụng đƣợ lƣợng tinh bột thất thoát, tận dụng đƣợ lƣợng khí CH4 làm

năng lƣợng.
- Nồng độ xy nu trong nƣ c thải chế biến tinh bột khoai mì d o động trong khoảng
19 – 96 mg/L, v i giá trị đặ trƣng d o động trong khoảng 22 – 34 mg/L. Tuy nhiên, khá
may mắn là các hợp chất xyanua này rất dễ tự phân hủy o đ , khi vận hành hệ thống
A
trong dăy giá trị nồng độ xy nu trong nƣ c thải thƣờng không quan sát thấy bất
kỳ ảnh hƣởng bất lợi nào đến hệ thống, và nồng độ xy nu đ u ra luôn thấp hơn 1
mg
/L.
N ƣợc đ ểm:
- Chi phí vận hành l n.
- Diện tích xây dựng l n.
- Vận hành đòi hỏi kỹ thuật cao
- Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì đƣợc trạng thái cân bằng
động của quá trình theo 4 ph n đ nêu (Thủy phân, acid hóa, acetate hóa và methane
hóa). Muốn vậy trong bể xử lý phải đảm bảo các yếu tố sau:
h m thự hiện : 7
K53

21

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

+ Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố điều tiết ƣờng độ củ quá trình, c n duy trì trong khoảng
30÷350C.
Nhiệt độ tối ƣu ho quá trình này là 350C.
+ pH
pH tối ƣu ho quá trình d o động trong phạm vi rất hẹp, từ 6,5 đến 7,5. Sự sai lệch
khỏi khoảng này đều không tốt cho pha methane hóa.
+ Chất d n dƣỡng
C n đủ chất dinh dƣỡng theo tỷ lệ CO : : = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển
tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm rong nƣ c thải sinh hoạt thƣờng có chứa các chất dinh
dƣỡng này nên khi kết hợp xử lý nƣ c thải sản xuất và nƣ c thải sinh hoạt thƣờng không
c n bổ sung thêm các nguyên tố dinh dƣỡng.
+ Độ kiềm
Độ kiềm tối ƣu n duy trì trong bể là 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm
tốt cho dung dị h, ngăn ản sự giảm pH dƣ i mức trung tính.
+ Mu i (Na+, K+, Ca2+)
h meth ne h và id h lipid đều bị ức chế khi độ mặn vƣợt quá 0,2 M NaCl. Sự
thủy phân protein trong á ng ị ức chế ở mức 20 g/l NaCl.

IC50 = 4700¸ 7600 mg/l.
+ Lipid
Đây là á hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật. Nó tạo màng trên VSV làm
giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong. Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu
quả của quá trình chuyển đổi methane.
Đối v i LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l.
+ Kim loại nặng
Một số kim loại nặng (Cu, i, Zn…) rất độ , đặc biệt là khi chúng tồn tại ở dạng hòa
tan. IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l. Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kim loại nặng thƣờng
đƣợc loại bỏ nhờ kết tủa cùng v i carbonate và sulfide. Ngoài ra c n đảm bảo không chứa
các hóa chất độ , không hàm lƣợng quá mức các hợp chất hữu ơ khá
- UASB có thể gây ra quá trình mêtan hóa không hoàn toàn; kết quả là pH giảm, quá
trình sinh khí biogas giảm và hiệu quả xử lý CO
ng giảm. Giá trị pH đ u vào thấp có
thể ảnh hƣởng đáng kể đến hoạt động của qu n thể vi sinh vật trong hệ thống UASB, do
quá trình mêtan hóa chỉ xảy ra v i pH tối ƣu trong khoảng 6,5-7,5. Ảnh hƣởng này ng
có thể xảy ra ngay khi pH không quá thấp khoảng 6,10. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng
v i giá trị pH 6,10, ng gây ảnh hƣởng bất lợi trong quá trình vận hành hệ thống, kết quả
là hiệu quả xử lý COD và quá trình sinh khí biogas giảm mạnh, ngay cả khi vận hành v i
pH nhƣ trên hỉ kéo dài trong vòng 4h.
h m thự hiện : 7
K53

22

p: ọ H

u -

I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

- Mặc dù hệ thống UASB cho hiệu quả xử lý chất hữu ơ rất o, nhƣng hàm lƣợng
CO đ u ra thấp hơn 300 mg/ vẫn không thể đạt đến trong trƣờng hợp áp dụng cho
nƣ c thải chế biến tinh bột khoai mì Để đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải Việt m, nƣ c thải
sau xử lý bằng hệ thống UASB c n phải phải đƣợc xử lý triệt để trƣ c khi xả vào nguồn
tiếp nhận.
- Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các ion [
v i nồng độ thấp hơn 64 mg/ không
làm giảm độc tính của xyanua (do hình thành thio-cyanate) mà thay vào đ òn làm tăng
thêm độc tính của nó. Tuy nhiên, sự có mặt Fe2+ sẽ làm giảm đáng kể độc tính của xyanua
cả trong quá trình thủy phân lẫn trong quá trình mêtan hóa do có sự hình thành phức chất
fero-cyanide. Dù vậy, sự giảm độc tính này ng không thể kích thích quá trình phân hủy
xy nu nh nh hơn
C. CÔNG NGHỆ THÍCH HỢP XỬ
NƢỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ [1]

Những công nghệ truyền thống đơn giản không đáp ứng đƣợc nhu c u xử lý và quản lý
nƣ c thải phục vụ cho phát triển bền vững, điển hình là ngành chế biến tinh bột khoai mì
tại Việt Nam. Dựa vào các kết quả nghiên cứu đạt đƣợc ở qui mô phòng thí nghiệm, công
nghệ thích hợp để xử lý nƣ c thải tinh bột kho i mì đƣợ đề xuất nhƣ hình vẽ dƣ i đây :

Hình 1.4. Công nghệ thích hợp xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì.[1]
h m thự hiện : 7
K53

23

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

H

I

Đây là ông nghệ xử lý v i nhiều ƣu điểm nhƣ không đòi hỏi quá nhiều năng lƣợng,
có thể tái sinh năng lƣợng từ nguồn khí iog s thu đƣợc, giảm thiểu đáng kể nhu c u sử
dụng đất rộng l n cho hệ thống hồ sinh học. Mặt khác, thực tế đ ho thấy rằng hệ thống
xử lý kỵ khí cao tải thực sự có hiệu quả đối v i những loại nƣ c thải chứ hàm lƣợng
chất hữu ơ o uy nhiên, s u hệ thống xử lý kỵ khí bao giờ ng n ƣ c xử lý triệt
để tiếp theo Đ
ng là lý do tại sao c n phải áp dụng quá trình xử lý triệt để v i hệ
thống bùn hoạt tính hiếu khí và s u đ là hệ thống hồ sinh học tự nhiên, để giảm thiểu
nồng độ chất hữu ơ và hất dinh dƣỡng đến mức thấp nhất, đạt tiêu chuẩn xả thải nƣ c
thải công nghiệp hiện hành tại Việt Nam (nguồn loại ) Gi i đoạn tiền xử lý v i thiết bị
AF đƣợ đề cập đến ở ph n trên có thể đƣợc xem là sự lựa chọn không bắt buộc, bởi vì
kết quả thực nghiệm đ ho thấy rất rõ rằng không xảy ra bất kỳ tác hại nghiêm trọng nào
do chất rắn lơ lửng gây ra trong suốt 300 ngày vận hành hệ thống UASB v i hàm lƣợng
chất rắn lơ lửng nhỏ hơn 1 800 mg/
3

Hiện tại, một hệ thống xử lý thí điểm, công suất 10 m /ngđ đ đƣợc thiết kế và lắp đặt
(bỏ qua thiết bị UAF). Hệ thống xử lý này đ đƣợc khởi động và vận hành vào giữa tháng
2 năm 2006 tại nhà máy tinh bột khoai mì KMC, tỉnh ình hƣ c. Sau 73 ngày vận hành,
hệ thống A
đ ng đƣợc vận hành v i tải trọng hữu ơ trong khoảng 6,2 – 7,4
3

kgCOD/m ngđ, hiệu quả xử lý đạt đƣợc khá tốt Hàm lƣợng CO đ u vào giảm từ 3.020
– 3.660 mg/L giảm còn 620 – 1.040 mg/L ở đ u ra, hiệu quả xử lý CO d o động trong
khoảng 72 – 82%. Kết quả vận hành cho thấy lƣợng khí sinh r d o động trong khoảng
260 – 350 L khí biogas (> 60% mêtan) cho 1kg COD bị khử ƣợng khí iog s đo đƣợc
sau khi cho toàn bộ khí sinh r đi qu dung dịch kiềm để loại bỏ CO2 và H2S. Thành ph n

của hỗn hợp khí sinh r hƣ đƣợc phân tích chính xác. Việc ứng dụng thành công công
nghệ xử lý này có thể góp ph n đáng kể đến sự phát triển bền vững cho ngành chế biến
tinh bột khoai mì tại Việt Nam.

h m thự hiện : 7
K53

24

p: ọ H

u -


I I

H

I

Ƣ

G

G H :

ƢƠNG

Ử LÝ XYANUA TRONG NƢỚ
TINH BỘT SẮN

I. TỔNG QUAN VỀ XYANUA [9]

H

I

Ả NHÀ MÁY SẢN XUẤT

1. Tính chất lý học
- Axit xyanhydric (hay nitrifocmic) có công thức hoá học HCN, trọng lƣợng phân tử
27. Ở thể khan là chất lỏng rất linh động, tỷ trọng d=0,696. Nhiệt độ sôi ở 200C, đông đặc
ở -140C, có mùi hạnh nhân, vị rất đắng, hoà tan rất dễ trong nƣ và rƣợu, là một chất
axit yếu có pK~9,4 Hơi ủa HCN có tỷ trọng d=0,968.
- Các muối xyanua kiềm nhƣ C , C là á muối tinh thể trắng, dễ bị phân huỷ
trong không khí bởi hơi nƣ c, CO2, SO2..., Tan rất tốt trong nƣ , ít t n trong rƣợu, tan
trong dung dị h nƣ rƣợu. Dung dị h nƣ c của các muối này có tính kiềm mạnh.
- Muối xyanua của các kim loại kiềm thổ tan nhiều trong nƣ c, xyanua của các kim
loại khá t n ít hơn
- Muối xyanua thuỷ ngân Hg(CN)2 t n trong nƣ

nhƣng là hất điện ly yếu.

- Xyanua ở trạng thái tự do CN rất độc (gọi hung là nhân ngôn) nhƣng khi n liên kết
bền trong phức, thí dụ phức Fe[Fe(CN)6] thì lại không độc. Vì sự phân ly của phức quá
nhỏ nên trong dung dịch nồng độ
không đủ để gây độc.
- Đixy n (C )2 là chất khí độc không màu, mùi hạnh nhân, tan tốt trong H2O và rƣợu,
(CN)2 hình thành do nhiệt phân một số muối xy nu nhƣ Hg(C )2 hay oxy hoá CuCN
bằng FeCl3. (CN)2 kém bền, do bị thuỷ phân.
2. Tính chất hoá học

- Axit xyanhydric và các xyanua bị oxy hoá bởi oxy trong không khí chuyển thành
xianat:
2CN - + O2

2CNO-

- ở dung dịch loãng 1:5000 trong 5 tháng HCN bị phân huỷ hết
HCN + 2H2O
2HCN + 2H2S + O2

HCOONH4 (ammonium foocmic)
2HCNS + 2H2O (axit sunfoxyanhydric)

- Các muối xyanua kim loại kiềm bị dioxyt cacbon trong không khí phân huỷ tạo thành
HCN.
2NaCN + CO2 + H2O

2HCN + Na2CO3

Vì vậy phải bảo quản muối kim loại xy nu trong thùng kín, để ở chỗ mát.
h m thự hiện : 7
K53

25

p: ọ H

u -