Tải bản đầy đủ

tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty TNHH CP Việt Nam

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Chương 1.
MỞ ĐẦU
1.1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP
Việt Nam với công suất 250 m
3
/ngày đêm với thông số đầu vào theo dự tính ban
đầu của nhà máy đề ra và đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN 5945 – 2005) đảm
bảo xả thải an toàn ra nguồn thải tập trung của khu công nghiệp Mỹ Phước –
Bình Dương.
1.2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Đồ án tập trung nghiên cứu những nội dung chính sau:
- Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp
- Tìm hiểu những vấn đề môi trường của ngành chế biến sữa.
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa
Công ty TNHH CP Việt Nam với công suất 250 m
3

/ngày đêm.
- Khái toán kinh phí đầu tư xây dựng công trình cho hệ thống xử lý nước thải
nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt Nam.
1.3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Đề tài nghiên cứu bằng các phương pháp sau đây:
- Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu về nhà máy chế biến sữa, từ đó tính
toán và thiết kế hệ thống xử lý cho công ty một cách hợp lý.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 1
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
- Nghiên cứu tư liệu: đọc và thu thập số liệu về tình hình nước thải sản xuất
sữa và các hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa hiện hữu.
- Phương pháp so sánh: phương pháp này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý
nước thải đầu vào và ra theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 – 2005).
- Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế
trong quá trình xử lý nước thải của các phương pháp xử lý.
1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Với mục tiêu nghiên cứu được xác đònh, đề tài này chỉ thực hiện trong giới
hạn tìm hiểu về tính chất và lưu lượng nước thải phát sinh từ các công đoạn sản
xuất của một số các nhà máy sản xuất sữa đã có, từ đó, tính toán và thiết kế hệ
thống xử lý nước thải phù hợp cho nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt
Nam ( thông số đầu vào do nhà máy CP đưa ra).
1.5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về thành phần tính
chất nước thải phát sinh trong các công đoạn chế biến sữa cùng các phương pháp
xử lý để thiết kế HTXLNT cho phù hợp với nhà máy. Kết quả tính toán thiết kế
của đề tài có thể làm cơ sở cho Tổng Công ty CP Việt Nam tham khảo để đầu tư
xây dựng công trình, đảm bảo nhà máy luôn xanh sạch đẹp, hạn chế đến mức
thấp nhất các tác động tiêu cực của nước thải chưa xử lý đến môi trường xung
quanh. Góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước và không khí chủa tỉnh Bình
Dương nói chung và KCN Mỹ Phước nói riêng.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 2
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày


Chương 2.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY
SẢN XUẤT SỮA CP VIỆT NAM
2.1. GIỚI THIỆU CÔNG TY CP VIỆT NAM
Tập đoàn CP (Charoen Pokphand) là tập đoàn kinh doanh đa ngành nghề
và là một trong những tập đoàn mạnh nhất Thái Lan trong lãnh vực công nông
nghiệp điển hình là lónh vực sản xuất lương thực thưc phẩm chất lượng cao và an
toàn cho nhu cầu của người tiêu dùng trong nước và xuất khẩu
CP Việt Nam là thành viên của CP Thái Lan, được cấp giấy phép đầu tư số
545A/GP năm 1993 với hình thức 100% vốn đầu tư nước ngoài. Các lónh vực đầu
tư, sản xuất hiện nay tại Việt Nam bao gồm: hạt giống, thức ăn chăn nuôi và thủy
sản, giống heo, gà và thủy sản, thiết bò chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, nuôi gia
công heo và chế biến thực phẩm
Bảng 1: Các sự kiện của CP Việt Nam :
*
Năm 1986
:
Việt Nam thực hiện chính sách đổi mới kinh tế và mở cửa đầu tư
nước ngoài.
*
Năm 1988
: Có sự tiếp xúc giữa Charoen Pokphand và đại sứ quán Việt Nam.
*
Năm 1989
:
Tập đoàn Charoen Pokphand đi đến Việt Nam nhằm khảo sát thò
trường và luật pháp để thiết lập chiến lược đầu tư.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 3
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
*
Năm 1990
:
Tập đoàn Charoen Pokphand được cấp giấy phép làm văn phòng
đại diện tại thành phố Hồ Chí Minh.
*
Năm 1991
: Người lảnh đạo cao nhất của tập đoàn Charoen Pokphand đã có
những cuộc gặp mặt, để bàn bạc với chính phủ Việt Nam cho những
thỏa thuận đầu tư. Chủ tòch của tập đoàn Charoen Pokphand đã
tặng 10 tấn hạt ngô, lúa lai đến chính phủ Việt Nam.
*
Năm 1992
:
CP Group đầu tư 100% vốn trong lónh vực nông nghiệp.
*
Năm 1993
: Xây dựng nhà máy thức ăn cho gia súc, nhà máy ấp trứng ở tỉnh
Đồng Nai và thiết lập dự án hợp nhất trại gà giống ở Vónh Cửu.
*
Năm 1996
: Tăng thêm vốn đầu tư để mở rộng doanh nghiệp. Phía bắc thành lập
nhà máy thức ăn gia súc và một dự án hợp nhất vỉ nướng thòt.
*
Năm 1998
: Tăng thêm vốn đầu tư để thành lập công ty hạt giống và nhà máy
chế biến thủy sản đông lạnh và nhà máy chế biến thức ăn cho tôm
trong tỉnh Đồng Nai.
*
Năm 1999
: Tăng vốn đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thủy
sản ở tỉnh Đồng Nai và nhà máy sản xuất thức ăn gia súc ở tỉnh
Tiền Giang.
*
Năm 2001
: Xây dựng nhà máy đóng gói, chế biến thực phẩm thủy sản đông
lạnh và xây dựng nhà máy chế biến gia công thức ăn ở trong tỉnh
Đồng Nai.
*
Năm 2002
: Mở rộng doanh nghiệp đầu tư như sau:
- Về Chăn nuôi : Thiết lập 3 nhà máy sản xuất ấp trứng và nhà máy
nuôi súc vật ở tỉnh Đồng Nai.
- Về nuôi chồng thủy sản : Thành lập công ty sản xuất tôm giống ở
tỉnh Bình Thuận.
*
Năm 2005
: Mở rộng và đầu tư thêm vào trong chăn nuôi thủy sản hải sản. Làm
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 4
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
cho sản xuất ngày càng phát triển. Xây dựng kho hàng phân phối
thức ăn cho cá ở tỉnh Phú Thọ.
*
Năm 2006
: Phát triển hệ thống Fresh Mart.
*
Năm 2007
: Xây dựng nhà máy chế biến thức ăn cho cá ở tỉnh Cần Thơ và xây
dựng nhà máy thức ăn gia súc ở tỉnh Bình Dương.
Hiện nay, CP Việt Nam đang xây dựng nhà máy chế biến sữa, đặt tại KCN
Mỹ Phước Bình Dương, Dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào đầu tháng 2/2008.
2.2. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT SỮA
2.2.1. Sơ lược ngành sản xuất sữa ở Việt Nam
Trong công nghệ chế biến thực phẩm, sữa là sản phẩm cao cấp có giá trò
dinh dưỡng rất cao đối với cơ thể con người có tác dụng phục hồi sức khỏe cho
người lao động, dễ hấp thụ đối với người bệnh, trẻ em và người cao tuổi.
Trong những năm trở lại đây nhu cầu tiêu thụ sữa và sản phẩm sữa của
người dân rất cao do nhu cầu lao động ngày một tăng, nhưng nguồn sữa trong
nước không đáp ứng đủ nhu cầu, vì thế chúng ta tiêu thụ nhiều loại sữa được nhập
từ nước ngoài.
Việc đa dạng hóa các sản phẩm được chế biến từ sữa tươi cũng như tạo ra
các sản phẩm sữa từ các loại ngũ cốc như đậu nành, bắp non v.v… là một vấn đề
quan trọng đối với công nghệ chế biến sữa.
Điều kiện tự nhiên và khí hậu của nước ta rất thuận lợi cho việc phát triển
đàn gia súc lấy sữa, cũng như trồng cây đậu nành. Ở khu vực duyên hải miền
Trung có rất nhiều đồng cỏ xanh tốt để chăn nuôi bò lấy sữa và đất đai để trồng
cây đậu nành. Cụ thể như ở Quảng Nam, các huyện Thăng Bình, Đại Lộc, Duy
Xuyên, vừa có thể chăn nuôi bò vừa có thể trồng cây đậu nành.
Công nghệ chế biến sữa là một công nghệ đa dạng và phức tạp. Đối với
mỗi một sản phẩm đều có một dây chuyền chế biến riêng. Do vậy, việc đầu tư
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 5
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
dây chuyền thiết bò cho công nghệ chế biến sữa đòi hỏi phải hiện đại nên đầu tư
kinh phí lớn.
Tuy nhiên, từ nhu cầu thực tế của cuộc sống cũng như nền kinh tế nước nhà,
nhà nước ta đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho sự phát triển ngành công nghệ chế
biến sữa Việt Nam. Vì vậy mà những năm gần đây, mặc hàng sữa trở nên đa
dạng và được nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư vào Việt Nam: các
công ty sữa lâu năm như Duck Lady, Vinamilk, Hà Nội milk…
2.2.2. Công nghệ sản xuất sữa
Có khá nhiều các công nghệ sản xuất sữa tươi, sữa nguyên kem, sữa đặc,
sữa bột … Dưới đây là một vài công nghệ chế biến sữa tiêu biểu.
a.Sản xuất sữa và kem
Quy trình Tinh chế/ tách - Tiêu chuẩn hoá độ béo (xử lý sao cho phần kem
không bò tách ra khỏi sữa ) - Tiệt khuẩn theo phương pháp Pasteur - (ủ lên men) -
làm lạnh - đóng gói.
Nguyên liệu: Sữa, men sữa chua, vitamin, trái cây bảo quản
b.Sản xuất sữa bột
Quy trình Tách/Tinh chế - Tiêu chuẩn hoá độ béo - Tiệt trùng bằng
phương pháp Pastuer - bốc hơi nước - làm khô/nghiền - hoặc là dùng phương pháp
làm khô bằng cách phun hoặc là làm khô trực tiếp - đóng gói.
Nguyên liệu: Sữa.
c.Quy trình chế biến sữa chua đặc từ sữa tươi nguyên cream
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 6
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
pH = 8,0÷8,3
nước nóng 95
o
C
tạp chất

khử hoạt tính enzym, khử mùi, loại khí
(t
o
= 120
o
C, T = 80s)
rót vào hộp và đóng gói
đậu nành nguyên liệu
làm sạch
nghiền
tách bã
làm lạnh
trung hòa
tạm chứa
phối trộn
lọc
gia nhiệt (t
o
= 70
o
C)
đồng hóa (t
o
= 70

75
o
C, p=200 bar)
tiệt trùng UHT
thành phẩm
dung dòch NaHCO
3
1,2÷1,4%
Dung dòch HCl 0,4÷0,8%
sirô đường 70%
Hương vani,
chất ổn đònh
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Hình 1: Quy trình chế biến sữa chua đặc
d. Các hoá chất (dùng chung cho mọi quy trình )
Các chất tẩy rửa (ví dụ Acid nitric, lye), chất sát khuẩn (ví dụ perocid
hydro, acid acetic, Natrihypochlorid), các chất để trung hoà ( acid sulfuric, acid
nitric), các chất làm lạnh (CFC, amoniac), các sản phẩm dầu khoáng.
2.3. TÁC ĐỘNG CỦA NGÀNH CHẾ BIẾN SỮA
2.3.1. Các khía cạnh môi trường
a. Phát thải vào nước
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 7
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Nước thải từ các nhà máy sữa chứa chất hưu cơ và cặn bã của các chất tẩy
rửa với nồng độ và thành phần dao động tuỳ thuộc vào quy mô nhà máy và trọng
tâm nhà máy. Ở những nơi sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau, việc chuyển từ
sản xuất một sản phẩm này sang một sản phẩm khác cũng có nghóa là nguy cơ về
lượng các chất tiêu thụ oxi và nước thải lớn hơn ở những nơi chỉ sản xuất ít chủng
loại sản phẩm.
Tinh chế bằng tách chiết cũng làm tăng lượng cặn ở thiết bò tách. Các thiết
bò tách thường tự làm sạch và không gây ra cặn rắn. Cặn này được trôi khỏi thiết
bò tách vào hệ thống nước thải vào những chu kỳ hoạt động nhất đònh và vào lúc
xả nước trước khi rửa. Loại cặn nhỏ này chứa 95% nước và tỷ lệ tiêu thụ oxi hoá
sinh dự tính là 30kg BOD
7
/m
3
. Cứ 1m
3
sữa tạo ra khoảng 1,3l cặn.
Việc sản xuất các chất béo thực phẩm có thể làm tăng hàm lượng chất béo
trong nước thải. Lượng nước thừa bỏ đi và cặn phomat được đỏ vào nước thải là
kết quả của khâu sản xuất phomat.
Nước thải từ các nhà máy sữa phù hợp với các nhà máy xử lý nước thải đòa
phương. Tuy nhiên, nếu lượng nước thải này quá lớn có thể gây vấn đề quá tải.
ảnh hưởng của vấn đề này đối với việc xử lý nước thải là sự hình thành một số
lượng lớn các vi khuẩn. Các cặn sẽ khó lắng. Trong vòng 24h, lưu lượng dòng
chảy và lượng chất gây ô nhiễm dao động rất nhiều. pH nước thải cũng dao động
nhiều như một hậu quả của việc thải ra các dung dòch tẩy rửa acid hoặc kiềm
trong các giai đoạn khác nhau của chu kỳ sản xuất.
Các nhà máy có thiết bò hiện đại tạo ra lượng nước thải nhất đònh. Các nhà
máy sản xuất phomat, chất béo thực phẩm và các sản phẩm khác thường sử dụng
nhiều nước hơn, khoảng 2-3m
3
/tấn sữa, làm lượng BOD
7
tăng tới 1-5kg BOD
7
/tấn
sữa.
Theo báo cáo, lượng chất béo trong nước thải đạt mức 45-230g chất
béo/m
3
. Nhưng sự khác nhau về lượng nước tiêu thụ và mức độ ô nhiễm, nhìn
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 8
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
chung là do điều kiện cụ thể của từng nơi như trang thiết bò, trọng tâm sản
xuất...Do đó, cần có sự đánh giá riêng cho từng trường hợp cụ thể.
Giá trò bình thường của nước thải từ các nhà máy sữa [13]
• Lượng nước thải 1-3m
3
/tấn sữa
• BOD : 0.8 – 2.5kg/tấn sữa
• COD = 1.5BOD
• BOD
7
:

500-3500 g/m
3
• Chất rắn lơ lửng 100-1000 g/m
3
• Tổng lượng phospho 10-100 g/m
3
• Tổng lượng Nitơ (=6%BOD) vào khoảng15-250 g/m
3
Các sản phẩm từ sữa, bơ, phomat, nước đọng lại trong sữa chua là nguồn
chính thải ra BOD trong nước thải. Sự tao thành tương đương trong thành phần là
1kg chất béo của sữa – 3kg COD, 1kg Lactose = 1.13kg COD, và 1kg Protein
=1.36 kg COD.
Các giai đoạn bò thất thoát sữa
Thành phần bò mất %
Giai đoạn Sữa Chất béo Nước thừa
Vớt ván sữa 0.17 0.14 không có
Thu bột sữa 0.60 0.20 không có
Làm phomat 0.20 0.10 1.6
Bay hơi của nước thừa 0.20 0.10 2.2
Cặn của nước thừa và phomat 0.20 0.10 2.3
Tiêu thụ sữa 1.9 0.7 không có
Thành phẩm từ sữa kem 0.64 0.22 không có
b.Phát thải vào không khí
Sự phát thải chất đặc biệt vào không khí chủ yếu liên quan đến khâu phun
sấy sữa, nước thừa và hoạt động của thiết bò đun trung tâm.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 9
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Không khí từ tháp phun sấy không được chứa quá 100mg bột /m
3
ntp gas
khô. Các khí thải có mùi thường không phát sinh, trừ trường hợp làm khô các loại
sản phẩm thơm khác nhau.
Các chất làm lạnh có thể bay ra trong trường hợp có rò rỉ hoặc có sự cố
xảy ra. Các chất làm lạnh thường dùng là CFC và amoniac.
c.Tiếng ồn
Tiếng ồn từ nhà máy sữa chủ yếu phát sinh từ các quạt thông gió và ngưng
tụ, tháp làm lạnh và hoạt động vận chuyển đến/đi khỏi nhà máy.
d.Chất thải
Chất thải và các sản phẩm phụ được kể ra dưới đây nếu đổ vào hệ thống
nước thải sẽ làm tăng lượng BOD
7
.
• Hỗn hợp sữa nước : thu được vào giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của quy
trình sản xuất.
• Nước thừa: Một lượng lớn nước thừa được tạo ra là sản phẩm phụ của quá
trình sản xuất phomat (8-9 l/kg phomat). Nước thừa chứa hàm lượng chất khô
khoảng 6,4%. Hàm lượng BOD
7
khoảng 44000 g/m
3
.
Lượng nước thừa đổ vào nước thải có thể không vượt quá 3% tổng lượng
nước thừa. Tuy nhiên, nên cố gắng để lượng này không quá 1%, đặc biệt với
những nhà máy mới hoạt động hoặc mới sửa chữa.
• Cặn từ thiết bò tách: Phát sinh khi tinh chế sữa bằng phương pháp tách.
• Dung dòch đậm đặc: Khi bốc hơi sữa hoặc nước thừa sẽ thu được một dòch
đậm đặc. Lượng dòch này phụ thuộc vào hàm lượng chất khô cần đạt khi bốc hơi.
Đối với sản xuất sữa bột, lượng dòch này khoảng 4-8 m
3
/ tấn sữa bột. Đối với nước
thừa khi cô đặc cũng thu được 4-8m
3
/ tấn cô đặc. Lượng chất gây ô nhiễm nằm
trong khoảng 4-40 g BOD
7
/m
3
.
• Dòch lọc: ở đa số nhà máy sữa đều có màng lọc ướt để loại các chất ra khỏi
không khí khô bay ra từ tháp phun sấy. Dòch lọc này chứa bột sữa loại.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 10
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
2.3.2. Yêu cầu xử lý
a. Nước
Điều chỉnh pH và điều hoà dòng chảy nước thải để tiếp tục được xử lý ở
nhà máy nước thải đòa phương.
Xử lý sơ bộ trước khi dẫn vào nhà máy xử lý nước thải, chủ yếu là xử lý
sinh học và tách chất béo đối với khu vực sản xuất bơ và pho mat.
Phát triển : Tối ưu hoá quá trình sản xuất nhằm giảm lượng chất thải.
b. Không khí
Các chất thải đặc biệt phát sinh từ quá trình sản xuất sữa bột được xử lý bằng túi
lọc bụi hoặc máy lọc.
c. Chất thải
Thu gom ở bãi rác thải hoặc thiêu huỷ ở bãi rác thải rắn. ép bao bì đóng
gói thừa trước khi đổ đi. Các dư phẩm được sử dụng trong ngành sản xuất thức ăn
chăn nuôi.
Chế biến dư phẩm thành các sản phẩm phụ phục vụ cho con người. Giảm
thiểu lượng phế thải và tái sinh bao bì đóng gói dư thừa.
Điều kiện đổ chất thải
• Nước
Số lượng các chất gây ô nhiễm được quy đònh theo những giới hạn cụ thể,
được đánh giá trên cơ sở hàng năm và thường được quy đònh cho các trường hợp
đưa chất thải đến nhà máy nước thải đòa phương. Tuy nhiên, những điều kiện cụ
thể ở đòa phương có thể ảnh hưởng tới khả năng đạt các giá trò quy đònh đó. Nước
thải ra cần có pH =6,5. Giới hạn trên của pH cần phải phù hợp với điều kiện của
đòa phương.
Lượng nước tiêu thụ và lượng nước gây ô nhiễm /1 tấn sữa đã qua chế biến
được quy đònh như sau:
Sữa và kem sữa 1-2 m
3
1-1,5 kg BOD
7
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 11
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Bơ và pho mat 2-3 m
3
khoảng 2 kg BOD
7
• Không khí
Hàm lượng chất đặc biệt trong không khí thải ra từ khâu sản xuất sữa bột
dao động tuỳ theo thiết bò được sử dụng và các yếu tố khác nhau của quá trình
sản xuất. Vò trí nhà máy có thể là yếu tố ảnh hưởng. Tuy nhiên, giá trò giới hạn
của chất này là 100mg/nm
3
ntp gas khô.
d.Tiếng ồn
Mức độ tiếng ồn bên ngoài khu dân cư không vượt quá quy đònh sau:
Nhà máy mới Nhà máy đang hoạt động
• Ban ngày (07.00-18.00) 50 dB (A)55 dB (A)
• Buổi tối (18.00-22.00)
• Chủ nhật và ngày lễ: 45 dB (A) 50 dB (A)
• Ban đêm (22.00-07.00) 40 dB (A) 45 dB (A)
2.4. TÍNH CHẤT VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI
2.4.1. Tính chất vật lý của sữa tươi
Sữa tươi có màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước có vò
đường nhẹ và có mùi ít rõ nét. Sữa thường có những tính chất sau:
• Mật độ quang ở 15
0
C :1,03÷1,034
• Tỷ nhiệt : 0,93
• Nhiệt độ đông đặc : - 0,55
0
C
• pH : 6,5÷6,6
• Độ acid tính bằng độ Donic -
0
D :16÷18
• Chỉ số khúc xạ ở 20
0
C : 1,35
2.4.2. Cấu trúc hóa lý và thành phần hóa học của sữa tươi
Sữa bao gồm hai thành phần chính là chất khô và nước.
• Nước: Nước tồn tại trong sữa ở hai dạng nước tự do và nước lên
kết trong đó nước tự do chiếm 96÷97% tổng lượng nước.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 12
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Nước tự do phân bố tương đối đồng đều trong sản phẩm và có thể bốc hơi
trong quá trình cô đặc sấy đây là cơ sở để sản xuất ra các loại sản phẩm từ sữa
khác nhau như sữa cô đặc, sữa bột phomat ...
Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3÷4%, hàm lượng nước liên kết phụ
thuộc vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic,
polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như:-NH
2
, -COOH,
-OH, =NH, -CO.
• Chất khô: Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần
còn lại của sữa trừ nước.
Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các
loại vitamin, acid, enzym...
a.Chất béo:
Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất
béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A,D,E). Ðối với các
sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vò trạng thái của sản phẩm
• Phân loại:
Chất béo trong sữa gồm hai 2 loại: đơn giản và phức tạp
+ Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35÷45 g/l gồm acid béo no và không
no như: acid oleic, acid palmitic, acid stearic.
+ Chất béo phức tạp: Thường chứa một ít P, N, S trong phân tử, các chất
béo phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin và
xephalin.
• Đặc tính hoá lí của chất béo:
+ Mật độ quang ở15
0
C : 0,91÷ 0,95
0
C
+ Nhiệt độ nóng chảy : 31÷36
0
C
+ Nhiệt độ đông đặc : 25÷30
0
C
+ Chỉ số iod : 25÷45
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 13
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
+ Chỉ số xà phòng hoá : 218÷235
+ Chỉ số acid bay hơi không hoà tan : 1,5÷3
+ Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462
• Cấu trúc:
Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình
cầu hoặc ôvan có đường kính 2÷10 µm.
Cấu trúc tiểu cầu béo: không đồng nhất, nhân là triglyxerit có điểm nóng
chảy thấp giàu acid oleic và luôn ở dạng lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi
trường. Phần ngoại vi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iot rất thấp
(5-6) nhưng có điểm nóng chảy cao có thể đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vỏ
bọc tiểu cầu béo là một màng protit có cấu tạo phức tạp gồm 2 phần: phần có thể
hòa tan được và phần không thể hoà tan được trong nước. Bề mặt bên trong của
màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất phospholipit có thành
phần chủ yếu là lexitin và xephalin. Màng tiểu cầu béo còn chứa nhiều chất khác
như sắt, đồng (các chất xúc tác sinh học), các enzym nhất là enzym phosphataza
mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzym reductaza có trong phần
không hoà tan được.
Trong quá trình làm lạnh các tryglyxerit ngoại vi bắt đầu kết tinh từ 6-7
0
C
gây ra sự co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu béo
bò phá vỡ và có thể bò kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo.
Ở nhiệt độ lạnh tất cả các chất béo hầu hết được tập trung ở bề mặt và thành từng
khối.
Khi đun nóng sữa trên 65
0
C protein của màng bò biến tính và tất cả các
glyxerit đều trở thành dạng lỏng. Chất béo hoàn toàn bò nóng chảy và xuất hiện
màng cream đồng thời gây ra sự kết dính ở bề mặt của các cầu béo.Do vậy, có
thể nói màng có tính chất bảo vệ chất béo khỏi những biến đổi.
b. Protein:
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 14
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid
amin đặc biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt
trong sữa tính theo % chất khô như sau:
Alanin : 3% Prolin :11,3% Phenylamin :5%
Valin :7,2% Cystin và cystein : 0,34% Methionin :2,8%
Lơxin :9,2% Serin :6,3% Treonin :4,9%
Izolơxin :6,1% Tryptophan : 1,7% Arginin :4,1%
Histidin :3,1% lysin :8,2% Acid aspartic:7,1%
Acid glutamic :22,4% Tyrosin :6,3%
* Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm:
- Cazein toàn phần chứa : 26 ÷ 29 g/l
- Lactoglobulin : 26 ÷ 29 g/l
- Lactalbumin: 2,4 ÷ 4 g/l
- Imunoglobulin: 0,8 ÷ 1,5g/l
- Và một số thành phần khác
Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất
của sữa.
Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷
200µm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở
thể lắng như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ
quá trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH=4,6).
Điều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự
không đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có α, β, λ cazein .α-
cazein chiếm 60% cazein toàn phần, β-cazein chiếm 30% cazein toàn phần, λ-
cazein chiếm 4-10% cazein toàn phần. Khi nhiệt độ vượt quá 75-80
0
C có sự biến
tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành
canxi triphosphat không hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 15
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
phosphocazein và các muối khoáng hoà tan.
c. Đường:
Đường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng
50g/lit sữa tồn tại ở hai dạng α -lactoza và β- lactoza. Khi có sự thay đổi về
nhiệt độ thì có sự chuyển hoá từ dạng này sang dạng kia và ngược lại.
Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng
kém hơn. Độ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau
(g/100gH2O):
Bảng 2: Độ hoà tan trong nước của lactoza
Nhiệt độ (
0
C) α-lactoza β-lactoza
0
25
39
100
5
8,6
12,6
70
45,1
45,1
45,1
94,7
Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100
0
C thì không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi
lớn hơn 100
0
C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự
xuất hiện các Melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza. Trên
150
0
C người ta nhận thấy được màu vàng và ở 170
0
C thì có màu nâu đậm hình
thành bởi quá trình caramen hoá.
Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể
tạo thành các sản phẩm khác nhau có lợi. Một trong những biến đổi thường gặp
và quan trọng nhất là sự tạo thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic
đây chính là cơ sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men:
C
12
H
22
0
11
.H
2
0 → 4CH
3
-(CH
2
)
2
-COOH
d.Các muối khoáng:
Do trong sữa có mặt có các cation K
+
, Na
+
, Mg
2+
, Ca
2+
... và các anion của
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 16
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
các acid phosphoric, limonic, clohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác
nhau. Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat.
Trong tất cả muối trên muối Canxi có ý nghóa rất lớn đối với con người đặc
biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở
dạng cơ thể dễ hấp thụ.
Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca
2+
của các muối hoà tan được
phân ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn đònh
của sữa. Sự tăng lên của Ca
2+
làm tăng khả năng bất ổn đònh của sữa khi đun
nóng hoặc dưới tác dụng của các men dòch vò. Muối canxi có ý nghóa lớn đối với
con người, đặc biệt là trẻ em. Muối canxi có ý nghóa quan trọng trong chế biến
các sản phẩm sữa. Khi sữa có hàm lượng canxi thấp, sữa sẽ không bò đông tụ
hoặc đông tụ rất chậm. Ngược lại, nếu sữa có hàm lượng canxi cao thì sẽ bò đông
tụ bởi renin nhanh hơn nhưng quện sữa (gel đông tụ) lại không mòn. Trong sữa
canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat, canxi phosphat, canxi limonat...
Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%).
Tỷ lệ K / Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ. Muối kali và natri có tác
dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái
bình thường.
Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác
dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa.
Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghóa đối với sự tạo thành các
chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. Trong thành phần chủng
vi sinh vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm.
Các vi khuẩn này, trong quá trình hoạt động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic để
tạo thành các diaxetyl, axetoin, các acid bay hơi...
Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa. Các muối hòa tan
của acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 17
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
e.Acid hữu cơ:
Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như : acid citric, lactic, axetic ... Trong
đó, acid citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho các
sản phẩm bơ nhờ vào quá trình sau:
Hình 2: Quá trình tăng thêm mùi thơm cho các sản phẩm Bơ
f. Các chất xúc tác sinh học:
• Vitamin :
Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàm
lượng không lớn lắm.
Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà
tan của chúng trong nước hay chất béo.
+ Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm
trong thành phần của mỡ sữa.
+ Nhóm vitamin hoà tan trong nước : B, C, PP.
• Các enzym:
Các enzym tồn tại trong sữa có ý nghóa lớn trong công nghệ chế biến sữa
và các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzym trong sữa được chia làm
hai nhóm chính.
+ Nhóm enzym thuỷ phân : gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza,
amylaza. Trong đó, vai trò của các enzym lipaza có tính quyết đònh đến quá trình
chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid
béo và glyxerin có pH = 9,4.
+ Nhóm enzym oxy hoá : gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các
enzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
g.Các vi sinh vật có trong sữa:
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 18
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Acid citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen
glycol
VK lactic
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Gồm : Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
+ Nấm men : Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9µm.
Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi.
+ Nấm mốc : Chủ yếu là Muco va Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomát dạng nhão. Ngoài
ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia.
Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt
của môi trường nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và
trong sữa tạo acid lactic
+ Vi khuẩn : Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó
không vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa : Coccus, Bacterium,
Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin... quan trọng nhất là vi
khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu sau:
 Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện.
 Không sản sinh ra enzym catalaza và vậy chúng không phân
hủy nước oxy già.
 Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.
 Ít hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng đôi khi
trong phomat các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng
trong việc phá hủy thành phần casein.
 Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
+ Vi sinh vật gây bệnh:
Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng
samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial. . .
2.4.3. Yêu cầu xử lý
Nước thải sản xuất sữa ô nhiễm hữu cơ cao (BOD và COD cao). Hàm
lượng N và P trong nước thải gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 19
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
nước thải, làm thiếu oxy trong nước, ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật,
xảy ra quá trình phân hủy kò 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 chòu.
Ngoài ra nước thải còn chứa một số chất tẩy rữa từ quá trình vệ sinh nhà,
máy móc, thiết bò… Các chất tẩy rửa (ví dụ Acid nitric, lye), chất sát khuẩn (ví dụ
perocid hydro, acid acetic, Natrihypochlorid), các chất để trung hoà ( acid
sulfuric, acid nitric), các chất làm lạnh (CFC, amoniac), các sản phẩm dầu
khoáng.
a. Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:
Streptococcus Thermophillus, được coi là tác nhân của sự hình thành axit
và quá trình chín của phomát.
Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus
cremoris và Streptococcus lactic,là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài
của chúng sản sinh ra các kháng sinh. Clostridium tác nhân của sự phồng lên của
phomat.
Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình , lên men
các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp chất
tạo nên hương thơm tự nhiên của bơ.
b. Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường :
Ở 60
0
C và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật
bò tiêu diệt. Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các
trực khuẩn ) vẫn tồn tại. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử
của chúng chỉ có thể bò tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100
0
C rất
nhiều.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 20
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Vì vậy cần có biện pháp kiễm soát ô nhiễm nước thải, trong đó xử lý nước
thải là một trong những yêu cầu hết sức cần thiết.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 21
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Chương 3.
TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Để xử lý nước thải thường ứng dụng các phương pháp xử lý như sau: xử lý
cơ học, hóa học, hóa – lý và sinh học. Nếu việc xả nước thải vào nguồn nước với
yêu cầu xử lý cao thì tiến hành bước xử lý bổ sung sau khi đã xử lý sinh học.
Trong quá trình xử nước thải ở các công xử lý khác nhau có tạo ra một
lượng lớn các loại cặn: rác ở song chắn rác, cát ở bể lắng cát, cặn tươi ở bể lắng
đợt 1, bùn hoạt tính dư (hoặc màng sinh vật) ở bể lắng đợt 2, cặn ở bể tiếp xúc…
cặn cần xử lý hợp lý để không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.
3.1. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
Xử lý cơ học nhằm mục đích
- Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn
(rác, nhựa, dầu mỡõ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải.
- Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh…
- Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
- Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bò và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá
trình xử lý hoá lý và sinh học .
3.1.1. Song chắn rác
Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tùy
theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 22
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
mòn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song
chắn rác mòn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Rác có thể lấy bằng
phương pháp thủ công hoặc thiết bò cào rác cơ khí.
3.1.2. Bể lắng cát
Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô
cơ khác có kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho
bơm khỏi bò cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến
công trình sinh học phía sau.
3.1.3. Bể lắng
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn
hình thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong
quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được
phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng.
3.1.4. Quá trình lọc
Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể
loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước
thải, thường sử dụng trong trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao.
3.2. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ
3.2.1. Keo tụ
Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10
-4
mm thường không thể tự lắng được
mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng
biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử
lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và
dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng
lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng.
Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích
hợp như : phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
, phèn sắt loại FeSO
4
, Fe
2
(SO
4
)
3
hoặc loại FeCl
3
.
Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dòch hòa tan.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 23
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
3.2.2. Tuyển nổi
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha
lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập
hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên
bề mặt.
3.2.3. Hấp phụ
Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không
hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bò
hấp thụ) sẽ đi từ pha lỏng (hoặc pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung
chất trong dung dòch đạt cân bằng. Các chất hấp phụ thường sử dụng: than hoạt
tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicagen, keo nhôm.
3.2.4. Trao đổi ion
Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion
trong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn … cũng như các hợp chất của asen,
photpho, xyanua, chất phóng xạ. Thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm khử
cứng và khử khoáng.
3.3. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có
trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như: H
2
S, sulfide, ammonia, … dựa
trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số
khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Một cách tổng quát,
phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại :
- Phương pháp kỵ khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều
kiện không có ôxy.
- Phương pháp hiếu khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong
điều kiện cung cấp ôxy liên tục.
3.3.1. Phương pháp sinh học nhân tạo
a.Quá trình kỵ khí
* Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 24
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa –
Công ty TNHH CP Việt Nam. Công suất 250m
3
/ ngày
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn
và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp
được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước. Bùn tuần
hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng
của vi sinh vật khá chậm.
* Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)
Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế
do hai đặc điểm chính sau :
- Cả ba quá trình phân hủy-lắng bùn-tách khí được lắp đặt trong cùng một công
trình.
- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa
so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng
Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu
điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như :
- Ít tiêu tốn năng lượng vận hành.
- Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn.
- Bùn sinh ra dễ tách nước.
- Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng.
- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane.
* Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa
carbon trong nước thải. Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên
xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát
triển. Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bò rửa trôi
theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100
ngày).
b.Quá trình hiếu khí
 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh 25
SVTH: Đặng Thò Hồng Ngọc – MSSV: 103108131

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×