XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN

Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), TSS rất cao, các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao và trong thành phần của vỏ sắn và lõi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) một trong những chất độc hại có khả năng gây ung thư.

Bảng chất lượng nước thải sản xuất bột sắn  

Tính chất nước thải sản xuất tinh bột sắn

Trong nhà máy Chế biến Tinh bột, thành phần nước thải sinh ra chủ yếu từ bóc vỏ, rửa củ, băm nhỏ và lắng lọc là các nguồn ô nhiễm chính. Trên cơ sở này việc lấy mẫu và phân tích thành phần nước thải được thực hiện ở hai công đoạn riêng biệt và kết hợp hai công đoạn này.

Tính chất nước thải ngành tinh bột sắn mang tính chất acid và có khả năng phân hủy sinh học. Đặc biệt với loại nước thải này là trong khoai mì có chứa HCN là một acid có tính độc hại. Khi ngâm khoai mì vào trong nước HCN sẽ tan vào trong nước và theo nước thải ra ngoài.
2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI:

3. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

HỐ THU:

Nước thải từ quá trình sản xuất của các khu sản xuất sẽ theo mạng lưới thu gom tập trung về hố thu gom của hệ thống xử lý. Trước khi tập trung vào hố thu toàn bộ lượng nước thải sẽ qua các hố gas và lắng tách cát.

Song chán rác thô này có nhiệm vụ thu gom phần lớn những thành phần rác có kích thước lớn hơn 5 -10 mm.

Hố gas có nhiệm vụ giữ lại phần lớn cát có lẫn trong nước thải đồng thời loại bỏ những ảnh hưởng xấu như gây mòn cánh bơm, tắt nghẽn đường ống trong hệ thống xử lý. Cát lắng ở các hố gas sẽ được bơm hút  theo thời gian điều chỉnh. Nước sau khi được tách cát và rác sẽ chảy vào ngăn của Hố thu gom, sau đó nước thải được bơm chìm đặt dưới hố thu bơm lên thiết bị tách rác tinh.

THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH:

Tách bỏ những loại rác có kích thước nhỏ: 1 – 2mm. Phương pháp tách rác được sử dụng trong công nghệ là phương pháp cơ khí. Nước thải sau khi tách rác sẽ theo ống dẫn tự chảy về bể điều hòa, riêng rác mịn sẽ được tập trung vào bồn thu gom và sẽ được làm sạch theo định kỳ.

BỂ ĐIỀU HÒA:

Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao dộng của lưu lượng, để cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo. Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lưu lượng là:

-  Quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý.

- Chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Để tránh lắng cặn, các thiết bị khuấy trộn được lắp đặt trong bể điều hòa. Dung tích chứa nước càng lớn thì độ an toàn về nhiều mặt càng cao. Bể điều hoà được sử dụng để điều hoà lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm và trung hoà pH (khi cần). Bể điều hòa được đảo trộn bởi quá trình cấp khí từ máy thổi khí, tránh tình trạng phát sinh mùi trong quá trình xử lý.

CỤM XỬ LÝ HÓA LÝ 1:

• Bể phản ứng- keo tụ - tạo bông 1

Tại bể phản ứng, nước thải được bổ sung dung dịch keo tụ PAC để keo tụ các chất bẩn có trong nước thải. Nước thải sau khi thêm hóa chất keo tụ sẽ kết tụ các chất bẩn lại với nhau, đồng thời được khuấy đảo bằng 2 mô-tơ cánh khuấy trục đứng nhằm để các bông cạn được kết dính vào nhau, tăng kích thước của bông cặn và tăng hiệu quả lắng. Bể lắng 1 có tác dụng tách bông cặn có kích thước lớn ra khỏi nước thải.

• Bể lắng 1

Bể lắng 1 được thiết kế theo công nghệ lắng ly tâm, nước thải sau khi qua bể keo tụ - tạo bông được dẫn qua ống trục ly tâm của bể lắng 1. Tại đây các bông bùn lớn được lắng xuống đáy bể nhờ qua trình lắng trọng lực. Nước sau lắng 1 được tràn qua máng tràn răng cưa và chảy qua bể trung gian tiếp tục xử lý sinh học.

CỤM XỬ LÝ SINH HỌC:

• Bể kỵ khí

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ (BOD, COD) rất cao (lên tới hàng ngàn mg/l), phương pháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thành sau quá trình xử lý là CH₄, H₂S, H₂, CO₂, NH₃; phân tách các chất hữu cơ khó phân huỷ thành dễ phân huỷ sinh học.
Việc xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thông qua 4 giai đoạn:

• Giai đoạn thủy phân (chuyển hóa protein thành các axit amin, cacbonhydrat và các chất hữu cơ mạch dài)

• Giai đoạn acid hóa (sử dụng vi sinh vật lên men các chất hữu cơ hòa tan thành các acid béo dễ bay hơi)

• Giai đoạn axetic hóa (sử dụng vi khuẩn axetic thành axit axetic, CO₂, H₂O)

• Giai đoạn metan hóa (chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn trên thành khí metan, sinh khối mới, CO₂)

• Bể thiếu khí

Nước thải sau khi được điều hòa về lưu lượng, nồng độ chất thải được bơm với lưu lượng ổn định vào bể thiếu khí. Tại đây, diễn ra quá trình khử Nitơ từ NO₃^- thành Nitơ dạng khí được thực hiện nhằm đạt chỉ tiêu cho phép của Nitơ.

Quá trình sinh học khử nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều chất hữu cơ có trong nước thải sử dụng NO₃^- hoặc NO₂^- như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy, trong điều kiện không có oxy hoặc DO giới hạn (nhỏ hơn 2 mg/l)

Quá trình này được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn khử nitrat chiếm khoảng 70 – 80% khối lượng vi khuẩn (bùn hoạt tính). Tốc độ khử nitơ dao động từ khoảng 0,04 đến 0,42 gN-NO₃^- /g MLVSS.ngày, tỷ lệ F/M càng lớn thì tốc độ khử càng cao.

Trong bể có bố trí thiết bị khuấy trộn chìm nhằm tăng khả năng tiếp xúc của bùn vi sinh với nước thải, từ đó làm tăng hiệu quả xử lý.

• Bể hiếu khí

Trong bể hiếu khí nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn.

Oxy được cung cấp bằng các máy thổi khí và hệ thống phân phối khi có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO₃^-, và xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý.

Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm và thời gian lưu nước dao động từ 8-12h.

Công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng hiếu khí có hiệu quả cao đối với xử lý COD,
N, … Quá trình phân hủy hiệu quả nhất khi tạo được môi trường tối ưu cho vi sinh vật hoạt động. Chất dinh dưỡng được cung cấp theo tỷ lệ được tính toán sơ bộ BOD:N:P = 100:5:1, nhiệt độ nước thải từ 25 – 30^oC, pH 6,5 – 8,5. Oxy hòa tan (DO) trong bể hiếu khí luôn lớn hơn 2 mg/l tạo điều kiện môi trường tối ưu cho VSV.  

Oxy hóa và tổng hợp

COHNS (chất hữu cơ) + O₂ + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí à CO₂ + H₂O + NH₃ + C₅H₇O₂N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào

C₅H₇O₂N (tế bào) + 5O₂ + vi khuẩn à 5CO₂ + 2H₂O + NH₃ + E

• Bể lắng 2

Tách loại cặn bẩn ra khỏi nước nhờ vào quá trình lắng trọng lực. Diễn tiến của hạt cặn trong quá trình lắng gồm các bước sau: Lắng đơn - lắng keo tụ - lắng cản trở - lắng nén. Nước sau khi xử lý hiếu khí thì hỗn hợp bùn tự chảy sang bể lắng, tại đây bông cặn bùn sẽ được lắng xuống.

Bùn lắng ở bể lắng sau quá trình xử lý sinh học này chủ yếu là bùn hữu cơ. Lượng bùn này sẽ bơm bùn trong bể bơm tuần hoàn về bể xử lý sinh học hiếu khí một phần để đảm bảo nồng độ bùn trong bể và phần còn lại sẽ được chuyển tải đến bể chứa bùn 3.

CỤM XỬ LÝ HÓA LÝ:

• Bể phản ứng - keo tụ - tạo bông 2

Tại bể phản ứng, nước thải được bổ sung hóa chất keo tụ tạo bông để keo tụ các chất bẩn có trong nước thải. Nước thải sau khi thêm hóa chất keo tụ sẽ kết tụ các chất bẩn lại với nhau, đồng thời được khuấy đảo bằng 2 mô-tơ cánh khuấy trục đứng nhằm để các bông cạn được kết dính vào nhau, tăng kích thước của bông cặn và tăng hiệu quả lắng.

• Bể lắng 3

Nước thải sau khi qua bể keo tụ - tạo bông 2 được hình thành các bông bùn lớn, được dẫn qua ống trục ly tâm của bể lắng 3. Tại đây các bông bùn lớn được lắng xuống đáy bể nhờ qua trình lắng trọng lực. Phần nước trong sau khi qua bể lắng theo máng tràn tự chảy sang bể khử trùng.

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước thải sau các quá trình xử lý trên được khử trùng bằng Chlorine thông qua máy bơm định lượng Chlorine. Hóa chất sẽ tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây bệnh còn sót lại trong nước thải. Tại đây, nước thải sẽ được tiếp xúc với hóa chất chlorine theo dòng chảy ziczac nhằm tạo thời gian tiếp xúc giữa nước thải và hóa chất khử trùng, sau đó nước thải sẽ được xả thải vào môi trường. Đáp ứng QCVN 63:2017/BTNMT xả thải cho phép.

BỂ CHỨA BÙN:

Theo định kỳ, bùn từ bể tuyển nổi  và các bể lắng được bơm về bể chứa bùn. Bể chứa bùn được cấp khí nhằm tiến hành quá trình phân hủy bùn trong điều kiện hiếu khí. Phần nước thải trong bể chứa bùn được dẫn về hố thu để xử lý lại. Theo định kỳ, bùn từ bể chứa bùn được bơm vào máy ép bùn nhằm tiến hành quá trình tách nước sau cùng. Nước sau ép bùn được dẫn về hố thu gom

Riêng bùn theo định kỳ sẽ được xe hút bùn hút mang đi xử lý trước khi thải bỏ hoặc chôn lấp.