Ảnh hưởng của chỉ số hỗn hợp chất rắn lơ lửng (MLSS) đến hiệu suất xử lý nước thải sản xuất bia bằng công nghệ Unitank

Nghiên cứu "Ảnh hưởng của chỉ số hỗn hợp chất rắn lơ lửng (MLSS) đến hiệu suất xử lý nước thải sản xuất bia bằng công nghệ Unitank" nhằm đánh giá hiệu quả loại bỏ những thành phần ô nhiễm trong nước thải nhà máy bia bằng công nghệ Unitank. Bể phản ứng Unitank thể tích 36,6l được sử dụng để thực hiện nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm. Thí nghiệm định hướng với thời gian lưu nước 8 giờ, chu kỳ hoạt động 2 giờ 40 phút, MLSS từ 6.000-6.500 mg/L, nước thải sau khi xử lý còn các thông số BOD5 và COD không đạt ngưỡng xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của chỉ số hỗn hợp chất rắn lơ lửng (MLSS) đến hiệu suất xử lý nước thải sản xuất bia bằng công nghệ Unitank 645 ẢNH HƢỞNG CỦA CHỈ SỐ HỖN HỢP CHẤT RẮN LƠ LỬNG (MLSS) ĐẾN HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT BIA BẰNG CÔNG NGHỆ UNITANK Phan Thanh Thuận*, Huỳnh Long Toản, Nguyễn Võ Châu Ngân Trường Đại học Cần Thơ TÓM TẮT Nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả loại bỏ những thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải nhà máy bia bằng công nghệ Unitank. Bể phản ứng Unitank thể tích 36,6l đƣợc sử dụng để thực hiện nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm. Thí nghiệm định hƣớng với thời gian lƣu nƣớc 8 giờ, chu kỳ hoạt động 2 giờ 40 phút, MLSS từ 6.000-6.500 mg/L, nƣớc thải sau khi xử lý còn các thông số BOD5 và COD không đạt ngƣỡng xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT. Thí nghiệm chính thức 1 nâng thời gian lƣu nƣớc lên 10 giờ, giữ nguyên chu kỳ hoạt động 2 giờ 40 phút, giá trị MLSS từ 6.000 - 6.500mg/L, nƣớc thải sau xử lý có các thông số SS, BOD5, TP đạt cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT với hiệu suất lần lƣợt 93,64%, 99%, 84,76%; COD là 94,49% đạt cột B. Tiếp tục thí nghiệm chính thức 2, nhƣng giảm giá trị MLSS còn 4.000 - 4.500mg/L, nƣớc thải sau xử lý có các thông số BOD5 và COD chƣa đạt ngƣỡng xả thải của QCVN 40:2011/BTNMT (cột A), thông số SS, TP đạt cột A. Kết quả thí nghiệm với thời gian lƣu 10 giờ, giá trị MLSS từ 6.000 - 6.500mg/L, nƣớc thải sau xử lý vẫn còn thông số COD chƣa đạt QCVN cột A, do đó cần thực hiện thêm các nghiên cứu về thời gian lƣu nƣớc để khẳng định tính hiệu quả của việc áp dụng công nghệ Unitank trong xử lý nƣớc thải nhà máy bia. Từ khóa: Công nghệ Unitank, nước thải nhà máy bia, xử lý nước thải. 1. Đặt vấn đề Khi đời sống kinh tế phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia của con ngƣời ngày càng tăng cao, thậm chí bia trở thành loại nƣớc giải khát không thể thiếu ở nhiều nền văn hóa trên thế giới. Bia là một loại nƣớc giải khát có nguồn gốc lâu đời, giá trị dinh dƣỡng cao và độ cồn tƣơng đối thấp. Uống bia với một lƣợng thích hợp có lợi cho sức khỏe, dễ tiêu hóa (Nguyễn Hải Đăng, 2017). Tuy nhiên, các hoạt động sản xuất của ngành bia không tránh khỏi những tác động đến môi trƣờng xung quanh do việc phát sinh các nguồn thải gây ô nhiễm môi trƣờng. Nƣớc thải nhà máy bia có hàm lƣợng oxy hòa tan DO rất thấp, nhƣng hàm lƣợng chất hữu cơ rất cao thông qua nhu cầu oxy sinh học BOD5 đạt 310-1.400mg/L, nhu cầu oxy hóa học COD từ 900-2.400mg/L (Huỳnh Cẩm Nhƣ và Nguyễn Thị Chen, 2012) vƣợt quá quy chuẩn xả thải nhiều lần. Nếu không đƣợc xử lý phù hợp mà xả thải ra môi trƣờng sẽ gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến nguồn tiếp nhận. Đã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm các giải pháp xử lý nƣớc thải nhà máy bia giúp bảo vệ môi trƣờng, đảm bảo sự phát triển kinh tế. Công nghệ Unitank là một lựa chọn vì có cơ chế hoạt động nhƣ bể bùn hoạt tính truyền thống nhƣng vận hành liên tục (Lƣơng Đức Phẩm, 2012). Trong bể Unitank diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nƣớc thải dƣới sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí. Vi sinh vật sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ * Ngày nhận bài: 11/3/2022; Ngày phản biện: 02/4/2022; Ngày chấp nhận đăng: 12/4/2022 * Tác giả liên hệ:Email: ptthuan@ctu.edu.vn 646 trong nƣớc thải để sinh trƣởng và phát triển thành quần thể dạng bông bùn dễ lắng và đƣợc lắng ngay trong bể. Ngoài ra, bể Unitank hoạt động theo một chu trình tuần hoàn gồm 2 pha chính và 2 pha trung gian nối tiếp nhau cho phép xử lý liên tục mà không cần bể lắng riêng và hoàn lƣu bùn vào bể sục khí (hình 1). Sự kết hợp này giúp bể Unitank phù hợp để xử lý nƣớc thải có hàm lƣợng hữu cơ cao, tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành (Nguyễn Văn Phƣớc, 2010). Nghiên cứu này đƣợc thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải nhà máy bia của bể Unitank với những chỉ số hỗn hợp chất rắn lơ lửng (MLSS) khác nhau. Qua đó tìm ra các thông số thiết kế và vận hành tối ƣu cho bể Unitank, giúp xử lý nƣớc thải nhà máy bia phục vụ giảng dạy và nghiên cứu, góp phần bảo vệ môi trƣờng. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng, địa điểm nghiên cứu Nƣớc thải thí nghiệm đƣợc thu thập tại hố thu gom của nhà máy sản xuất bia trong Khu công nghiệp Trà Nóc 1 - TP. Cần Thơ trƣớc khi đƣa vào hệ thống xử lý (tọa độ vị trí lấy mẫu 10.102068, 105.707286). Thời gian lấy mẫu từ 8h00 - 9h00 sáng trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu. Mô hình bể Unitank đƣợc bố trí thực hiện các nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Xử lý nƣớc của Bộ môn Kỹ thuật Môi trƣờng - Khoa Môi trƣờng và tài nguyên thiên nhiên - Trƣờng Đại học Cần Thơ. 2.2. Mô hình thí nghiệm Mô hình bể Unitank đƣợc chế tạo bằng thủy tinh dày 5mm có dạng hình chữ nhật, chia làm 3 ngăn bằng nhau. Ba ngăn này thông thủy với nhau qua vách ngăn thủy tinh. Thiết kế của mô hình tham khảo từ nghiên cứu của Thi Quốc Vƣơng (2009) phản ánh đầy đủ các bƣớc hoạt động của một công trình thực tế. Khi mô hình chế tạo xong, kiểm tra các sự cố để kịp thời đƣa ra các biện pháp khắc phục. Các thông số kỹ thuật của mô hình: - Thời gian lƣu nƣớc: θpƣ = 6 giờ (Lê Hoàng Việt và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2016) - Thời gian lắng trong bể Unitank: θl = 2 giờ - Tổng thời gian tồn lƣu trong bể: θ = θpƣ + θl = 6 + 2 = 8 giờ - Lƣu lƣợng thiết kế mô hình: Q = 110 l/ngày = 0,11 m3/ngày - Thể tích bể Unitank: V = θ × Q / 24 = 8 × 0,11 / 24 = 0,036m3 = 36,6l - Chiều sâu hoạt động của bể H = 0,3m - Chọn chiều cao mặt thoáng của bể là: Hmt = 0,1m - Chiều sâu tổng cộng của mô hình: Ht = H + Hmt = 0,3 + 0,1 = 0,4m - Diện tích của bể: A = V / H = 0,036 / 0,3 = 0,09m2 - Chiều rộng bể: √ √ = 0,2m - Chiều dài gấp 3 lần chiều rộng: L = 3 × B = 3 × 0,2 = 0,6m 647 Hình 1. Sơ đồ hoạt độ ...