WASTEWATER TREATMENT OF FOOD PRODUCTION IN THE CRAFT VILLAGES BY THE ACTIVATED SLUDGE PROCESS

Nguyen Dinh Bang, Ha Minh Ngoc

Laboratory of Environmental Chemistry, Faculty of Chemistry, Hanoi University of Science

Abstract

Wastewater of food production in the Craft villages is rich organic matter which is easily biodegradable (proportion BOD 5 /COD is about from 0,6 to 0,7. The experimental results Showed that By the Activated Sludge process, within 19h, the wastewater of food production can be treated and meet the Vietnam Standard (TCVN 5945 - 1995) for water surface.

1. Mở đầu

Các làng nghề thủ công truyền thống là nét đặt trưng của nhiều vùng nông thôn Việt Nam. Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của kinh tế, xã hội, nhiều ngành nghề thủ công truyền thống đã được khôi phục và phát triển khá mạnh. Tuy nhiên sự phát triển của các làng nghề còn mang tính chất tự phát, tùy tiện, quy mô sản xuất nhỏ bé, trang thiết bị còn lạc hậu. Tất cả những mặt hạn chế trên không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của các làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường làng nghề và sức khỏe cộng đồng.

Một trong các loại hình làng nghề phổ biến nhất ở nông thôn Việt Nam là làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến, bánh đa, chế biến tinh bột). Sự ô nhiễm môi trường nước tại các làng nghề này đang ở mức báo động, gây nhiều bức xúc cho xã hội. Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải như COD. BOD, TSS... đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần.

Trong công trình này chúng tôi tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề chế biến lương thực bằng phương pháp bùn hoạt tính.

2. Thực nghiệm

2.1. Đối tượng nghiên cứu

- Nước thải được lấy để nghiên cứu là nước thải làng nghề chế biến lương thực của xã Minh Khai, huyện Hoài Đức, Hà Nội (xã được công nhận là “Làng nghề chế biến nông sản” năm 2001, có 700 hộ trong tổng số 1.200 hộ dân tham gia sản xuất chế biến lương thực). Với các nghề chính là làm bún, phở khô, làm miến dong, sản xuất và tinh chế tinh bột sắn.

- Đặc điểm của nước thải làng nghề chế biến lương thực là thường chứa các tạp chất hữu cơ ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng, trong đó chủ yếu là các hợp chất hydrat cácbon như tinh bột, đường, các loại axit hữu cơ (lactic)... có khả năng phân hủy sinh học. Tỷ số BOD/COD trong khoảng từ 0,5 đến 0,7 nên chúng thích hợp với phương pháp xử lý sinh học [1, 2].

2.2. Thiết kế thí nghiệm

1. Bể lắng sơ cấp 2. Bể bùn hoạt tính 3. Bể lắng thứ cấp

Hình 1. Sơ đồ hệ thống xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính

Nước thải của quá trình sản xuất bún, miến hoặc tinh chế tinh bột sắn được trung hòa đến pH ≈ 7 sau đó được chảy vào bể lắng yếm khí (1) có dung tích 50 lít với tốc độ 3,2l/giờ. Nước thải được phân hủy yếm khí trước khi sang bể bùn hoạt tính (2) có dung tích 50 lít . Trong bể bùn hoạt tính, oxy không khí được sục liên tục, ở đây quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra khá mạnh. Nước thải sau đó được lắng, lọc tại bể lắng thứ cấp (3). Tại đây một phần bùn hoạt tính được hồi lưu trở lại bể bùn hoạt tính. Sau thời gian lưu tổng cộng của hệ thống xử lý là 17 - 18h, nước thải được lấy ra ở từng bể để phân tích các chỉ tiêu cơ bản như COD, độ đục, amoni...

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Kết quả xử lý nước thải sản xuất bún

Nước thải sản xuất bún ban đầu có các giá trị cơ bản như sau:

COD = 1532,85 mg/l; BOD₅ = 1051,25 mg/l (tỷ số BOD₅/COD ≈ 0,7)

[NH₄⁺] = 63,92 mg/l; [NO₂^-] = 1,05 mg/l; pH = 4,76; độ đục = 385NTU

Sau khi trung hòa đến pH = 7,14, nước thải được chảy qua hệ thống xử lý bùn yếm khí, bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp với tốc độ 3,2 l/h. Tiến hành phân tích mẫu đầu ra ở bể lắng thứ cấp sau tổng thời gian xử lý là 18h. Kết qủa được đưa ra trong bảng 1 và hình 2.

Bảng 1. Kết quả xử lý nước thải sản xuất bún bằng phương pháp bùn hoạt tính

Hình 2,3. Đồ thị biểu diễn các giá trị COD, độ đục, pH, NH 4 + , NO 2 - tại các bể xử lý trong quá trình xử lý nước thải sản xuất bún.

Kết quả thu được cho thấy nước thải sản xuất bún sau khi đi qua hệ thống các bể yếm khí, bể bùn hoạt tính và bể lắng, các chỉ tiêu cơ bản đều giảm như COD còn 84,72mg/l, độ đục còn 7,87 NTU đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại B (TCVN 5945-1995). Tuy nhiên các chỉ tiêu về NH₄⁺ và NO₂^- còn cao hơn tiêu chuẩn cho phép.

3.2. Kết quả xử lý nước thải tinh chế tinh bột sắn

Nước thải tinh chế tinh bột sắn ban đầu có các giá trị cơ bản như sau:

COD = 2487mg/l; BOD₅ = 1614,5 mg/l (BOD₅/COD ≈ 0,65)

[NH₄⁺] = 47,93 mg/l; [NO₂^-] = 2,18 mg/l; độ đục 523 NTU; pH = 5,07

Sau khi trung hòa đến pH = 7,12, nước thải được chảy qua hệ thống xử lý bùn yếm khí, bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp với tốc độ 3,2 l/h. Tiến hành phân tích mẫu đầu ra ở bể lắng thứ cấp sau tổng thời gian xử lý là 18h. Kết qủa được đưa ra trong bảng 2 và hình 3.

Bảng 2. Kết quả xử lý nước thải tinh chế tinh bột sắn bằng phương pháp bùn hoạt tính

Hình 4,5. Đồ thị biểu diễn các giá trị COD, độ đục, pH, NH 4 + , NO 2 - tại các bể xử lý trong quá trình xử lý nước thải tinh chế tinh bột sắn.

Từ các kết quả thu được cho thấy nước thải tinh chế tinh bột sắn sau khi xử lý bằng hệ thống các bể yếm khí, bể bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp, các chỉ tiêu cơ bản của nước thải như COD, độ đục đều giảm, COD còn 98,35 mg/l; độ đục còn 7.89 NTU đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại B (TCVN 5945 - 1995). Tuy nhiên các chỉ tiêu về NH₄⁺, NO₂^- vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn cho phép.

3.3. Kết quả xử lý nguồn nước thải chung của làng nghề chế biến lương thực (xã Minh Khai, huyện Hoài Đức, Hà Nội)

Hiện nay tại xã Minh Khai, huyện Hoài Đức, Hà Nội đã có một khu vực dân cư có hệ thống dẫn nước thải chung (cả nước thải sản xuất và sinh hoạt) về hồ thoát nước. Đây là một mô hình khá tốt cho việc xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung tại mỗi làng nghề. Để có những số liệu khoa học cho việc xử lý nước thải chung của làng nghề chế biến lương thực, chúng tôi tiến hành xử lý nước thải chung bằng phương pháp bùn hoạt tính.

Nước thải chung có các giá trị ban đầu:

COD = 1295 mg/l, BOD₅ = 905 mg/l (tỷ số BOD₅/COD ≈ 0,7)

[NH₄⁺] = 47,81 mg/l, [NO₂^-] = 4,17 mg/l, độ đục 683 NTU; pH = 5,01

Sau khi trung hòa đến pH = 7,08, nước thải được chảy qua hệ thống xử lý bùn yếm khí, bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp với tốc độ 3,2 l/h. Tiến hành phân tích mẫu đầu ra ở bể lắng thứ cấp sau tổng thời gian xử lý là 18h. Kết qủa được đưa ra trong bảng 3 và hình 4.

Bảng 3. Bảng kết quả xử lý nguồn nước thải chung bằng phương pháp bùn hoạt tính

Hình 6,7. Đồ thị biểu diễn các giá trị COD, độ đục, pH, NH 4 + , NO 2 - tại các bể xử lý trong quá trình xử lý nguồn nước thải chung.

Từ các kết quả thu được cho thấy nước thải chung sau khi xử lý bằng hệ thống gồm các bể yếm khí, bể bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp, các chỉ tiêu cơ bản của nước thải như COD, độ đục đều giảm, COD còn 83,75 mg/l; độ đục còn 5,91 NTU; pH = 7,09 đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại B (TCVN 5945 - 1995). Tuy nhiên các chỉ tiêu về nitơ như NH₄⁺, NO₂^- vẫn chưa giảm nhiều.

4. Kết luận

Nước thải làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến, hoặc tinh chế tinh bột) thường chứa các tạp chất có khả năng bị phân huỷ sinh học (tỷ số BOD₅/COD từ 0,6 đến 0,7) nên có thể được xử lý tốt bằng các phương pháp xử lý sinh học.

Bằng phương pháp bùn hoạt tính yếm khí và hiếu khí kết hợp với lọc có thể xử lý các loại nước thải của làng nghề chế biến lương thực đạt tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp được phép chảy vào dòng chảy chung (TCVN 5945 - 1995) trong khoảng thời gian tương đối ngắn – 18 giờ. Một số chỉ tiêu về nitơ như NH₄⁺, NO₂^- cần được xử lý tiếp bằng các phương pháp bổ xung khác như sử dụng thảm thực vật (Ví dụ: ao bèo ở các vùng nông thôn).

+ Công trình được hoàn thành nhờ sự tài trợ, giúp đỡ của đề tài nghiên cứu khoa học QMT.06.03 của Đại học Quốc gia Hà Nội.

5. Tài liệu tham khảo

Content actions

Footer

This work is licensed by Hà Minh Ngọc under a Creative Commons Attribution License (CC-BY 3.0), and is an Open Educational Resource.

Last edited by Hà Minh Ngọc on Sep 18, 2009 7:54 am -0500.