Quá trình sản xuất tinh bột sắn cần sử dụng lượng nước rất lớn, khoảng 15 – 20 m3/tấn sản phẩm. Lượng nước thải từ quá trình này chiếm 80 – 90% tổng lượng nước sử dụng. Nước thải từ công đoạn rửa củ và tinh chế bột là hai nguồn gây ô nhiễm chính trong quá trình chế biến tinh bột sắn. Để xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn, doanh nghiệp cần xây dựng một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh với quy trình cụ thể như sau:
Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn điển hình hiện nay
Thông thường sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn thường có quy trình như sau:
Chi tiết về quy trình xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn
– Hố thu gom:
Nước thải từ quá trình sản xuất tại các khu vực sản xuất sẽ được thu gom qua hệ thống đường ống và dẫn về hố thu của hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn. Trước khi đến hố thu, nước thải sẽ đi qua các hố gas và bộ phận lắng tách cát. Tại đây, song chắn rác thô có chức năng giữ lại phần lớn các loại rác có kích thước lớn hơn 5 – 10 mm.
Hố gas đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ cát lẫn trong nước thải, giúp hạn chế các tác động tiêu cực như làm mòn cánh bơm hay gây tắc nghẽn đường ống trong hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn. Lượng cát lắng xuống hố gas sẽ được hút bỏ theo thời gian định kỳ. Sau khi được tách bỏ cát và rác thô, nước thải tiếp tục chảy vào ngăn chứa của hố thu gom, từ đó được bơm chìm đặt dưới hố thu đẩy lên hệ thống tách rác tinh để tiếp tục xử lý.
– Hầm Biogas:
Phương pháp xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn bằng kỵ khí thường được áp dụng cho các loại nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao (BOD, COD có thể đạt đến hàng nghìn mg/l). Công nghệ này sử dụng nhiều chủng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ, tạo ra các khí như CH₄, H₂S, H₂, CO₂, NH₃. Quá trình này giúp phân tách và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy thành những dạng dễ phân hủy hơn.
Quá trình xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn bằng kỵ khí diễn ra qua bốn giai đoạn chính:
- Thủy phân: Chuyển hóa protein thành các axit amin, carbohydrate và các hợp chất hữu cơ chuỗi dài.
- Axit hóa: Vi sinh vật lên men các chất hữu cơ hòa tan, tạo thành các axit béo dễ bay hơi.
- Axetat hóa: Vi khuẩn axetic tiếp tục chuyển hóa các axit béo thành axit axetic, CO₂ và H₂O.
- Metan hóa: Các sản phẩm từ giai đoạn trước được chuyển hóa thành khí metan (CH₄), CO₂ và sinh khối mới.
>>> Xem thêm: Giải pháp đột phá xử lý hầm Biogas nước thải tinh bột sắn từ Microbe-Lift BIOGAS & Microbe-Lift SA
– Bể thiếu khí:
Sau khi được điều hòa về lưu lượng và nồng độ, nước thải được bơm vào bể thiếu khí với lưu lượng ổn định. Tại đây, quá trình khử Nitrat diễn ra, chuyển hóa NO₃⁻ thành khí Nitơ nhằm đảm bảo nồng độ Nitơ trong nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép.
Quá trình này dựa vào hoạt động oxy hóa sinh học của các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, sử dụng NO₃⁻ hoặc NO₂⁻ làm chất nhận điện tử thay thế oxy. Do đó, điều kiện vận hành yêu cầu nồng độ oxy hòa tan (DO) phải ở mức thấp, thường dưới 0.5 mg/l.
Phản ứng sinh học chính trong bể thiếu khí hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn có thể biểu diễn như sau:
C10H19O3N + 10NO3– → 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+
Nhóm vi khuẩn khử Nitrat chịu trách nhiệm chính trong quá trình này, chiếm khoảng 70 – 80% tổng khối lượng vi sinh vật trong bể (bùn hoạt tính). Tốc độ khử Nitơ có thể dao động trong khoảng 0,04 – 0,42 g-NO₃⁻/g MLVSS/ngày, và tỷ lệ F/M càng cao thì hiệu suất khử Nitrat càng lớn.
Để tăng cường hiệu quả xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn, bể thiếu khí được trang bị thiết bị khuấy trộn chìm, giúp tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn vi sinh và nước thải.
– Bể hiếu khí:
Trong bể hiếu khí của hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn, nồng độ bùn hoạt tính dao động từ 1.500 – 3.000 mg MLSS/L. Nồng độ bùn càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng càng lớn.
Oxy được cung cấp bằng hệ thống thổi khí và hệ thống phân phối khí hiệu quả với kích thước bọt khí nhỏ. Mục đích chính là cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí để chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan trong nước thải thành CO₂ và H₂O, đồng thời oxy hóa Amoni thành Nitrat (NO₃⁻) thông qua quá trình Nitrat hóa. Hệ thống sục khí còn giúp khuấy trộn nước thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý.
Tải trọng hữu cơ của bể hiếu khí thường dao động từ 0,2 – 0,6 kg BOD/m³.ngày, với thời gian lưu nước trong khoảng 6 – 12 giờ.
Công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể hiếu khí có hiệu quả cao đối với quá trình xử lý COD, N, P. Hiệu suất xử lý tối ưu đạt được khi đảm bảo tỷ lệ dinh dưỡng thích hợp, thường tính theo tỷ lệ BOD:N:P ≈ 100:5:1, nhiệt độ nước thải dao động từ 20 – 35°C, pH trong khoảng 6,5 – 8,5. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) trong bể hiếu khí phải duy trì trên 2 mg/l để đảm bảo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật phát triển.
Phản ứng oxy hóa sinh học:
COHNS (chất hữu cơ) + O₂ + Chất dinh dưỡng + Vi khuẩn hiếu khí → CO₂ + H₂O + NH₃ + C₅H₇O₂N (tế bào vi khuẩn mới) + Sản phẩm khác
Hô hấp nội bào:
C₅H₇O₂N (tế bào) + 5O₂ + Vi khuẩn → 5CO₂ + 2H₂O + NH₃ + E
– Lắng sinh học:
Bể lắng hai có chức năng tách cặn bùn ra khỏi nước nhờ quá trình lắng trọng lực. Quá trình lắng của hạt cặn diễn ra qua các giai đoạn: lắng riêng lẻ, lắng keo tụ, lắng cản trở và lắng nén.
Sau khi qua bể hiếu khí, hỗn hợp bùn và nước thải tự chảy sang bể lắng. Tại đây, các bông bùn được tách ra khỏi pha lỏng nhờ vào trọng lực.
Lượng bùn lắng xuống chủ yếu là bùn sinh học có nguồn gốc hữu cơ. Một phần bùn được bơm tuần hoàn về bể hiếu khí nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính thích hợp, phần còn lại được chuyển đến bể chứa bùn để tiếp tục xử lý.
– Bể trộn hóa lý:
Trong bể phản ứng, nước thải được bổ sung hóa chất keo tụ nhằm kết dính các hạt lơ lửng và tạp chất có trong nước. Sau khi hóa chất được thêm vào, các hạt cặn nhỏ sẽ liên kết với nhau, tạo thành các bông cặn lớn hơn. Quá trình này được hỗ trợ bởi hệ thống khuấy trộn sử dụng hai mô-tơ cánh khuấy trục đứng, giúp gia tăng kích thước bông cặn và cải thiện hiệu suất lắng.
– Bể lắng hóa lý:
Sau khi qua bể keo tụ – tạo bông, các bông bùn có kích thước lớn sẽ theo dòng chảy vào bể lắng. Tại đây, quá trình lắng trọng lực giúp các bông cặn tách khỏi nước và lắng xuống đáy bể. Phần nước trong sau quá trình lắng sẽ theo hệ thống máng tràn tự chảy sang bể khử trùng để tiếp tục xử lý.
– Bể khử trùng:
Nước thải sau các quá trình xử lý sẽ được khử trùng bằng Chlorine thông qua hệ thống bơm định lượng. Hóa chất này có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh còn sót lại, đảm bảo an toàn trước khi xả thải.
Tại bể khử trùng, nước thải được dẫn theo dòng chảy ziczac để tăng thời gian tiếp xúc giữa chlorine và các tác nhân gây ô nhiễm, tối ưu hiệu quả khử trùng. Sau quá trình này, nước thải được kiểm soát chất lượng và xả ra môi trường theo quy chuẩn QCVN 63:2017/BTNMT.
Tham khảo vi sinh Microbe-Lift giúp tăng hiệu quả xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn
– Vi sinh Microbe-Lift BIOGAS:
Microbe-Lift BIOGAS chứa quần thể vi sinh vật kỵ khí được nuôi cấy dạng lỏng hoạt động mạnh gấp 5 đến 10 lần vi sinh thông thường:
- Hiệu quả trong việc xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, khó phân hủy.
- Thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ (hình thành khí CH4) từ 30 – 50% so với quá trình xử lý sinh học thông thường.
- Giảm nồng độ khí H2S sinh ra, tăng lượng khí CH4.
- Giảm các thông số ô nhiễm BOD, COD, TSS, …
- Ổn định hiệu quả sinh khí hầm Biogas.
– Vi sinh Microbe-Lift SA:
Microbe-Lift SA là quẩn thể vi sinh vật dạng lỏng có hoạt tính cao được thiết kế để tăng tốc quá trình oxy hóa sinh học của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy:
- Phân hủy lớp võ lụa, hạn chế/ phân hủy lớp bùn đáy và váng trên bề mặt.
- Tăng cường phân hủy những hợp chất hữu cơ khó phân hủy như protein, lipid, acid amin, cellulose, benzene, toluene, xylene, …
- Kết hợp Microbe-Lift BIOGAS để cải thiện hiệu suất xử lý và ổn định khả năng sinh khí của hầm Biogas.
- Tăng thể tích hữu dụng hầm Biogas.
– Vi sinh Microbe-Lift N1:
Microbe-Lift SA chứa chủng vi khuẩn Nitrosomonas sp. giúp chuyển hóa Amonia về dung Nitrite và chủng vi khuẩn Nitrobacter sp. giúp chuyển hóa từ Nitrite về dạng Nitrate, giúp tăng hiệu suất quá trình Nitrat hóa lên đến tối đa 90%.
– Vi sinh Microbe-Lift IND:
Chứa 13 chủng vi sinh vật mạnh, mật độ vi sinh và thích nghi nước thải cao:
- Giúp tăng lượng MLVSS trong bể.
- Giúp bông bùn to, lắng nhanh, nước trong.
- Phân hủy chất hữu cơ làm giảm BOD, COD, TSS.
Nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân hủy yếm khí các vi sinh vật trong nước phát sinh mùi hôi thối ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và gây mất mỹ quan, do đó cần có quy trình xử lý nước thải đạt chuẩn để xử lý toàn bộ chất ô nhiễm có trong nước thải trước khi xả thải ra môi trường. Liên hệ ngay BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn phương án chi tiết và tối ưu nhất!
>>> Xem thêm: Phương án xử lý Nitơ nước thải tinh bột (8000 m3/ngày.đêm)
