Ứng dụng Gom Rác GRAC

Mô hình "UASB - Lọc nhỏ giọt" xử lý nước thải Sản xuất Bia quy mô nhỏ

  • Thread starter maimo
  • Ngày gửi
M

maimo

Guest
#1
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Mô hình UASB

Nghiên cứu ứng dụng mô hình UASB - lọc nhỏ giọt để xử lý nước thải sản xuất bia quy mô nhỏ

1. Mở đầu
Trong số những ngành công nghiệp thực phẩm có lượng nước thải lớn do hoạt động sản xuất phải kể đến ngành rượu bia. Sự tăng trưởng của ngành Bia kéo theo vấn đề chất thải sản xuất, nhất là nước thải có độ ô nhiễm cao đe dọa nghiêm trọng tới môi trường. Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là ô nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đó là các hoá chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, xút, sođa...
Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe doạ nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không được xử lý [1, 2, 4, 5, và 7]. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu không được xử lý có nhu cầu oxy hoá học (COD), nhu cầu oxy sinh hoá học (BOD), chất rắn lơ lửng (SS) đều rất cao, gấp vài chục lần so với tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 cột B [1, 2, 3, 6, và 8].Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe doạ nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không được xử lý [1, 2, 4, 5, và 7]. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu không được xử lý có nhu cầu oxy hoá học (COD), nhu cầu oxy sinh hoá học (BOD), chất rắn lơ lửng (SS) đều rất cao, gấp vài chục lần so với tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 cột B [1, 2, 3, 6, và 8].
Hiện nay nhiều mô hình xử lý nước thải sản xuất bia đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng ở nhiều nơi trên thế giới cũng như trong nước, cụ thể là hệ thống xử lý bằng bể bùn hoạt tính; hệ thống xử lý kỵ khí kiểu UASB, kiểu tầng sôi; các kiểu dạng khác nhau của lọc sinh học kỵ khí và hiếu khí; hệ thống xử lý kết hợp kỵ khí/hiếu khí; hệ thống kết hợp xử lý bằng bùn hoạt tính với thực vật thuỷ sinh... Tuy nhiên, những hệ thống này đều được nghiên cứu và đưa vào thực tế ứng dụng cho các cơ sở xử lý qui mô lớn với cơ sở hạ tầng tốt, đồng bộ. Trong khi đó, các cơ sở sản xuất rượu bia qui mô nhỏ đang tạo ra sức ép rất lớn đối với môi trường do nước thải sản xuất gây ra. Một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng này là do trình độ công nghệ của những cơ sở này thấp, thiết bị lạc hậu, chắp vá, nên lượng thải ra trên một đơn vị sản phẩm lớn. Mặt khác, các cơ sở này thường có vốn đầu tư nhỏ, bố trí đan xen trong các khu dân cư với mặt bằng rất hạn chế, nên việc thu gom, xử lý nước thải lại càng khó khăn. Có thể nói, ở nước ta hầu hết các cơ sở sản xuất bia qui mô nhỏ đều chưa có hệ thống xử lý nước thải, hoặc có thì cũng chưa đáp ứng được yêu cầu.
Với mục đích nghiên cứu đề xuất mô hình xử lý nước thải sản xuất bia cho cơ sở qui mô nhỏ theo tiêu chí mô hình đơn giản, dễ vận hành, chi phí ít năng lượng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm mô hình kết hợp quá trình kỵ khí và hiếu khí, trong đó, giai đoạn xử lý kỵ khí thực bằng thiết bị kiểu UASB còn bước xử lý hiếu khí bằng lọc nhỏ giọt có ống thông gió trung tâm.
 
Sửa lần cuối bởi điều hành viên:
M

maimo

Guest
#2
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
2. Nguyên liệu và phương pháp-
Nước thải sản xuất bia của Xưởng thực nghiệm sản xuất bia của Viện Công nghiệp thực phẩm.
- Các hoá chất sử dụng trong quá trình phân tích và thực nghiệm do hãng Sigma, Hatch sản xuất: H2SO4, K2Cr2O7, Na2S2O3.5H2O...
- Các KIT thử của Hatch
- Chất trợ lắng Praestol BC 611 do hãng Chemische Fabrik Stockhausen Gmbh, Krefeld, Germany sản xuất.
- Các máy móc thiết bị dùng cho thực nghiệm là thiết bị của phòng thí nghiệm Sinh học Môi trường, Trung tâm Sinh học thực nghiệm, Viện Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ
- Các chỉ tiêu theo dõi được xác định theo các phương pháp của “Standard Methods for examination of water and wastewater” và theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN tương ứng.

3. Kết quả và thảo luận

Thực nghiệm được tiến hành trên mô hình phòng thí nghiệm có sơ đồ nguyên lý được trình bày tại hình 1.
Nước thải lấy từ cơ sở sản xuất bia về được đổ vào thùng chứa (1). Tại đây nhờ bơm có bộ rơ le thời gian điều khiển, nước được bơm đều đặn 15 phút, nghỉ 15 phút lên tháp UASB (2) từ dưới đáy tháp lên với lưu lượng được điều chỉnh khoảng 20-30 lít/ngày. Nước thải đi từ đáy tháp lên qua lớp đệm bùn ở đáy tháp và tại đây, nhờ hệ vi sinh vật kỵ khí có mặt trong lớp bùn, nước thải được xử lý lần thứ nhất và chảy tràn sang cột lọc nhỏ giọt (3). Cột lọc nhỏ giọt có cấu tạo kiểu có ống thông hơi được khoan rất nhiều lỗ nhằm tạo điều kiện tối đa cho sự thoáng khí của cột lọc. Giá thể nhồi trong cột lọc nhỏ giọt dùng trong thí nghiệm là than củi có kích thước 1x1cm. Nước được phân phối đều trên bề mặt cột lọc nhỏ giọt nhờ nón chia nước, nhằm đảm bảo nước chảy đều trên toàn bộ lớp đệm trước khi chảy ra ngoài ở đáy cột. Trong quá trình nước chảy qua, lớp giá thể bên trong cột lọc sẽ tiếp xúc với lớp vi sinh vật dính bám trên bề mặt của giá thể và được làm sạch. Nước thải sau xử lý chảy vào bể chứa (4). Để đánh giá hiệu quả xử lý, các chỉ số ô nhiễm như BOD5, COD, SS, nitơ amoni của nước trước và sau từng bước xử lý được lấy mẫu lúc 9 giờ sáng hàng ngày và được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 40C và phân tích đánh giá 1 tuần một lần.
Thực nghiệm được tiến hành trong thời gian 14 tuần. Quá trình lấy mẫu phân tích được tiến hành từ tuần thứ 5 sau khi mô hình hoạt động ổn định và kéo dài trong 10 tuần liên tục
 
M

maimo

Guest
#3
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
3.1. Hiệu quả loại bỏ BOD5, COD và SS của mô hình UASB – lọc nhỏ giọt
Kết quả phân tích SS, BOD5 và COD của nước trước và sau xử lý bằng mô hình trong thời gian 10 tuần được trình bày trong bảng 1, 2 và được biểu diễn trên đồ thị 1 và 2. Giá trị pH của nước trước và sau xử lý nằm trong khoảng 6,7-7,9 trong suốt thời gian thí nghiệm.
Số liệu trong bảng 2 cho thấy nước thải sản xuất bia có thành phần COD diễn biến rất thất thường và rất cao, có những tuần lên tới 3900 mg/l. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu của nhiều tác giả về loại hình nước thải này [2]. Điều này có thể giải thích, do quá trình nấu đường hoá của cơ sở sản xuất bia qui mô nhỏ không ổn định nên lượng tinh bột và đường còn sót nhiều, dẫn đến COD cao. Chỉ số SS rất cao nhưng tương đối ổn định chứng tỏ việc thu hồi bã lọc tiến hành ổn định nên lượng cặn lơ lửng trong nước thải có nồng độ ổn định. Giá trị pH của nước thải trước và sau xử lý ổn định và nằm trong khoảng trung tính, phù hợp cho phát triển của vi sinh vật. Tỷ lệ BOD5/COD luôn đạt trên 0,75 chứng tỏ đây là loại nước thải rất dễ phân huỷ sinh học. Với chỉ số COD dao động trong khoảng 3100-3900 mg/l thì tải lượng COD qua cột UASB dao động trong khoảng 31-39 kg COD/m3 thiết bị/ ngày đêm. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý của thiết bị UASB vẫn đạt khoảng 79% và toàn hệ thống đạt 97%. Kết quả này một lần nữa chứng tỏ nguồn COD trong nước thải sản xuất bia rất dễ bị phân huỷ và cột UASB có khả năng xử lý COD rất cao. Tuy nhiên, trong trường hợp COD của nước đưa vào xử lý quá cao thì cần có giải pháp pha loãng hoặc hồi lưu nước sau xử lý để tránh quá tải.
Cột lọc nhỏ giọt vẫn hoạt động tốt khi COD của nước đưa vào xử lý trong khoảng gần 800 mg/l. Tải lượng xử lý của cột lọc nhỏ giọt đạt khoảng 2,3 - 5 kg COD/m3 thiết bị/ngày đêm. Tuy nhiên, do COD của nước đã vào xử lý quá cao nên sau khi qua hai bước xử lý kị khí và hiếu khí thì COD của nước vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn cho phép. Kết quả này phù hợp với các kết quả thu được ở thực nghiệm với nước thải sinh hoạt và cao hơn hẳn so với lọc nhỏ giọt không có ống thông gió trung tâm. Như vậy, với việc cải tiến cấu trúc của cột lọc nhỏ giọt với ống thông gió trung tâm đã cải thiện rõ rệt khả năng cung cấp oxy cho vi sinh vật dính bám trên giá thể và có thể phù hợp trong xử lý nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất bia.
Hàm lượng SS của nước sau xử lý tương đối ổn định và hiệu quả xử lý đạt rất cao chủ yếu là giai đoạn UASB chiếm tới 89%. Xét toàn mô hình thì hiệu suất xử lý SS đạt 94% và nồng độ SS của nước sau xử lý đạt trung bình là 31 mg/l.
 
M

maimo

Guest
#4
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
3.2. Hiệu quả loại bỏ nitơ amoni bằng mô hình UASB – lọc nhỏ giọt


Kết quả phân tích nồng độ nitơ amoni qua các bước xử lý được trình bày trong bảng 3 và đồ thị 3. Nồng độ NH4+-N của nước vào tuy khá cao nhưng nước thải công đoạn này có tỷ lệ C/N rất cao và cần phải có giải pháp thích hợp để xử lý được triệt để. Nitơ amoni giảm không đáng kể ở cột UASB nhưng giảm mạnh ở cột lọc nhỏ giọt đạt tương ứng 8% và 92%. Điều đó chứng tỏ, cột lọc nhỏ giọt với thay đổi về cấu tạo đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hoá nitơ amoni với loại nước thải này. Nước thải sau xử lý có nồng độ nitơ amoni xấp xỉ tiêu chuẩn TCVN5945-1995 cột B và có độ ổn định cao (độ sai lệch chỉ là 1 mg)

Kết luận


- Mô hình UASB kết hợp lọc nhỏ giọt có ống thông gió có khả năng xử lý nước thải sản xuất bia với độ ô nhiễm cao (COD trên 4000 mg/l vẫn hoạt động bình thường) và chịu tải lượng lớn (riêng cột UASB có thể xử lý trên 13 kg/COD/m3 thiết bị/ngày, đêm) hiệu suất xử lý SS, COD đạt tới 94% và 97%.
- Nitơ amoni được chuyển hoá tốt trong cột lọc nhỏ giọt và đạt xấp xỉ tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 cột B và có độ ổn định cao (độ sai lệch chỉ là 1 mg).
Tài liệu tham khảo
1. Ngô Huy Du, Nguyễn Mạnh Phú (2002), “Xử lý nước thải sản xuất bia bằng phương pháp sinh học sử dụng bùn hoạt tính”, Báo cáo khoa học, Tiểu ban Khoa học liên ngành khoa học và công nghệ môi trường, Hội nghị khoa học Trường Đại học Khoa học tự nhiên năm 2002.
2. Ngô Tiến Hiển (1997), “Nghiên cứu kỹ thuật, công nghệ sinh học để làm sạch nước thải trong công nghiệp chế biến thực phẩm” Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ công nghiệp.
3. Lê Thị Thanh Hương (1995), “Điều tra hiện trạng nước thải của nhà máy Liên hợp Thực phẩm Hà Tây và thăm dò khả năng xử lý”, Luận văn tốt nghiệp cử nhân sinh học, Khoa Sinh học, trường Đại học Tổng hợp Hà Nội.
4. Lê Đức Mạnh, và các cộng tác viên (2002), Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải trong công nghiệp đường bột và đồ uống, báo cáo Đề tài cấp Bộ, Viện Công nghiệp thực phẩm, Bộ Công nghiệp 2002.
5. Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn thị Hồng Vân, Trần Thị Hồng, Lê Thị Thuỷ, Đỗ Thị Huyền, Nguyễn Bích Thuỷ, Lê Văn Cát (1997), Nghiên cứu công nghệ sản xuất và ứng dụng chất keo tụ mới PACN-95 để xử lý nước mặt làm nước sinh hoạt, Báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ hai, Hội Hoá học Việt Nam 1997.
6. Nguyễn Minh Nguyệt, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Văn Thiêm, Nguyễn Minh Tuyển (1997), Nghiên cứu nước thải công ty Bia Hoà Bình, Báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ hai, Hội Hoá học Việt Nam 1997.
7. Lương Đức Phẩm (2002), “Công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học”, Nhà xuất bản Giáo dục, 2002.
8. Nguyễn Tuấn Phong (2003), Xây dựng quy chế bảo vệ môi trường ngành Rượu – Bia – Nước giải khát, Báo cáo Đề tài cấp Bộ, Viện Nghiên cứu Rượu - Bia - Nước giải khát, Bộ Công nghiệp 2003
Theo http://irv.moi.gov.vn
 
M

maimo

Guest
#5
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY
BẰNG CÔNG NGHỆ CHẢY NGƯỢC QUA LỚP BÙN YẾM KHÍ (UASB)


Summary

Wastewater of the paper industries have a high organic pollutant concentrations so suitable treatment processes are biological treatment processes. In this section we study on the biological treatment of condenser of wastewater of the paper industries in Upflow Anaerobic Slude-Blanket reactor (UASB). This treatment processes can reduce COD by more 80% and volume loading rate of 15g COD/l.d.

Công nghiệp giấy là một trong những ngành công nghiệp cần thiết nhất song cũng tiêu hao nhiều tài nguyên nhất, đặc biệt là về rừng và nước, vấn đề xử lý, bảo vệ môi trường luôn đi cùng với sự phát triển bền vững của ngành. Trước khả năng tăng trưởng vượt bậc của ngành giấy Việt nam, để góp phần giúp các cơ quan chức năng định hướng trong việc lựa chọn các công nghệ xử lý để bảo vệ môi trường chúng tôi muốn đưa ra một hướng công nghệ xử lý nước thải mới đó là công nghệ xử lý chảy ngược qua lớp bùn yếm khí (UASB) - Đây là một công nghệ xử lý chịu được tải COD rất lớn và thích hợp với nước thải các nhà máy giấy.

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY

Công nghệ sản xuất giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tùy theo từng công nghệ và sản phẩm mà lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy dao động từ 200 đến 500 m3 nước. Nước được dùng trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Có thể tóm tắt quá trình sản xuất giấy và các nguồn thải theo sơ đồ hình 1 .
Như vậy trong quá trình sản xuất giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải ra, trong đó những yếu tố gây ô nhiễm chính đó là:
- pH cao do kiềm dư gây ra là chính.
- Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin gây ra là chính.
- Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lin gây ra).
- COD & BOD do các chất hữu cơ hòa tan gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là lignin và các dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và một lượng nhỏ các hợp chất có nguồn gốc sinh học khác, trong trường hợp dùng clo để tẩy trắng có thêm dẫn xuất hữu cơ có chứa clo khác.
 
M

maimo

Guest
#6
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CHẢY NGƯỢC QUA LỚP BÙN YẾM KHÍ


Hình 2 chỉ ra sơ đồ chi tiết thiết bị UASB. Trong thiết bị này thì nước thải thô được bơm từ phía dưới của thiết bị qua lớp đệm bùn (gồm các sinh khối dạng hạt) [1,2] . Sự xử lý xảy ra khi nước thải đến và tiếp xúc với các hạt sinh khối và sau đó đi ra khỏi thiết bị từ phía trên của thiết bị. Trong suốt quá trình này thì sinh khối với đặc tính lắng cao sẽ được duy trì trong thiết bị. Một trong những bộ phận quan trọng của thiết bị UASB đó là bộ phận tách khí - lỏng - rắn ở phía trên của thiết bị. Trong quá trình xử lý nước thải, lượng khí tạo ra chủ yếu là CH4 và CO2 tạo nên sự lưu thông bên trong giúp cho việc duy trì và tạo ra hạt sinh học. Các bọt khí tự do và các hạt khi thoát lên tới đỉnh của bể tách khỏi các hạt rắn và đi vào thiết bị thu khí. Dịch lỏng chứa một số chất còn lại và hạt sinh học chuyển vào ngăn lắng, ở đó chất rắn được tách khỏi chất lỏng và quay trở lại lớp đệm bùn, nước thải sau đó được thải ra ngoài ở phía trên của thiết bị.
Hình 2. Sư đồ thiết bị phản ứng UASB trong phòng thí nghiệm


THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM


Để tiến hành thử nghiệm công nghệ UASB, chúng tôi tiến hành đối với nước thải dịch ngưng của công ty giấy Bãi Bằng Đây là loại nước thải được tạo thành từ công đoạn nấu nguyên liệu và một phần lớn được sinh ra trong giai đoạn chưng bốc.
Thành phần các hợp chất trong dịch ngưng được tóm tắt trong bảng 1.
Bảng 1. Thành phần các hợp chất trong dịch ngưng
Như vậy trong nước thải dịch ngưng hàm lượng COD và BOD5 rất cao và chỉ số BOD5/COD < 0,55 vì vậy phải tiến hành xử lý yếm khí kết hợp với hiếu khí [3,4].
Quá trình thử nghiệm công nghệ được tiến hành như sau:
Nạp bùn hạt vào hệ thống với thể tích bằng 25% thể tích thiết bị phản ứng, pha loãng COD đầu vào bằng nước máy sao cho COD đầu vào ~ 500mg/l, dùng H2SO4 đưa PH ~ 7 để tránh hiện tượng sốc cho vi sinh vật [5]. COD được tăng dần lên ~ 4500 mg/l. Trong suất quá trình hoạt động hệ thống thì dinh dưỡng được thêm vào với tỷ lệ là BOD5: N: P = 100: 3: 0,5 [6]. Khi hệ thống hoạt động một cách tương đối ổn định chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý bằng cách cho từ từ lượng NaHCO3 1M vào nước thải đầu vào, chúng tôi thu được kết quả như hình 3 .
Hình 3. Ảnh hưởng của ph đến hiệu suất xử lý và sự tạo khí
Sau khi thiết lập được điều kiện ph tối ưu cho quá trình xử lý (6,8 - 7,2) chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu đến quá trình xử lý, thu được kết quả như hình 4a và 4b.
Hình 4a. Ảnh hưởng của thời gian lưu đến sự tạo khí Hình 4b. Ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu suất xử lý
Giữ nguyên pH và thời gian lưu thích hợp chúng tôi tiến hành nghiên cứu.
Ảnh hưởng của tải trọng thể tích đến hiệu suất quá trình xử lý, chúng tôi thu được kết quả như hình 5.
Hình 5. Ảnh hưởng của tải trọng thể tích đến hiệu suất xử lý và sự tạo khí.
 
M

maimo

Guest
#7
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
THẢO LUẬN

Theo kết quả nghiên cứu phần trên, chúng tôi thấy rằng tại giá trị ph thấp sẽ không thích hợp cho sự tăng trưởng của vi khuẩn me tan dẫn đến hiệu suất xử lý cũng như lượng khí thu được thấp. Giá trị ph thích hợp cho hiệu suất xử lý cũng như lượng khí thu được cao nhất nằm trong khoảng 6,8 - 7,2. Để duy trì được ph nằm xung quanh điều kiện trung tính chúng tôi phải cung cấp thêm dung dịch đệm, dung dịch đệm được chọn ở đây là dung dịch NAHCO3, lượng NAHCO3 thêm vào để duy trì ph xung quanh giá trị 7 là 25-30 mL NAHCO3 1 M trong 1 lít dung dịch nước thải đầu vào.
Thời gian lưu của nước cũng là thông số rất quan trọng, trong nghiên cứu này chúng tôi nhận thấy rằng ờ giá trị thời gian lưu là 16 giờ cho hiệu suất xử lý cao (lên tới 88,2%), ở thời gian lưu 12 giờ cho hiệu suất xử lý là 83,6% và tiếp tục giảm thời gian lưu xuống còn 8 giờ thì hiệu suất xử lý giảm hẳn (~70%). Từ các kết quả thực nghiệm phần trên chúng tôi chọn thời gian lưu thích hợp cho quá trình xử lý là 12 giờ vì Ở thời gian lưu 16 giờ tuy cho hiệu suất xử lý cao nhưng theo tính toán nếu để nước lưu lại quá lâu sẽ không hiệu quả về mặt kinh tế.
Tải trọng thể tích là một thông số quan trọng, nó quyết định sức chịu tải của thiết bị. Nhìn vào đồ thị trên hình 5, chúng tôi nhận thấy rằng ở khoảng tải trọng (1-3 gCOD/l.ng) cho hiệu suất xử lý lên tới gần 95%, ở tải trọng 15 gCOD/l.ng cho hiệu suất xử lý ~82% (ứng với COD vào là 7500mg/l, COD ra ~1500mg/l), đối với tải trọng này thì chỉ số COD đầu ra có thể chấp nhận được đối với quá trình xử lý hiếu khí tiếp theo. Còn đối với việc xử lý ở tải trọng 18 - 20 gCOD/l.ng, hiệu suất xử lý giảm từ 75% xuống 60,4% (Giá trị COD đầu ra là ~2300 mg/l - 4000 mg/l).
Như vậy là sức tải của thiết bị UASB là cao đối với việc xử lý nước thải công nghiệp giấy.

KẾT LUẬN

Đã phân tích được thành phần các hợp chất trong dịch ngưng của công ty giấy Bãi bằng
Đã tiến hành nghiên cứu xử lý bằng công nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí và tìm ra được các điều kiện tối ưu cho qua trình xử lý: pH nằm trong khoảng 6,8 - 7,2, thời gian lưu là 12 giờ, tải trọng thể tích là 15gCOD/l.ng, hiệu suất xử lý đạt 80%.
Phương pháp này cho hiệu suất xử lý và hiệu quả kinh tế cao, có tính khả thi đối với các nhà máy giấy, tuy nhiên đây mới là bước xử lý đầu tiên, muốn xử lý nước thải một cách triệt để cần phải kết hợp một cách hợp lý phương pháp yếm khí với các phương pháp xử lý khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, Đặng Đức Trạch, Dương Đức Tiến. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học, Tập 1, NXB KH & KT, Hà nội 1992.
2. Alibhai, K. R. K and C. F Forster. An examination of the granulation process in UASB reacter. Environ. Technol. Lett., 7, 1986. p193 - p200.
3. Mc Carty, P. L. Anaerobic waste treatment fundamentals: Partl - Chemistry and microbiology. Public Works 1964. p107-p112.
4. Mc Carty, P. L. Anaerobic waste treatment fundamentals: Partl - Chemistry and microbiology. Public Works 1964. p107-p112.
5. Habets, L. H and J. H Knelissen. Application of UASB- reactor for anaerobic Treatment of paper and Board mill Effluent Procceding of EWPCA, Amsterdam 1996 . p 154 - p 160. .
6. Lettinga, G., Van Velsen, L., De Zeeuw, W., and S. W Hobma. The application of an aerobic digestion to industrial pollution treatment. In Anaerobic digestion. 1980, p167 - p186.
http://www.vinachem.com.vn/XBP\Vien_hoa\MT\bai3.htm
 
M

maimo

Guest
#8
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Nghiên cứu hiệu suất xử lý nước thải từ sản xuất bia bằng phương pháp kị khí

Ở Việt Nam, trong những năm qua, ngành sản xuất Bia đã phát triển rất mạnh và có đóng góp rất lớn cho ngân sách nhà nước, góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động. Tuy nhiên, cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải của các nhà máy bia chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy (chủ yếu là các hydratecarbon, protein và xelluloza). Theo kết quả nghiên cứu của thế giới, chỉ có phương pháp sinh học để xử lý loại nước thải này là tốt nhất. Trong xử lý sinh học có ba phương pháp chính: xử lý hiếu khí, xử lý kị khí, xử lý thiếu khí.
Phương pháp xử lý thiếu khí ít được quan tâm do thời gian xử lý kéo dài, chỉ thích hợp với những nơi có diện tích hồ ao rộng. Phương pháp xử lý hiếu khí được áp dụng nhiều hơn, chủ yếu là hiếu khí tăng cường (aeroten), có ưu điểm là hiệu suất xử lý cao, thời gian xử lý ngắn. Nhưng phương pháp xử lý hiếu khí tăng cường cũng có nhược điểm là: Kinh phí xử lý cao do phải dùng điện cho các máy bơm và máy thổi khí, không có khả năng xử lý nước thải bị ô nhiễm cao, và tạo ra lượng bùn thải lớn, tính ổn định của hệ thống thường không cao. Phương pháp xử lý kị khí được áp dụng khá rộng rãi, chủ yếu là phương pháp UASB và UASB cải tiến, có ưu điểm vượt trội so với phương pháp xử lý hiếu khí tăng cường là chi phí thấp, có khả năng xử lý được nước thải có mức độ ô nhiễm cao, tạo ít bùn thải. Trong bài này, chúng tôi tập trung đề cập đến một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chất lượng nước thải trong hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp đệm bùn kị khí dòng chảy ngược có chất mang (UASB cải tiến).
 
M

maimo

Guest
#9
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
I. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

1. Đối tượng:


Dùng nước thải thu gom được từ Xưởng sản xuất bia – Viện Công nghiệp thực phẩm. Bể chứa thải có dung tích 70 m3, xây ngầm dưới đất.

2. Phương pháp nghiên cứu:

- Xác định COD bằng phương pháp K2Cr2O7 (ISO 8245:1987 [E]); BOD5 thông qua DO (ISO 8245:1987 [E]); TS bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi; SS bằng phương pháp lọc qua giấy lọc và sấy khô đến trọng lượng không đổi; pH bằng máy đo pH Hanna.
II. Kết quả và bàn luận
1. Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải sản xuất bia
Đã tiến hành khảo sát mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất bia tại Xưởng thực nghiệm và chuyển giao công nghệ – Viện Công nghiệp Thực phẩm. Các mẫu được lấy tại các thời điểm khác nhau trong năm, các kết quả trong bảng 1 là các giá trị trung bình của các mẫu lấy theo từng ngày trong tháng và các mẫu này được lấy theo các tiêu chuẩn xác suất. (Bảng 1)
Kết quả trong bảng 1 cho thấy, mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất bia rất đặc trưng cho sản phẩm thời vụ. ở thời điểm tháng hai, mức độ ô nhiễm thấp nhất trong năm, điều này phù hợp với thực tế sản xuất, vì có thời gian nghỉ Tết Nguyên Đán và nghỉ bảo dưỡng hệ thống, đồng thời tại thời điểm này, thời gian lưu thủy lực cũng cao hơn, vi sinh vật kị khí sinh axít hoạt động làm pH giảm xuống. Thời điểm tháng sáu đến tháng tám, thời tiết mùa hè oi bức, nhu cầu tiêu thụ bia hơi tăng, dây chuyền sản xuất bia hoạt động với công suất cao nhất trong năm, nước thải hầu như không lưu trong bể chứa mà được xử lý ngay. Đây cũng là thời điểm nước thải có độ ô nhiễm cao nhất trong năm.
2. ảnh hưởng của độ pH đến quá trình xử lý nước thải
Trong xử lý kị khí, giá trị pH của môi trường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động, sinh sản và phát triển của vi sinh vật. Đối với từng nhóm, từng loài vi sinh vật, có một khoảng pH tối ưu. Trong xử lý kị khí sinh mê tan thì có 2 nhóm thực hiện: Nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình axít hóa làm cho giá trị pH môi trường giảm đi. Khi độ pH xuống thấp thì quá trình axít hóa chậm lại; nhóm thứ hai thực hiện quá trình mê tan hóa phát triển tốt ở giá trị pH gần trung tính hoặc trung tính. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH trong quá trình xử lý nước thải được thể hiện ở bảng 2.
Từ kết quả bảng 2 cho thấy, pH là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu suất của quá trình xử lý nước thải với pH=7, hiệu suất xử lý đạt giá trị cao nhất (88.3%). Hiệu suất xử lý thấp nhất khi pH=6 (63.8%). ở pH kiềm tính, vi sinh vật ít chịu ảnh hưởng hơn so với pH axít. ở giá trị pH axít, vi sinh vật hoạt động kém hiệu quả hơn do các vi sinh vật sinh axít bị ức chế mạnh hơn trong môi trường axít so với trong môi trường kiềm và ở giá trị kiềm nhẹ, nhóm vi khuẩn sinh mê tan cũng ít bị bị ảnh hưởng hơn so với ở giá trị pH axít.
 
M

maimo

Guest
#10
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
3. ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xử lý nước thải

Xử lý nước thải trong điều kiện kị khí do quần thể vi sinh vật hoạt động, mỗi chủng nhóm vi sinh vật sẽ sinh trưởng và phát triển tốt ở miền nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ tối ưu cho quần thể vi sinh vật sinh mê tan là khoảng 35-55oC, dưới 10oC, các chủng này hoạt động rất kém. Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xử lý được thực hiện trên hệ thống xử lý nước thải 25 m3/ngày đêm. Việc điều chỉnh chính xác nhiệt độ là rất khó khăn. Vì vậy, đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ theo 2 khoảng nhiệt độ đặc trưng cho hai mùa: mùa hè và mùa đông. Kết quả được thể hiện trong Bảng 3.
Kết quả trên cho thấy, về mùa hè với nhiệt độ cao, các vi sinh vật hoạt động mạnh hơn, do đó quá trình xử lý cũng tốt hơn. Về mùa đông, nhiệt độ giảm xuống thấp, các vi sinh vật bị ức chế hoạt động, do đó hiệu suất xử lý thấp (78.3%) hơn nhiều so với mùa hè (92.8%). Như vậy, trong hệ thống xử lý nước thải công suất lớn, có thể tận dụng khí CH4 để gia nhiệt dòng nước thải đầu vào, làm tăng nhiệt độ môi trường vào mùa đông, hiệu quả xử lý của hệ thống sẽ tốt hơn. Trong nhiều tài liệu đã công bố, ở trong khoảng nhiệt độ 40-55oC, hiệu quả xử lý sẽ cao hơn rất nhiều so với ở nhiệt độ thường.

4. ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đến quá trình xử lý nước thải

Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đến quá trình xử lý nước thải có ý nghĩa rất quan trọng nhằm xác định được khả năng xử lý của hệ thống. Kết quả nghiên cứu được thể hiện trong bảng 4
Các kết quả từ bảng 4 cho thấy, khi hàm lượng chất hữu cơ tăng cao thì hiệu suất xử lý cũng tăng theo. Đối với nước thải có độ ô nhiễm COD khoảng 7000-5000 mg/l thì hiệu suất xử lý đạt gần 90%, và hiệu suất xử lý giảm dần khi COD đầu vào giảm dần
.

5. ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực đến quá trình xử lý nước thải


Thời gian lưu thủy lực là một trong những yếu tố quan trọng quyết định tới hiệu suất xử lý của hệ thống. Nếu thời gian lưu thủy lực ngắn, hiệu suất xử lý sẽ thấp và ngược lại. Tuy nhiên, nếu kéo dài quá thời gian xử lý thì chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống sẽ lớn. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực đến hiệu suất xử lý nước thải được trình bày trong bảng 5.
Kết quả nghiên cứu trên cho thấy, thời gian xử lý càng lâu thì hiệu suất xử lý càng cao, kết quả này cũng phù hợp với báo cáo của Mefcaff. Theo đó, thời gian lưu thủy lực là khoảng 4-12 giờ tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm. Đối với hệ thống xử lý nước thải của chúng tôi thì thời gian lưu 6 giờ sẽ có hiệu suất xử lý đạt 90 %.
 
M

maimo

Guest
#11
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
6. ảnh hưởng của Cloramin B và nước Javen đến quá trình xử lý nước thải

Trong ngành chế biến thực phẩm nói chung và ngành sản xuất bia nói riêng, thường phải sử dụng một số chất sát trùng để vô trùng các dụng cụ, nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Trong sản xuất bia, thường dùng NaOH, Cloramin B và nước Javen để tẩy trùng. Đối với các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, các chất sát trùng có ảnh hưởng không tốt đến hoạt động của vi sinh vật và do đó làm giảm hiệu suất xử lý. Đề tài đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của Cloramin B và nước Javen đến hiệu suất xử lý của hệ thống.
Kết quả bảng 6 cho thấy, nồng độ Cloramin B tỉ lệ thuận với hiệu suất xử lý. Nồng độ Cloramin B từ 0.01 – 0.02 mg/l cho hiệu suất xử lý thấp, nhưng có thể chấp nhân được. Khi nồng độ tăng lên từ 0.03 – 0.04 mg/l thì hiệu suất giảm đi nhiều. Khi nồng độ Cloramin B tăng lên đến 0.05 mg/l thì hiệu suất không giảm mà còn tăng nhẹ các chỉ tiêu (kết quả không trình bày). Điều đó có thể giải thích là do khi nồng độ Cloramin B trong nước thải đạt 0.05 mg/l thì các vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải bị ức chế hoàn toàn, thối rữa tạo thành dạng keo trong nước làm cho COD và SS tăng lên. Như vậy để không ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống thì nồng độ Cloramin B không nên vượt quá 0.02 mg/l
Các kết quả trình bày trong bảng 7 cho thấy, Javen có tính sát trùng rất mạnh, mạnh hơn khoảng 10 lần so với Cloramin B. Do đó, để không ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý nước thải cần phải loại bỏ Javen ra khỏi hệ thống. Trong trường hợp không loại bỏ được hết thì nồng độ tối đa cho phép là 0.001 mg/l.
Trong thực tế, khi ứng dụng tại Công ty Cổ phần Thăng Long, đề tài đã kiến nghị cần tách dòng nước thải. Khi tiến hành vệ sinh toàn bộ khu vự sản xuất, chất bẩn được đưa về bể chứa nước thải. Khi sử dụng Javen để sát trùng lần cuối, nước thải được đưa thẳng vào hệ thống thoát nước của thành phố, không để chảy vào bể chứa nước thải của Công ty. Kết quả nghiên cứu đã chuyển giao công nghệ và ứng dụng tại Công ty Cổ phần Thăng Long từ năm 2002, cho đến nay, hệ thống vẫn hoạt động rất ổn định.

4. Kết luận

Nước thải của ngành sản xuất Bia gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, cần phải được xử lý trước khi thải ra môi trường. Có thể xử lý loại nước thải này bằng phương pháp sinh học, đặc biệt là phương pháp kị khí. Trong hệ thống UASB cải tiến (có chất mang), điều kiện tốt nhất cho hệ thống là độ pH =7, nhiệt độ từ 35-45oC, thời gian lưu 6 giờ, mức độ ô nhiễm càng cao thì hiệu suất xử lý càng cao, với COD = 7200 mg/l; BOD5 = 4500 mg/l; TS = 6000 mg/l; SS = 3170 mg/l thì hiệu suất có thể đạt 90%. Các chất sát trùng có ảnh hưởng mạnh tới hiệu suất xử lý của hệ thống, đặc biệt là Javen.
http://irv.moi.gov.vn/socuoithang/toancanhkhcn/2006/5/15745.ttvn
 
M

maimo

Guest
#12
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Tối ưu vẫn là phương pháp sinh học

Công trình khoa học “Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương pháp sinh học” do PGS.TS. Nguyễn Văn Việt chủ trì đã được trao giải Nhì sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam ( VIFOTEC). “Đề tài tưởng như không có gì mới mẻ, song công trình lại có tính hiệu quả tổng thể rất cao và tương đối hoàn thiện cho lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất bia. Với phương pháp xử lý sinh học có hiệu quả cao, đã được chuyển giao áp dụng ở nhiều nhà máy bia, đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật, giải quyết được ô nhiễm nước thải của các nhà máy bia hiện nay. Đề tài còn có ý nghĩa rất đáng trân trọng là do các nhà khoa học trong nước nghiên cứu làm ra, được đánh giá là tối ưu trong điều kiện của Việt Nam. Thành công đó thể hiện tinh thần phát huy “nội lực” trong thời kỳ CNH-HĐH đất nước...” Đó là trích một vài ý kiến đánh giá của Hội đồng khoa học về đề tài này.

Còn tôi - người thực hiện cuộc trao đổi ngắn gọn với PGS.TS. Nguyễn Văn Việt - Tổng giám đốc- Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội, xin trao đổi với anh một vài ý mà độc giả quan tâm từ đề tài khoa học được trao giải thưởng cao quý này.
- Thưa anh, anh và 4 cộng sự: Trần Đình Thanh, Nguyễn Văn Hách, Phạm Anh Tuấn, Vũ Đặng Trung Dũng, đã thực hiện đề tài trong một hoàn cảnh như thế nào?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Có thể nói là chúng tôi đã tìm ra một “nhánh” trong tổng thể của vấn đề xử lý chất thải làm ô nhiễm môi trường - Đó là nước thải của các nhà máy bia! Nói một cách khác là xử lý nước thải của nhà máy bia là một “nhánh” trong Chương trình giải quyết vấn đề nước thải ở Việt Nam.
Trước khi nói về nước thải nhà máy bia, tôi xin được đề cập tới những thành công của các Viện nghiên cứu, các tác giả, đã đưa ra mô hình xử lý nước thải có kết quả tốt như: Mô hình VABO (vườn - ao - chuồng - Biogas); mô hình “hồ sinh thái” của giáo sư Lâm Minh Triết; mô hình xử lý tổng hợp cho các làng nghề Hà Nội của TS. Trần Văn Nhị; chế phẩm BIOWC 96 và DW 97 của Nguyễn Văn Năm và Lại Thị Chí, v.v… rất đáng trân trọng.
 
M

maimo

Guest
#13
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Trở lại vấn đề nước thải nhà máy bia. Như bạn đọc đã nhận biết, ngành công nghiệp bia “bùng nổ” giống như xi măng, đường, sữa, sắt thép vậy. Nhưng mặt hàng bia có ưu thế là mùa nào cũng uống được, vui buồn cũng dùng được. Tầng lớp bình dân hay tầng lớp có thu nhập cao đều dùng, nó trở thành nhu cầu hằng ngày, trở thành tập quán, thành nét đẹp “văn hóa bia”. Cho nên có nhà xã hội học đã lấy chỉ số bia trên đầu người để nêu ra tiêu chí cuộc sống người dân khá giả hơn, cái đó đúng. Lấy ví dụ 1985 (khi mới mở cửa) sản lượng bia cả nước là 187 triệu lít. Năm 2000 đạt 727 triệu lít với 469 cơ sở sản xuất bia trong cả nước. Năm 2001 đạt gần 782 triệu lít, trong đó Tổng Công ty Rượu - Bia - Nước giải khát ( chưa tách thành 2 Tổng Công ty) đạt 313 triệu lít, đưa thị phần bia chiếm 40,6% thị phần cả nước, bình quân mỗi năm tăng 6%. Thực tế đó nói lên ngành bia phát triển tương đối ổn định và vững chắc. Đó là những con số “biết mỉm cười” nói nôm na là “cái được” của ngành bia.
Còn cái “chưa được”- đó là nguyên tắc thuận chiều khi sản xuất ra nhiều bia thì lượng nước thải ra cũng lắm. Bình quân hằng năm, với 469 cơ sở sản xuất đã thải ra một lượng nước nhiễm bẩn khoảng 8,5 - 13 triệu mét khối vào môi trường. Chỉ có một số doanh nghiệp mới thành lập có tiềm năng về tài chính như Bia Tiger, Bia Halida, Cocacola, Vedan, Crown, là có hệ thống xử lý nước thải đi vào hoạt động ngay từ ngày đầu thành lập. Còn lại phần lớn các nhà máy bia chưa có khả năng tài chính để đầu tư (bình quân một hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp VABS tân tiến nhất hiện nay là 3 - 4 triệu USD). Ngay cả hai tổng công ty bia lớn như Sài Gòn và Hà Nội đến nay vẫn chưa có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh.Với đặc tính nước thải nhà máy bia chứa nhiều chất hữu cơ chưa phân hủy, nếu không được xử lý thì gây nên hôi thối. Thực tế đã có nhiều “vụ việc” khiếu kiện của dân về vấn đề này. Thế thì ngành bia đang sản xuất trên đất Việt Nam, cho người Việt Nam, thì không thể phó mặc cho “thiên nhiên tự xử lý” môi trường. Bởi vậy mà Tổng công ty đặt vấn đề bảo vệ môi trường nằm trong tổng thể sản xuất kinh doanh của Tổng công ty. Từ bức xúc đó, từ 1996 tới nay, chúng tôi đã đầu tư nghiên cứu xử lý nước thải trong sản xuất bia và nay đã thành công!

Thưa anh, anh vừa nói hoàn cảnh ra đời của Đề tài trước một thực trạng hai mặt “niềm vui” và “nỗi lo” của các nhà máy bia. Các anh mất 5 năm triển khai nghiên cứu (1996 - 2000) mới thành công. Vậy thì phương pháp xử lý này, xin anh nêu vắn tắt cho bạn đọc hình dung?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Tính chất nước thải nhà máy bia chia thành hai loại. Loại 1, có tải lượng ô nhiễm rất cao (10.000 mg/l) bao gồm các khâu nấu, lọc, rửa tank lên men. Loại 2, bao gồm các khâu thanh trùng, rửa chai, rửa sàn vệ sinh, có tải lượng ô nhiễm nhỏ (200 - 300 mg/l).
Anh Việt ngừng nói và quay sang lấy tờ giấy trắng và cây bút. Anh vẽ lên mặt giấy sơ đồ cho dễ hình dung:
- Đầu tiên phải xử lý dòng nước loại 1 để loại bỏ cặn và dầu. Sau đó hòa lẫn dòng nước loại 1 và loại 2 ở bể cân bằng. Tiếp theo đưa qua bể khuấy. Và ở đây, tải lượng nước thải ô nhiễm rất cao, được hiệu chỉnh pH và bổ sung thêm các chế phẩm xúc tác cho quá trình kỵ khí. Nước thải từ bể khuấy được đưa sang bể kỵ khí và phần lớn các chất hữu cơ được phân hủy. Nước thải lại được đưa sang bể kỵ khí UASB chỉ còn 20 - 30% các chất hữu cơ chưa bị phân hủy và tiếp tục đưa sang tháp sinh học để phân hủy tiếp. Tháp sinh học được xếp theo hệ thống các chất mang thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Sau khi qua tháp sinh học thì 10% chất hữu cơ bị phân hủy và còn lại trên dưới 10% không thể bị phân hủy kỵ khí thì chuyển sang bể phân hủy hiếu khí. Sau quá trình hiếu khí, nước thải sẽ đạt tiêu chuẩn loại B (theo TCVN-5945/1995) và thải ra môi trường, lượng COD < 100 mg/l. Đúng như nhận xét của Hội đồng khoa học đã nói ở trên.
- Thưa anh, so sánh với công nghệ các nước giàu thì khập khiễng. Nhưng chí ít trong hoàn cảnh đất nước còn khó khăn, lại tự lực cánh sinh, thế thì phương pháp xử lý của các anh cứ coi đó là “mặt hàng công nghệ Việt Nam” có ưu điểm gì? Những cơ sở sản xuất nào đã “mua” công nghệ này?
 
M

maimo

Guest
#14
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Công trình khoa học “Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương pháp sinh học” do PGS.TS. Nguyễn Văn Việt chủ trì đã được trao giải Nhì sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam ( VIFOTEC). “Đề tài tưởng như không có gì mới mẻ, song công trình lại có tính hiệu quả tổng thể rất cao và tương đối hoàn thiện cho lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất bia. Với phương pháp xử lý sinh học có hiệu quả cao, đã được chuyển giao áp dụng ở nhiều nhà máy bia, đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật, giải quyết được ô nhiễm nước thải của các nhà máy bia hiện nay. Đề tài còn có ý nghĩa rất đáng trân trọng là do các nhà khoa học trong nước nghiên cứu làm ra, được đánh giá là tối ưu trong điều kiện của Việt Nam. Thành công đó thể hiện tinh thần phát huy “nội lực” trong thời kỳ CNH-HĐH đất nước...” Đó là trích một vài ý kiến đánh giá của Hội đồng khoa học về đề tài này.

Còn tôi - người thực hiện cuộc trao đổi ngắn gọn với PGS.TS. Nguyễn Văn Việt - Tổng giám đốc- Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội, xin trao đổi với anh một vài ý mà độc giả quan tâm từ đề tài khoa học được trao giải thưởng cao quý này.
- Thưa anh, anh và 4 cộng sự: Trần Đình Thanh, Nguyễn Văn Hách, Phạm Anh Tuấn, Vũ Đặng Trung Dũng, đã thực hiện đề tài trong một hoàn cảnh như thế nào?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Có thể nói là chúng tôi đã tìm ra một “nhánh” trong tổng thể của vấn đề xử lý chất thải làm ô nhiễm môi trường - Đó là nước thải của các nhà máy bia! Nói một cách khác là xử lý nước thải của nhà máy bia là một “nhánh” trong Chương trình giải quyết vấn đề nước thải ở Việt Nam.
Trước khi nói về nước thải nhà máy bia, tôi xin được đề cập tới những thành công của các Viện nghiên cứu, các tác giả, đã đưa ra mô hình xử lý nước thải có kết quả tốt như: Mô hình VABO (vườn - ao - chuồng - Biogas); mô hình “hồ sinh thái” của giáo sư Lâm Minh Triết; mô hình xử lý tổng hợp cho các làng nghề Hà Nội của TS. Trần Văn Nhị; chế phẩm BIOWC 96 và DW 97 của Nguyễn Văn Năm và Lại Thị Chí, v.v… rất đáng trân trọng.
Trở lại vấn đề nước thải nhà máy bia. Như bạn đọc đã nhận biết, ngành công nghiệp bia “bùng nổ” giống như xi măng, đường, sữa, sắt thép vậy. Nhưng mặt hàng bia có ưu thế là mùa nào cũng uống được, vui buồn cũng dùng được. Tầng lớp bình dân hay tầng lớp có thu nhập cao đều dùng, nó trở thành nhu cầu hằng ngày, trở thành tập quán, thành nét đẹp “văn hóa bia”. Cho nên có nhà xã hội học đã lấy chỉ số bia trên đầu người để nêu ra tiêu chí cuộc sống người dân khá giả hơn, cái đó đúng. Lấy ví dụ 1985 (khi mới mở cửa) sản lượng bia cả nước là 187 triệu lít. Năm 2000 đạt 727 triệu lít với 469 cơ sở sản xuất bia trong cả nước. Năm 2001 đạt gần 782 triệu lít, trong đó Tổng Công ty Rượu - Bia - Nước giải khát ( chưa tách thành 2 Tổng Công ty) đạt 313 triệu lít, đưa thị phần bia chiếm 40,6% thị phần cả nước, bình quân mỗi năm tăng 6%. Thực tế đó nói lên ngành bia phát triển tương đối ổn định và vững chắc. Đó là những con số “biết mỉm cười” nói nôm na là “cái được” của ngành bia.
Còn cái “chưa được”- đó là nguyên tắc thuận chiều khi sản xuất ra nhiều bia thì lượng nước thải ra cũng lắm. Bình quân hằng năm, với 469 cơ sở sản xuất đã thải ra một lượng nước nhiễm bẩn khoảng 8,5 - 13 triệu mét khối vào môi trường. Chỉ có một số doanh nghiệp mới thành lập có tiềm năng về tài chính như Bia Tiger, Bia Halida, Cocacola, Vedan, Crown, là có hệ thống xử lý nước thải đi vào hoạt động ngay từ ngày đầu thành lập. Còn lại phần lớn các nhà máy bia chưa có khả năng tài chính để đầu tư (bình quân một hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp VABS tân tiến nhất hiện nay là 3 - 4 triệu USD). Ngay cả hai tổng công ty bia lớn như Sài Gòn và Hà Nội đến nay vẫn chưa có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh.Với đặc tính nước thải nhà máy bia chứa nhiều chất hữu cơ chưa phân hủy, nếu không được xử lý thì gây nên hôi thối. Thực tế đã có nhiều “vụ việc” khiếu kiện của dân về vấn đề này. Thế thì ngành bia đang sản xuất trên đất Việt Nam, cho người Việt Nam, thì không thể phó mặc cho “thiên nhiên tự xử lý” môi trường. Bởi vậy mà Tổng công ty đặt vấn đề bảo vệ môi trường nằm trong tổng thể sản xuất kinh doanh của Tổng công ty. Từ bức xúc đó, từ 1996 tới nay, chúng tôi đã đầu tư nghiên cứu xử lý nước thải trong sản xuất bia và nay đã thành công!
- Thưa anh, anh vừa nói hoàn cảnh ra đời của Đề tài trước một thực trạng hai mặt “niềm vui” và “nỗi lo” của các nhà máy bia. Các anh mất 5 năm triển khai nghiên cứu (1996 - 2000) mới thành công. Vậy thì phương pháp xử lý này, xin anh nêu vắn tắt cho bạn đọc hình dung?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Tính chất nước thải nhà máy bia chia thành hai loại. Loại 1, có tải lượng ô nhiễm rất cao (10.000 mg/l) bao gồm các khâu nấu, lọc, rửa tank lên men. Loại 2, bao gồm các khâu thanh trùng, rửa chai, rửa sàn vệ sinh, có tải lượng ô nhiễm nhỏ (200 - 300 mg/l).
Anh Việt ngừng nói và quay sang lấy tờ giấy trắng và cây bút. Anh vẽ lên mặt giấy sơ đồ cho dễ hình dung:
- Đầu tiên phải xử lý dòng nước loại 1 để loại bỏ cặn và dầu. Sau đó hòa lẫn dòng nước loại 1 và loại 2 ở bể cân bằng. Tiếp theo đưa qua bể khuấy. Và ở đây, tải lượng nước thải ô nhiễm rất cao, được hiệu chỉnh pH và bổ sung thêm các chế phẩm xúc tác cho quá trình kỵ khí. Nước thải từ bể khuấy được đưa sang bể kỵ khí và phần lớn các chất hữu cơ được phân hủy. Nước thải lại được đưa sang bể kỵ khí UASB chỉ còn 20 - 30% các chất hữu cơ chưa bị phân hủy và tiếp tục đưa sang tháp sinh học để phân hủy tiếp. Tháp sinh học được xếp theo hệ thống các chất mang thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Sau khi qua tháp sinh học thì 10% chất hữu cơ bị phân hủy và còn lại trên dưới 10% không thể bị phân hủy kỵ khí thì chuyển sang bể phân hủy hiếu khí. Sau quá trình hiếu khí, nước thải sẽ đạt tiêu chuẩn loại B (theo TCVN-5945/1995) và thải ra môi trường, lượng COD < 100 mg/l. Đúng như nhận xét của Hội đồng khoa học đã nói ở trên.
- Thưa anh, so sánh với công nghệ các nước giàu thì khập khiễng. Nhưng chí ít trong hoàn cảnh đất nước còn khó khăn, lại tự lực cánh sinh, thế thì phương pháp xử lý của các anh cứ coi đó là “mặt hàng công nghệ Việt Nam” có ưu điểm gì? Những cơ sở sản xuất nào đã “mua” công nghệ này?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Có 6 ưu điểm sau, đầu tư ban đầu thấp, tốn ít diện tích cho khu xử lý, chi phí giá thành thấp, công nghệ đơn giản dễ vận hành, xử lý nước thải có độ ô nhiễm cao, phù hợp với khí hậu nhiệt đới.
Còn hiện nay đã có 4 cơ sở đang sử dụng công nghệ này: Bia Hà Tây (15 triệu lít), Bia Hải Dương (10 triệu lít), Bia Phú Yên(10 triệu lít), Bia Heineiken(30 triệu lít), Bia Thanh Hoá (50 triệu lít) Hải Phòng (30 triệu lít).
- Thưa anh, qua cuộc trao đổi này, một vấn đề đặt ra cần đầu tư nghiên cứu tiếp của Đề tài này là điều cốt yếu nằm ở hệ vi sinh vật trong xử lý kỵ khí. Với tư cách là chủ nhiệm, anh có ý kiến gì không?
PGS.TS. Nguyễn Văn Việt: Nhóm chúng tôi chỉ có một ý kiến duy nhất là đề nghị các cơ quan chức năng và Viện Nghiên cứu Rượu - Bia - Nước giải khát đầu tư để chúng tôi nghiên cứu sâu hơn về hệ vi sinh vật xử lý kỵ khí, với sự hợp tác của đông đảo các nhà khoa học, chắc chắn công nghệ Việt Nam trở thành hàng hóa đích thực, phục vụ cho sự nghiệp CNH - HĐH đất nước một cách hữu hiệu.
Tôi có vài suy nghĩ về anh, một người kết hợp được hai tố chất là nhà khoa học và nhà quản lý. Bởi vì trong số 16 Tổng Công ty trực thuộc Bộ Công nghiệp, anh Việt thuộc vào số rất ít “Tổng giám đốc” vừa có học vị vừa có học hàm. Anh đã chủ trì 20 đề tài, dự án KHCN (chỉ tính từ 1983 tới 2005) nhiều công trình khoa học đựơc áp dụng vào đời sống sản xuất, đem lại hiệu quả thiết thực. Anh đã đăng tải 51 bài báo khoa học trên các tạp chí, phần nhiều là các tạp chí khoa học nước ngoài (MBAA Tech Quarterly, Uneco/ixco Regional network for mirobiology end biotechnology.v.v…) Anh trực tiếp tham gia giảng dạy 222 giờ học và hướng dẫn 3 thạc sĩ, 2 nghiên cứu sinh chuyên ngành thực phẩm, công nghệ lên men và rượu bia nước giải khát. Kết hợp với trường Đại học Bách khoa và Đại học Tổng hợp Hà Nội, Đại học Nông nghiệp, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam về đào tạo và nghiên cứu khoa học. Duyên nợ với nghề công nghệ thực phẩm từ năm 1966, khi anh được sang học tập tại Đại học Lômônôxốp (Liên Xô) và năm 1982 anh bảo vệ thành công luận án tiến sĩ tại ngôi trường danh tiếng này. Viện Công nghệ thực phẩm cũng là nơi anh đã gắn trọn cả cuộc đời làm khoa học. Đã gần chục năm tôi mới gặp lại anh, kể từ những năm đầu thập kỷ 90, khi đó tôi đến làm việc với Viện Công nghệ thực phẩm (nơi anh công tác lúc đó). Nhớ mãi lúc chia tay, anh mở bia hoa quả (gọi nôm na) do Phòng vi sinh nuôi cấy men trực tiếp lên dứa quả, uống tươi, cũng la đà, chếnh choáng...


http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=14990
 
M

maimo

Guest
#15
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Methods for UASB Reactor Design

Anaerobic Processes in the UASB Reactor
There are 4 phases of anaerobic digestion in an UASB reactor
• Hydrolysis, where enzymes excreted by fermentative bacteria convert complex, heavy, un-dissolved materials (proteins, carbohydrates, fats) into less complex, lighter, materials (amino acids, sugars, alcohols...).
• Acidogenesis, where dissolved compounds are converted into simple compounds, (volatile fatty-acids, alcohols, lactic acid, CO2, H2, NH3, H2S ) and new cell-matter.
• Acetogenesis, where digestion products are converted into acetate, H2, CO2 and new cell-matter.
• Methanogenesis, where acetate, hydrogen plus carbonate, formate or methanol are converted into CH4, CO2 and new cell-matter.

Specifics of the UASB Reactor
When comparing with other anaerobic reactors, we conclude that the differences as well as the specifics of an UASB are existence of granules sludge and internal three-phase GSL device (gas/sludge/liquid separator system)
Granules sludge: In an UASB reactor, anaerobic sludge has or acquires good sedimentation properties, and is mechanically mixed by the up-flow forces of the incoming wastewater and the gas bubbles being generated in the reactor. For that reason mechanical mixing can be omitted from an UASB reactor thus reducing capital and maintenance costs. This mixing process also encourages the formation of sludge granules.
Figure 2. Shape and size of granules sludge

The sludge granules have many advantages over conventional sludge flocs:
• Dense compact bio-film
• High settle-ability (30-80 m/h)
• High mechanical strength
• Balanced microbial community
• Syntrophic partners closely associated
• High methanogenic activity (0.5 to 2.0 g COD/g VSS.d)
• Resistance to toxic shock
 
Sửa lần cuối bởi điều hành viên:
M

maimo

Guest
#16
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Internal three-phase GSL device: Installed at the top of the tank, the GSL device constitutes an essential part of an UASB reactor with following functions:
• To collect, separate and discharge the biogas formed.
• To reduce liquid turbulences, resulting from the gas production, in the settling compartment.
• To allow sludge particles to separate by sedimentation, flocculation or entrapment in the sludge blanket.
• To limit expansion of the sludge bed in the digester compartment.
• To reduce or prevent the carry-over of sludge particles from the system.

UASB Design

In general, there are two ways to design an UASB reactor

1. If input COD: 5,000 - 15,000 mg/l or more, the design method should be used based on Organic Loading rate, (OLR)
2. If input COD < 5000 mg/l, the design method should be calculated based on velocity.
Calculation UASB Tank Base on OLR
If input COD: 5,000 - 15,000 mg/l
with Organic loading rate ORL: 4 - 12 kg COD/m3.d
and Hydraulic retention time HRT: 4 - 12 h
COD treatment efficiency: E = (CODinput – CODoutput)/CODinput
In Calculation, Percent of COD removal is 75 - 85 %
Organic loading rate ORL = Q (CODinput – CODoutput) * 103
Volume of tank W = C * Q / OLR = (kg COD/m3 * m3/h) / (kg COD/m3.h)
C: concentration of COD in wastewater
Q: flow rate of wastewater
H (m) the height of tank can be calculated by: H = HS + HSe
The height of sludge layer Hs is: Hs = V * HRT
where Hs: the height of sludge layer area (main reactor)
and Hse: the height of sedimentation area
Where V = Velocity of flow 0.6 to 0.9 m/h
HRT = Hydraulic retention time (h)
 
Sửa lần cuối bởi điều hành viên:
M

maimo

Guest
#17
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
In general, the height of sludge layer will be chosen in Table 1:
Table 1. Sludge Layer Height Selection
COD input Sludge layer height
< 3000 mg/l 3 – 5 m
> 3000 mg/l 5 – 7 m
Note: Sludge layer is longer than sludge bed layer
The height of setting area HSe ≥ 1.2 m and
The area surface of an UASB tank (m2): A = HRT * Q / H
Figure 3. A typical model of an UASB design
Calculating an UASB Tank Based on Velocity
When input COD < 5,000 mg/l, using the method base on ORL is not effective in operation process because the granular sludge will be hardly formed. Therefore, the design criteria must be:
• Up-flow velocity V Ј 0,5 m/h.
• Hydraulic retention time HRT і 4 h
• Chosen in table 1, the height of sludge is Hs = 3 – 5 m
• The height of setting area HSe і 1.2 m
The volume of the UASB reactor: W = Q x HRT
The area of the UASB reactor: A = V / Q
 
M

maimo

Guest
#18
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
GSL Separator Design
Slope of the separator bottom from 45 – 60o
Free surface in the aperture between the gas collectors: 15 – 20% of reactor area.
Height of separator from 1.5 – 2 m
The baffles to be installed beneath the gas domes should overlap the edge of the domes over a distance from 10 – 20 cm


Construct material: In the anaerobic conditions of an UASB reactor, there is a risk of corrosion in two main situations:
• Some H2S gas can pass the GSL separator and accumulate above the water level in the top of the reactor. This will be oxidized to sulphate by oxygen in the air to form Sulphuric Acid that will in turn cause corrosion of both concrete and steel.
• Below the water level: Calcium Oxide, (CaO), in concrete can be dissolve with by Carbon Dioxide, (CO2), in the liquid in low pH conditions.
To avoid these problems, the material used to construct the UASB reactor should be corrosion resistant, such as stainless steel or plastics, or be provided with proper surface coatings, (e.g. coated concrete rather than coated steel, plastic covered with impregnated hardwood for the settler, plastic fortified plywood, etc).

Operation


Operation criteria: The optimum pH range is from 6.6 to 7.6 The wastewater temperatures should not be < 5 °C because low temperatures can impede the hydrolysis rate of phase 1 and the activity of methanogenic bacteria. Therefore in winter season, methane gas may be needed to heat the wastewater to be treated in the reactor.
Always maintain the ratio of COD : N : P = 350 : 5 : 1 If there is a deficiency of some of these nutrients in the wastewater nutrient addition must be made to sustain the micro-organisms. Chemicals that are frequently used to add nutrients (N, P) are NH4H2PO4, KH2PO4, (NH4)2CO3...

Suspended solid (SS) can affect the anaerobic process in many ways:
• Formation of scum layers and foaming due to the presence of insoluble components with floating properties, like fats and lipids.
• Retarding or even completely obstructing the formation of sludge granules.
• Entrapment of granular sludge in a layer of adsorbed insoluble matter and sometimes also falling apart (disintegration) of granular sludge.
• A sudden and almost complete wash-out of the sludge present in reactor
• Decline of the overall methanogenic activity of the sludge due to accumulation of SS

Therefore, the SS concentration in the feed to the reactor should not exceed 500 mg/l In phase 2 and 3 the pH will be reduced and the buffer capacity of wastewater may have to be increased to provide alkalinity of 1000 – 5000 mg/l CaCO3
Start-up: An UASB reactor requires a long time for start-up, e.g. from 2 – 3 weeks in good conditions (t > 20oC) and sometimes the start-up can take up to 3 – 4 months. In start-up process, hydraulic loading must be Ј 50% of the design hydraulic loading.
The start-up of the UASB reactor can be considered to bbe complete once a satisfactory performance of the system has been reached at its design load.
 
Top