Công nghệ xử lý nước thải bánh kẹo

1.      ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BÁNH KẸO

Nước thải sản xuất bánh kẹo có nồng độ ô nhiễm khá cao, chủ yếu là các chất hữu cơ, cặn lơ lững và các hạt chất lỏng (dầu, mỡ). Hàm lượng N và P trong nước thải gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải, làm thiếu oxy trong nước, ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật, xảy ra quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ trong nước, gây mùi hôi thối. Các chất lơ lững trong nước gây độ đục cho nguồn nước tiếp nhận. Các chất béo tạo lớp váng trên mặt nước, gây thiếu oxy trong nước gây mùi khó chịu. Ngoài ra nước thải còn chứa một số chất tẩy rửa từ quá trình vệ sinh nhà, máy móc, thiết bị… Nồng độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải bánh kẹo thể hiện cụ thể ở bảng sau.

Bảng chất lượng nước thải bánh kẹo

2.  THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Nước thải phát sinh từ khu vực sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng chảy vào hố thu của trạm xử lý. Tại đây, để bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô được lắp đặt trong hố thu để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó nước thải được bơm lên bể điều hòa.

Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào. Nước thải từ bể điều hòa được bơm sang bể tuyển nổi.

Tại đây, pH được điều chỉnh thích hợp và sục khí với áp suất và lưu lượng thích hợp tạo điều kiện tối ưu tuyển nổi. Các chất lơ lửng và dầu mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt nước thải dưới tác dụng nâng của bọt khí (thường là không khí) vào pha lỏng, các bọt khí đó đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Chất nổi được vớt bằng hệ thống gạt bùn và đưa về bể gom bùn.

 Nước từ bể tuyển nổi được bơm lên bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO₂, CH₄, H₂S, NH₃…), theo phản ứng sau :

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí  -->  CO₂ + CH₄ + H₂S + Sinh khối mới + …

Sau bể UASB nước thải được dẫn qua cụm bể anoxic và aerotank. Bể anoxic kết hợp aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH₄⁺ và khử NO₃^-  thành N₂, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO₃^-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH₄⁺ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO₃^-.

Nước sau cụm bể anoxic – aerotank tự chảy vào bể lắng. Bùn được giữ lại ở đáy bể lắng. Một phần được tuần hoàn lại bể anoxic, aerotank và một phần bùn dư được đưa đến bể chứa bùn. Phần nước trong được châm hóa chất khử trùng trước khi xả thải ra ngoài môi trường.

Xem thêm »

Xử lý nước thải y tế bằng công nghệ màng MBR

I. Đặc trưng nước thải y tế của các cơ sở khám chữa bệnh

Nước thải từ phòng khám: dịch, máu, các loại hóa chất dùng xét nghiệm, khử trùng, tẩy rửa, các loại vaccin, dầu mỡ động thực vật, các phế phẩm thuốc, dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh, các kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh,… nên cần phải xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường.

- Đây là loại nước thải có nhiều chất hữu cơ và các vi trùng gây bệnh

- Nồng độ BOD₅, COD trong nước thải không cao, rất thích hợp cho quá trình xử lý sinh học kết hợp với màng lọc MBR.

Bảng 1.1. Thông số đặc trưng nước thải của phòng khám đa khoa

STT	Chỉ tiêu	Đơn vị	Giá trị	QCVN 28:2010 cột A
1	pH	-	4-10	6,5-8,5
2	COD	mg/L	512	50
3	BOD5	mg/L	362	30
4	TSS	mg/L	150	50
5	NO3	mg/L	51	30
6	PO4	mg/L	14	6
7	Clo dư	mg/L	2	-
8	Coliform	MPN/100 ml	106	3.000

Với thành phần nước thải như trên, Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Nhiệt đới đưa ra quy trình công nghệ xử lý sinh học kết hợp với màng MBR (Membrane Bio Reactor) có thể loại bỏ các chất ô nhiễm và các vi sinh vật rất triệt để nên hiện nay được xem là công nghệ triển vọng nhất để xử lý nước thải.

II. Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý

- Nước thải phát sinh hàng ngày theo mạng lưới thu gom qua song chắn rác (SCR) để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải trước khi vào bể gom để loại bỏ các tạp chất nổi và lắng bớt một phần cặn lắng.

- Nước thải từ bể gom được bơm sang bể xử lý hợp khối theo chiều từ trên xuống. Bể hợp khối được thiết kế tổ hợp 2 ngăn: ngăn yếm khí, ngăn hiếu khí kết hợp với màng lọc MBR.

- Tại ngăn yếm khí: nhờ hoạt động của các vi sinh vật yếm khí sẽ tiếp tục hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành hỗn hợp khí CH₄, CO₂, N₂, H₂… qua 3 giai đoạn như sau:

+ Giai đoạn 1 (thủy phân): Căt mạch các hợp chất cao phân tử thành các chất hữu cơ đơn giản như monosacarit, amono axit hoặc các muối pivurat khác.

+ Giai đoạn 2 (Acid hóa): Chuyển hóa các chất hữu cơ đơn giản thành các loại axit hữu cơ thông thường như axit axetic hoặc glixerin, axetat, …

CH₃CH₂COOH + 2H₂O --> CH₃COOH + CO₂ + 3H₂

CH₃CH₂ CH₂COOH + 2H₂O --> 2CH₃COOH + 2H₂

+ Giai đoạn 3 (Acetate hóa): Giai đoạn này chủ yếu dùng vi khuẩn lên men meetan như Methanosarcina và Methanothrix để chuyển hóa axit axetic và hydro thành CH₄ và CO₂.

CH₃COOH --> CO₂ + CH₄

CH₃COO^- + H₂O  --> CH₄ + HCO₃^-

HCO₃^- + 4H₂  --> CH₄ + OH^- + 2H₂O

- Sau đó nước thải tự chảy sang ngăn xử lý hiếu khí kết hợp với màng lọc MBR. Tại đáy ngăn có lắp hệ thống phân phối khí nhằm cấp khí vào bể với mục đích:

(1) 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^-;

(2) Xáo trộn đều nước thải tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý;

(3) Giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm;

(4) Tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật. Các quá trình sinh hóa trong ngăn xử lý hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau:

Oxy hóa và tổng hợp:

COHNS (chất hữu cơ) + O₂ + Chất dinh dưỡng + VK 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

Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành CO₂ và H₂O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa NH₃ thành NO₂^- và cuối cùng là NO₃^-.

Vi khuẩn Nitrisomonas:

2NH₄⁺ + 3 O₂  à  2NO₂^- + 4H⁺ + 2H₂O

Vi khuẩn Nitrobacter:

2NO₂^- + O₂   à   2NO₃^-

Tổng hợp hai phương trình trên:

NH₄⁺ + 2O₂   à   NO₃^- + 2H⁺ + H₂O

Nước thải sau khi phân hủy hiếu khí được xử lý tiếp qua màng lọc MBR, màng được cấu tạo từ chất Polypropylen có kích thước lỗ màng nhỏ cỡ từ 0,01-0,2 mm, chỉ cho các phân tử nước đi qua, còn những tạp chất rắn, hữu cơ, vô cơ,.... sẽ được giữ lại trên bề mặt màng. Nước sạch sẽ theo hệ thống ống xả ra ngoài môi trường nhờ hệ thống bơm hút. Khi áp suất chân không vượt quá 50 Kpa so với bình thường (10-30 kpa) thì bơm hút sẽ tự động ngắt để bơm rửa ngược hoạt động, khi đó màng bị rung làm cho các chất cặn rơi xuống đáy. Phần bùn cặn dư sẽ được bơm hút về ngăn xử lý yếm khí.

            Ưu điểm của màng lọc MBR:

- Với kích thước lỗ màng là 0,01- 0,2 µm, màng MBR có thể tách các chất rắn lơ lửng, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn hơn. Do đó, quá trình MBR không cẩn phải xây thêm bể lắng bùn sinh học và bể khử trùng phía sau, giảm được chi phí xây dựng và thiết bị, giảm chi phí vận hành.

- Thời gian lưu nước ngắn 3 -5 giờ, so với công nghệ bùn hoạt tính thông thường ( >6 giờ), do đó giảm được diện tích cần thiết.

- Nồng độ vi sinh trong bể cao và thời gian lưu bùn dài nên khối lượng bùn dư sinh ra ít, do đó giảm chi phí xử lý, thải bỏ bùn. Ngoài ra, do nồng độ bùn trong bể cao nên sẽ làm giảm khả năng nổi bùn, tăng hiệu quả của xử lý của bùn hoạt tính.

- Chất lượng nước sau màng MBR đạt tiêu chuẩn môi trường về các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh.

- Quá trình vận hành đơn giản và dễ dàng hơn so với quá trình thông thường, MBR có thể điều chỉnh hoàn toàn tự động trong quá trình vận hành.

Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải do công ty TNHH Công nghệ Môi trường Nhiệt đới thiết kế:

- Vật liệu vỏ bên ngoài bằng Innox 304, dày 1,5mm, bền đẹp, thẩm mỹ, không choáng diện tích.

- Kích thước của bể xử lý nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và phù hợp với tất cả các phòng khám có diện tích nhỏ.

- Thiết kế theo modul, dễ dàng di chuyển mỗi khi phòng khám thay đổi địa điểm.

- Hoàn toàn kín khít, không thấm, không rò rỉ, không gây mùi, không bị ăn mòn, có độ bền theo thời gian.

- Giá thành hợp lý (rẻ hơn so với các bể xử lý nước thải nhập ngoại với tính năng và chất lượng tương đương).

- Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường theo QCVN 28:2010/BTNMT

- Vận hành đơn giản, tự động, bảo trì bảo dưỡng dễ dàng.

Xem thêm »