Ảnh: miaduongsonglam.com.vn

Cây mía có từ lâu đời và đã thích nghi, tồn tại và phát triển không ngừng trong điều kiện sinh thái của Việt Nam (Nguyễn Huy Ước, 2001). Niên vụ 2013 - 2014, Việt Nam sản xuất 1,6 triệu tấn đường huy động nguồn lao động lớn và đóng góp không nhỏ vào sự phát triển kinh tế của đất nước (Phạm Lê Duy Nhân, 2014). Với điều kiện khí hậu, địa chất, thổ nhưỡng đặc trưng, vùng ĐBSCL được đánh giá có tiềm năng phát triển ngành công nghiệp mía đường hiện đại vào loại trung bình khá (Lý Hoàng Anh Thi, 2013).

Trong quá trình sản xuất mía đường, nước thải phát sinh từ nhiều khâu và mức độ nhiễm bẩn của các loại nước thải này cũng khác nhau. Các nguồn phát sinh chủ yếu của nước thải trong nhà máy mía đường chủ yếu từ: công đoạn băm, ép và hòa tan; công đoạn làm trong và làm sạch; công đoạn kết tinh và hoàn tất; và do các nhu cầu khác (Kiêm Hào, 2014). Báo cáo giám sát thực hiện đánh giá tác động môi trường của Nhà máy đường Phụng Hiệp ghi nhận nước thải từ quá trình sản xuất chứa nhiều chất hữu cơ như glucose, sacarozo và các hợp chất dễ phân hủy sinh học, một lượng lớn N, P, các chất vô cơ từ quá trình rửa cây mía; ngoài ra còn có các chất màu anion và cation do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất không đường dạng hữu cơ, dạng vô cơ làm cho nước thải có tính axit (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hậu Giang, 2015). Trung bình định mức tiêu hao nước biến động từ 13 - 15 m³ tấn mía ép, trong đó lượng nước thải ra cần được xử lý là 30% (Nguyễn Thị Sơn, 2001). Hiện tại, công nghệ xử lý nước thải sản xuất từ cácnhà máy chế biến đường mía chủ yếu áp dụng quy trình xử lý gồm bể lắng sơ cấp ® bể UASB ® bể hiếu khí ® bể lắng thứ cấp ® bể lọc ® bể khử trùng (Kiêm Hào, 2014). Tuy nhiên, các công đoạn sinh học truyền thống có hiệu quả xử lý chất hữu cơ không cao, phát sinh lượng bùn thải cao, chiếm diện tích đất. Bể sinh học màng giá thể di động (MBBR) xử lý nước thải dựa trên công nghệ màng sinh học (Ødegaard, 1999). Nguyên lý chính là vi sinh vật (VSV) phát triển tạo thành lớp màng trên giá thể lơ lửng ngập trong nước thải; những giá thể chuyển động được trong bể nhờ hệ thống sục khí (hiếu khí) hoặc cánh khuấy (yếm khí). Bể MBBR được thiết kế để loại bỏ BOD, COD và ni-tơ trong nước thải, lượng bùn sinh ra ít… có thể phù hợp để xử lý nước thải sản xuất mía đường. Chiều dày của lớp màng trên giá thể thường rất mỏng để các chất dinh dưỡng khuếch tán vào bề mặt của lớp màng. Đối với bể MBBR, nồng độ sinh khối trên một đơn vị thể tích của bể là 3 - 4 kg SS/m3 (Goode, 2010).

Nghiên cứu này được tiến hành nhằm khảo sát thời gian lưu nước thích hợp của bể MBBR để xử lý nước thải sản xuất mía đường trong điều kiện kết hợp với bể tuyển nổi điện phân (TNĐP). Kết quả của nghiên cứu nhằm đề xuất một phương pháp mới khả thi về mặt kỹ thuật trong xử lý nước thải sản xuất mía đường. Nước thải sản xuất mía đường trước tiên được xử lý bằng bể tuyển nổi điện phân (TNĐP), tiếp đó đưa nước thải qua mô hình bể MBBR ở quy mô phòng thí nghiệm với ba ngưỡng thời gian lưu nước khác nhau là 10 giờ, 8 giờ và 6 giờ. Vận hành mô hình xử lý nước thải sản xuất mía đường (SS = 331 mg/L, COD= 5362 mg/L, TKN = 17 mg/L, TP = 8 mg/L) với ba thời gian lưu nước trên cho hiệu suất xử lý lần lượt là SS 43%, 45%, -4%; COD 97%, 97%, 97%; TKN 46%, 33%, 29%; TP 80%, 40%, 29%. Ở cả ba thời gian lưu, các thông số pH, SS, BOD5, COD, TKN và TP của nước thải sau khi xử lý bằng bể MBBR đều đạt quy chuẩn xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT (cột B).