Đồ án xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa bằng phương pháp sinh học docx

Muốn vậy thì được xử lý sinh học phải thoả mãn cácđiều kiện sau:  Nước thải không có chất độc với vi sinh vật như các kim loại nặng, dẫn xuấtphenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc

Mục lục

mở đầu 2

Phần I - Tổng quan tài liệu 3

I - Khái niệm và phân loại nước thải 3

I.1 Khái niệm nước thải 3

I.2 Phân loại nước thải 3

II - Các phương pháp xử lý nước thải 3

II.1 Phương pháp xử lý cơ học 3

II.2 Phương pháp hoá học 4

II.3 Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học 4

III - Quá trình phân hủy yếm khí nước thải 7

III.1 Cơ chế của quá trình 7

III.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình 9

Phần II - Đề xuất qui trình xử lý 11

I - Thông tin về nguồn nước thải cần xử lý 11

I.1 Dây chuyền sản xuất và dòng thải 11

I.2 Phân tích đặc điểm nguồn nước thải 12

I.3 Yêu cầu xử lý 12

II - Lựa Chọn phương pháp xử lý nước thải 12

III - Lựa Chọn Thiết bị xử lý 13

III.1 Thiết bị xử lý 13

III.2 Bể lắng đứng 13

III.3 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 14

IV - Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải 16

IV.1 Sơ đồ dây chuyền 16

IV.2 Thuyết minh 16

Phần III - Tính toán thiết kế 19

I - Bể lắng sơ cấp 19

I.1 Vận tốc giới hạn 20

I.2 Khối lượng cặn tạo thành 20

I.3 Tính kích thước bể 21

I.4 Tổng hợp thông số bể lắng sơ cấp 23

II - Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 24

II.1 Kích thước bể UASB 25

II.2 Thời gian lưu của nước thải 25

II.3 Lượng bùn yếm khí tạo thành 26

II.4 Lượng biogas tạo thành 26

II.5 Thời gian lưu của bùn 26

II.6 Tải trọng khối của bể UASB 26

Kết luận 28

Tài liệu tham khảo 29

mở đầu

Công nghệ chế biến sữa được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới và gần đây là cả Việt Nam Đây có thể coi là công nghệ truyền thống, cũng có thể coi là công nghệ hiện đại vì lịch sử phát triển của công nghệ này đã có từ rất lâu ở nhiều trường hợp người ta vẫn làm thủ công bên cạnh những sản phẩm được sản xuất theo những quy trình hiện đại

Thế nhưng đằng sau nó, công nghệ chế biến sữa cũng tạo ra một lượng thải không nhỏ cho môi trường, trong đó, nước thải là một thành phần quan trọng cần xử lý Do đó việc xử lý nước thải ở các nhà máy sữa và chế biến sữa phải được quan tâm ngay từ giai đoạn thiết kế.

Trong cuốn đồ án môn học này, em sẽ trình bày về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến sữa tươi tiệt trùng, một ngành trong công nghệ chế biến sữa.

Phần I - Tổng quan tài liệu

I - Khái niệm và phân loại nước thải

I.1 Khái niệm nước thải

Nước thải là nước sau khi đã được sử dụng với các mục đích khác nhau

I.2 Phân loại nước thải

Một trong các cách phân loại nước thải là có thể phân loại nước thải theo nguồngốc phát sinh ra chúng Theo cách phân loại này, có các loại nước thải sau:

 Nước thải sinh hoạt.

Là nước thải được thải từ các khu dân cư, khu hoạt động thương mại, khu vựccông sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

 Nước thải công nghiệp và dịch vụ:

Là nước thải được thải từ các quá trình công nghệ hay dịch vụ có xử dụng nước

và thành phần của nước thải phụ thuộc vào công nghệ hay dịch vụ

 Nước thải của sản xuất nông nghiệp:

Thường là nước tưới tiêu trong trồng trọt hay nước từ các khu vực chăn nuôi vàtrồng trọt: chất hữu cơ, phân hoá học, thuốc trừ sâu

 Nước thải bệnh viện:

Số lượng vi sinh vật lớn và đa dạng, nhiều vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là cácbệnh truyền nhiễm, các hoá chất độc hại, nguy hiểm và có thể có phóng xạ

 Nước từ các hoạt động thương mại như chợ chứa nhiều chất hữu cơ v à rác.

 Nước mưa nhiễm bẩn:

Độ ô nhiễm của nước mưa phụ thuộc vào độ ô nhiễm của môi trường khôngkhí, bề mặt khu vực có nước chảy tràn

II - Các phương pháp xử lý nước thải

Có thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính xử lý như : Xử lý

cơ học, xử lý hóa học, xử lý sinh học

Tùy tính chất của từng loại nước thải mà trong qui trình xử lý, có thể kết hợp cácphương pháp trên để đạt yêu cầu xử lý với hiệu quả cao

II.1 Phương pháp xử lý cơ học

Gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi tínhchất hóa học và sinh học của nó Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệuquả của các bước xử lý tiếp theo

Các phương pháp và thiết bị sử dụng trong xử lý cơ học :

 Song chắn rác : Giúp ngăn chặn các vật cứng, vật nổi đi vào máy bơm, vào các

bể xử lý công đoạn sau

 Bể lắng : giúp loại bỏ các cặn nặng gây cản trở cho các quá trình sinh học trongcác bể xử lý sinh học

 Bể tuyển nổi và vớt bọt : giúp loại bỏ dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt gâycản trở cho các quá trình oxy hóa và khử mầu

 Bể lọc : giúp loại bỏ cặn lơ lửng, làm nước trong trước khi xả vào nguồn tiếpnhận

 Bể điều hòa : để pha loãng và đồng nhất nồng độ các chất trong nước thải chophù hợp trước khi xử lý.

II.2 Phương pháp hoá học

Các phương pháp xử lý nước thải gồm có: Trung hoà, oxy hoá và khử Tất cả cácphương pháp này đều dùng tác nhân hoá học nên là phương pháp gây ô nhiễm thứcấp Người ta sử dụng phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các

hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ trướckhi xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối

để thải vào nguồn nước

Các phương pháp sử dụng trong xử lý hóa học :

 Phương pháp trung hòa : Dùng các tác nhân hóa học hay trộn lẫn nước thải đểđưa PH về khoảng 6,5  8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng chocông nghệ xử lý tiếp theo

 Phương pháp oxy hóa khử : Dùng các chất oxy hóa mạnh để chuyển các chấtđộc hại trong nước thải thành dạng ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước

II.3 Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của các visinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có trong nước thải Quá trìnhhoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoánghóa, trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoánglàm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúngsinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (cóthể là gần như hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ

Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại bỏ các tạp chất thô ra khỏi nướcthải trong các công đoạn xử lý trước đó Đối với các tạp chất vô cơ có trong nướcthải thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các chất sunfit, muối amôn,nitrat… - các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn Sản phẩm của các quá trình phânhủy này là khí CO2, nước, khí N2, ion sunfat…

II.3.1 Điều kiện của nước thải có thể xử lý sinh học

Để cho quá trình chuyển hoá vi sinh vật xảy ra được thì vi sinh vật phải tồn tạiđược trong môi trường xử lý Muốn vậy thì được xử lý sinh học phải thoả mãn cácđiều kiện sau:

 Nước thải không có chất độc với vi sinh vật như các kim loại nặng, dẫn xuấtphenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ hoặc nước thảikhông có hàm lượng axit hay kiềm quá cao, không được chứa dầu mỡ

 Trong nước thải, hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân huỷ so với các chất hữu

cơ chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm lượng BOD/COD

0,5

II.3.2 Nguyên lý của quá trình oxi hoá sinh học

 Cơ chế của quá trình:

Quá trình oxi hoá sinh hoá các chất hữu cơ trong môi trường nước thải chính làquá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các vi sinh vật.

Quá trình này gồm 3 giai đoạn, diễn ra với tốc độ khác nhau nhưng có quan hệchặt chẽ với nhau:

 Giai đoạn khuyếch tán chất hữu cơ từ nước thải tới bề mặt các tế bào vi sinhvật Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và trạng thái thuỷ độngcủa môi trường quyết định

 Giai đoạn chuyển các chất hữu cơ đó qua màng bán thấm của tế bào do sựchênh lệch bên trong và bên ngoài của tế bào

 Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá các chất trong tế bào vi sinh vật để tạo ra nănglượng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới

II.3.3 Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý

Vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học là vi sinh vật Hệ vi sinh vật trongnước nói chung và trong nước thải nói riêng rất đa dạng và phong phú, phụ thuộcvào bản chất của nước và nước thải cũng như các điều kiện về môi trường.Thường tron nước thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật,prôtza…

Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải được xử dụng chủ yếu dưới haidạng:

ô nhiễm, nồng độ oxi hoà tan và mức độ chảy rối

 Màng sinh học ( Màng sinh vật)

Màng sinh học là một hệ thống vi sinh vật phát triển trên bề mặt các vật liẹuxốp, tạo thành màng dày 13 mm Màng sinh học cũng bao gồm các vi khuẩn,nấm, nguyên sinh động vật…

Quá trình xảy ra ở màng sinh học thường được xem như quá trình hiếu khínhưng thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu và yếm khí Khi dòng nước thảichảy trên lớp màng sinh vật, các chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán quamàng và ở đó diễn ra các quá trình trao đổi chất Sản phẩm của quá trình traođổi chất thải ra ngoài qua màng Trong suốt quá trình, oxi hoà tan luôn được bổsung từ không khí Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau một thờigian màng bung ra và được thay thế bằng một lớp màng khác

III.3.4 Các phương pháp sinh học xử lý nước thải

III.3.4.1 Phương pháp hiếu khí

Sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo hoạt động sống của chúng cầncung cấp oxi liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 200C  400C

Phương trình sinh hoá tổng quát các phản ứng oxi hoá sinh hoá ở điều kiện hiếukhí:

E NH O H y xCO O

z y x N O

3 3

E CO NO H C O NH N O

H

C x y z  3  2  5 7 2  2  (2)

Ưu điểm của phương pháp hiếu khí :

 Thời gian xử lý nhanh

 Tải trọng lớn (do tốc độ xử lý nhanh)

 Xử lý triệt để BOD hơn phương pháp yếm khí

 Khử Nitơ trong nước thải tốt hơn phương pháp yếm khí

Nhược điểm của phương pháp hiếu khí :

 Lượng bùn phát sinh lớn

 Yêu cầu BOD đầu vào nhỏ (500 mg/l)

 Khó phân hủy được một số chất béo, Protein, và chất rắn hữu cơ lơ lửng

 Trong điều kiện tự nhiên, xử lý hiệu quả không cao do thiếu oxy

 Trong điều kiện nhân tạo, tốn nhiều năng lượng cho sục khí, khuấy đảoCác công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí :

III.3.4.2 Phương pháp yếm khí

Phương trình sinh hóa tổng quát quá trình phân hủy yếm khí tạo CH4 :

4 2

2

z y x CO z y x O H z y x O

 Có thể xử lý BOD đầu vào lớn (>500 mg/l)

 Phân hủy được các chất béo, Protein, và chất rắn hữu cơ lơ lửng

 Tạo ra khí biogas có thể dùng làm nhiên liệu

Nhược điểm của phương pháp yếm khí :

 Thời gian xử lý chậm

 Thiết bị xử lý lớn

 Cần duy trì ở dải nhiệt độ phù hợp

 Xử lý không triệt để BOD

 Khử Nitơ trong nước thải kém

 Trong quá trình xử lý có sinh ra một số khí có mùi khó chịu

Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí :

 Hồ yếm khí

 Lọc sinh học yếm khí

 Bể ủ khí metan

 Bể UASB

III - Quá trình phân hủy yếm khí nước thải

III.1 Cơ chế của quá trình

Quá trình phân hủy yếm khí là quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ trong điềukiện không có oxy Phân hủy yếm khí gồm có 6 quá trình :

 Lên men các amino axit và đường (2)

 Phân hủy kị khí các axit béo mạch dài và rượu (3)

 Phân hủy kị khí các axit béo dễ bay hơi (trừ axit axetic) (4)

 Hình thành khí metan từ axit axetic (5)

 Hình thành khí metan từ CO2 và H2 (6)

Các quá trình này có thể họp thành 3 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trìnhphân hủy yếm khí chất hữu cơ :

 Giai đoạn thủy phân :

Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzym do vi khuẩn tiết ra, các phứcchất và chất không tan (như polysaccarit, protein, lipid) chuyển hóa thành cácphức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các axit amin, axit béo).Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thướchạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất Chất béo thủy phân rất chậm

 Giai đoạn lên men các axit hữu cơ :

Các hợp chất hữu cơ đơn giản sản phẩm của quá trình thủy phân, các chất béo,polysacarit, protein… sẽ được lên men thành các axit hữu cơ như : axit axetic,lactic, propionic, butyric… và các chất trung tính như : rượu, andehit, axeton,các chất khí như : CO2, H2, H2S, NH3 và một lượng nhỏ khí indol, scatol… Sựhình thành các axit có thể làm pH giảmmạnh Thành phần và tính chất của cácsản phẩm phụ thuộc nhiều vào bản chất, thành phần của các chất ô nhiễm cótrong nước thải, phụ thuộc vào khu hệ vi sinh vật cũng như vào điều kiện môitrường của quá trình hoạt động (to, pH…)

Cơ chế của quá trình tạo axit trong phân hủy yếm khí được chia làm hai dạngchính

 Lên men tạo axit axetic :

2 2 3

6 12

COOH R

COOH CH

ức chế quá trình phân giải yếm khí

 Giai đoạn tạo khí Metan :

Các sản phẩm hữu cơ thu được từ giai đoạn lên men sẽ được khí hóa nhờ các

vi khuẩn metan hóa được gọi chung là vi khuẩn Methanogens Các vi sinh vậtnày có đặc tính chung là chỉ hoạt động trong môi trường yếm khí nghiêm ngặt.Tốc độ sinh trưởng và phát triển của chúng chậm hơn nhiều so với tốc độ sinhtrưởng của các vi sinh vật khác

Khí metan được hình thành chủ yếu theo hai cơ chế : Decacboxyl hóa và khử

CO2 :

 Decacboxyl hóa :

CH3COOH CH4 + CO24CH3CH2COOH 7CH4 + 5CO22CH3(CH2)2COOH 5CH4 + 3CO2

CH3CH2OH 3CH4 + CO2

CH3COCH3 2CH4 + CO2 70% khí metan được tạo thành theo cơ chế này

 Khử CO2 :

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O 4NADH 2 4NAD

CO2 CH4 + 2H2O30% khí metan được tạo thành theo cơ chế này

Trong 2 giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ, COD trong dung dịch hầunhư không giảm COD chỉ giảm trong giai đoạn metan hóa

100% COD

V t ch t h u c ật chất hữu cơ đặc biệt ất hữu cơ đặc biệt ữu cơ đặc biệt ơ đặc biệt đặc biệt c bi t ệt

 21%

 39%

Hình 1.1 : Sự biến đổi các dòng vật chất trong phân hủy yếm khí

Sơ đồ trên mang ý nghĩa tương đối vì không phải tất cả vật chất hữu cơ được chuyểnhóa thành CH4 mà còn khá nhiều vật chất hữu cơ tồn tại trong những sản phẩm trunggian và một phần không nhỏ được chuyển thành các loại khí khác nhau Một phần cácchất hữu cơ không được phân hủy

III.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

 Nhiệt độ

Khác với quá trình sinh học hiếu khí, các vi sinh vật trong xử lý yếm khí, nhất

là vi khuẩn metan rất mẫn cảm với sự biến động của nhiệt độ môi trường Quátrình phân hủy yếm khí phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ của quá trình xử lý Quátrình phân hủy yếm khí thường được tiến hành ở hai chế độ : ưa ấm (30-40oC)

và ưa nóng (55-60oC)

 pH

Các vi sinh vật trong phân hủy yếm khí hoạt động có hiệu qủ trong vùng pHtrung tính 6,5-7,5 và tối ưu trong khoảng 7,0-7,2 Nhưng trong quá trình thủyphân, do tạo ra các axit hữu cơ nên pH có thể giảm xuống dưới mức 6,5 Do đócần có sự điều chỉnh pH hoặc quá trình cấp liệu để đảm bảo pH yêu cầu

 Tải trọng hữu cơ đầu vào

Do tốc độ của quá trình metan hóa chậm hơn so với quá trình thủy phân và lênmen axit hữu cơ nên nếu tải trọng hữu cơ đầu vào quá cao sẽ làm giảm nhanh

pH, đồng thời làm giảm hoạt động của các vi khuẩn metan hóa Ngược lại, tảitrọng hữu cơ quá thấp sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật,dẫn đến quá trình xử lý không có hiệu quả cao

 Quá trình đảo trộn

Đảo trộn có tác động rất lớn đến tốc độ của quá trình phản ứng Một mặt đảotrộn sẽ nâng cao sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và cơ chất, do vậy đẩy nhanh tốc

độ phản ứng Mặt khác, khuấy trộn còn làm các chất khí, sản phẩm của quátrình khí hóa thoát ra, hạn chế ảnh hưởng của chúng tới vi sinh vật.

 Nồng độ các kim loại nặng

Các kim loại nặng khác nhau có ảnh hưởng không giống nhau đến sự phát triểncủa các vi sinh vật yếm khí Chúng có thể gây ngưng trệ hoàn toàn quá trìnhphản ứng

 Các tác nhân khác

Một số tác nhân khác cũng có ảnh hưởng tới quá trình phân hủy yếm khí như :

SO22-, SO42-, clorin, …

Phần II - Đề xuất qui trình xử lý

I - Thông tin về nguồn nước thải cần xử lý

I.1 Dây chuyền sản xuất và dòng thải

Ti p nh n nguyênếp nhận nguyên ật chất hữu cơ đặc biệt

li uệt

L m l nhàm lạnh ạnh

B o qu n l nhảo quản lạnh ảo quản lạnh ạnh

Chu n hóaẩn hóa

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m l nhạnh

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m l nhạnh

S a th t thoátữu cơ đặc biệt ất hữu cơ đặc biệt

Nước rửa vệ sinh, sữa thấtc thanh trùng

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m l nhạnh

S a th t thoátữu cơ đặc biệt ất hữu cơ đặc biệt

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m nóng

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m nóng

Nước rửa vệ sinh, sữa thấtc thanh trùng

Nước rửa vệ sinh, sữa thất àm lạnhc l m l nhạnh

Nước rửa vệ sinh, sữa thất ửa vệ sinh, sữa thấtc r a chai, s a th t thoátữu cơ đặc biệt ất hữu cơ đặc biệt

I.2 Phân tích đặc điểm nguồn nước thải

Theo dây chuy n s n xu t ó, có th xác ền sản xuất đó, có thể xác định nguồn nước thải từ các quá ảo quản lạnh ất hữu cơ đặc biệt đ ể xác định nguồn nước thải từ các quá định nguồn nước thải từ các quánh ngu n nồn chờ rót ước rửa vệ sinh, sữa thấtc th i t các quáảo quản lạnh ừ các quátrình ch bi n bao g m :ếp nhận nguyên ếp nhận nguyên ồn chờ rót

(kg/m 3 )

Tiếp nhận sữa, rửa các can đựng sữa, dọn dẹp vệ sinh 0,31

Làm lạnh sữa, tích trữ, rửa các thùng chứa và dẫn nước 0,23

Lượng nước thải chủ yếu là các loại nước rửa vệ sinh với thành phần chứa nhiềuđường, sữa, protein do thất thoát

Tính chất của dòng thải được xác định như sau :

 Lưu lượng Q = 500 m3/ngày.đêm

I.3 Yêu cầu xử lý

Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B theo TCVN

II - Lựa Chọn phương pháp xử lý nước thải

Sau khi phân tích các đặc điểm của nguồn nước thải cũng như ưu, nhược điểm của

2 phương pháp xử lý sinh học hiếu khí và yếm khí, ta chọn phương pháp xử lý kếthợp qua hai bậc :

- Bậc 1 : Xử lý yếm khí

- Bậc 2 : Xử lý hiếu khí

Chọn xử lý bậc 1 bằng phương pháp yếm khí vì các lý do sau :

 Hàm lượng BOD5 trong nước thải ban đầu cao (1000 mg/l) phù hợp với

xử lý yếm khí hơn Trong phân hủy yếm khí, phần lớn chất hữu cơ đượcphân hủy thành các khí bởi vậy lượng bùn phát sinh nhỏ hơn nhiều so với

xử lý hiếu khí Bùn phát sinh do phân hủy yếm khí ít hơn, nhầy hơn, dễdàng tách nước hơn so với bùn hiếu khí.

 Trong nước thải có nhiều chất hữu cơ không tan hoặc ở dạng khóchuyển hóa, chỉ có thể phân hủy bằng phương pháp yếm khí

Xử lý yếm khí còn có nhiều ưu điểm như : ít tốn năng lượng cho sục khí như xử lýhiếu khí, khí metan tạo ra có thể dùng làm nguồn nhiên liệu, chi phí xử lý thấp…nhưng nó cũng còn những hạn chế như :

 Thời gian xử lý dài

 Không phân hủy được triệt để các chất hữu cơ như phân hủy hiếu khí(BOD của nước thải sau xử lý yếm khí chỉ giảm xuống được 80mg/l)

 ít khử được nitơ

Vì thế, ta bổ xung công đoạn xử lý bậc 2 bằng phương pháp hiếu khí nhằm khắcphục những hạn chế trên :

 Thời gian xử lý nhanh

 Tăng hiệu quả xử lý chất hữu cơ (giảm BOD xuống đạt tiêu chuẩn)

 Khử nitơ hiệu quả hơn

Do công đoạn xử lý bậc 1 đã giảm cơ bản hàm lượng chất hữu cơ (90-95%) nêncũng khắc phục được hạn chế của xử lý hiếu khí ở công đoạn 2 là lượng bùn phátsinh giảm đáng kể

III - Lựa Chọn Thiết bị xử lý

III.1 Thiết bị xử lý

Chọn bể lắng sơ cấp và thứ cấp là loại bể lắng đứng, có ống phân phối trung tâm.Chọn thiết bị xử lý kị khí là bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) vì :

- Hiệu suất xử lý cao

- Kết cấu và vận hành đơn giản

- Do vị trí dòng vào phun từ dưới lên, cùng với sự tạo khí trong quá trình hoạtđộng của bể nên lớp bùn có thể tự phân tán và tiếp xúc với chất nền màkhông tốn năng lượng cho khuấy đảo

- Do sinh khối vi sinh vật được giữ lại trong bể, không mất đi theo dòng ranên thời gian lưu bùn tăng, mật độ sinh khối trong bể cao, hiệu quả xử lý lớnhơn

- Do tính linh động của lớp bùn nên bể UASB không sợ bị tắc như các bểphân hủy yếm khí bằng vi sinh vật dính bám trên lớp đệm

- Trở lực nhỏ, ít tốn năng lượng cho bơm

- Giá thành rẻ hơn các phương pháp yếm khí khác

Chọn thiết bị xử lý hiếu khí là bể aeroten vì :

- Hiệu quả xử lý cao

- Loại bỏ nốt Nitơ trong nước thải

III.2 Bể lắng đứng

B có th xây b ng g ch ho c b ng bêtông c t thép, thể xác định nguồn nước thải từ các quá ể xác định nguồn nước thải từ các quá ằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép, thường có mặt bằng hình ạnh ặc biệt ằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép, thường có mặt bằng hình ốt thép, thường có mặt bằng hình ườ rótng có m t b ng hìnhặc biệt ằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép, thường có mặt bằng hìnhtròn Gi a b có ng trung tâm ữu cơ đặc biệt ể xác định nguồn nước thải từ các quá ốt thép, thường có mặt bằng hình đưa nước rửa vệ sinh, sữa thấtc v o t trên xu ng, nàm lạnh ừ các quá ốt thép, thường có mặt bằng hình ước rửa vệ sinh, sữa thấtc ra kh i ngỏi ống ốt thép, thường có mặt bằng hìnhtrung tâm s tách c n, n i lên trên v ra ngo i qua máng thu xung quanh b ,ặc biệt ổi lên trên và ra ngoài qua máng thu xung quanh bể, àm lạnh àm lạnh ể xác định nguồn nước thải từ các quá

c n l ng xu ng áy b v ặc biệt ắng xuống đáy bể và được định kỳ rút ra ốt thép, thường có mặt bằng hình đ ể xác định nguồn nước thải từ các quá àm lạnh được định kỳ rút ra định nguồn nước thải từ các quác nh k rút ra.ỳ rút ra

Hình 2.1 : Sơ đồ mặt cắt bể lắng đứng

III.3 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

III.3.1 Cấu tạo bể UASB

Bể có thể xây bằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép, thường có mặt bằng hình chữnhật Để tách khí khỏi nước thải, trong bể có gá thêm các tấm phẳng đặt nghiêng

so với phương ngang ≥35o

Hình 2.2: S ơ đặc biệt đồn chờ rót ặc biệt ắng xuống đáy bể và được định kỳ rút ra ể xác định nguồn nước thải từ các quá m t c t b UASB

1 - Đường ống đẫn nước thải vào 2 - Bộ phận đo và chỉnh pH

3 - Định lượng chất dinh dưỡng N,P nếu cần 4 - Vùng phản ứng yếm khí

1

2 3

5 - Cửa tuần hoàn lại cặn lắng 6 - Tấm chắn khí

7 - Cửa dẫn hỗn hợp bùn và nước sau khi tách khí 8 - Vùng lắng bùn

11 - Đường nước sau xử lý 12 - Thùng chứa khí

13 - ống dẫn khí đi sử dụng 14 - ống dẫn bùn thải

III.3.2 Hoạt động của bể UASB

Nước thải sau khi điều chỉnh pH trong bể điều hòa, được dẫn theo ống dẫn vào hệthống phân phối đều trên diện tích đáy bể Nước thải từ dưới lên với vận tốc v =0,60,9 m/h Hỗn hợp bùn kị khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan trong nướcthải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (7080% metan, 2030%cacbonic) và nước Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí được sinh ra và nổi lên bềmặt làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng Khi hạtcặn nổi lên va phải tấm chắn (6) bị tách khỏi bọt khí và vỡ ra, khí thóat lên trên,cặn rơi xuống dưới Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí qua cửa (7) vào ngăn lắng.Hạt bùn cặn trong ngăn lắng được lắng xuống dưới qua cửa (5) và tuần hoàn trở lạivùng phản ứng yếm khí Nước trong được thu vào máng thu (9) bên trên và dẫnsang bể xử lý hiếu khí (xử lý cấp 2) Khí biogas được thu về thùng chứa rồi theoống dẫn khí đốt đi ra ngoài

Bùn trong bể được hình thành hai vùng rõ rệt : ở chiều cao khỏang 1/4 tính từ đáylên, lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ có nồng độ 57%; phía trên lớp này

là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 10003000 mg/l gồm các bông cặn chuyển độnggiữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống Bùn trong bể là sinhkhối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ Nồng

độ cao của bùn hoạt tính trong bể cho phép bể làm việc với tải trọng chất hữu cơcao

Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc có hiệu quả đòi hỏi thờigian vận hành khởi động từ 3 đến 4 tháng Nếu cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩntạo metan trước với nồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực < 1/2 côngsuất thiết kế, thời gian khởi động có thể rút xuống còn 23 tuần

Lượng cặn dư bằng 0,150,2% lượng COD, tức bằng một nửa cặn được sinh ra sovới khi xử lý hiếu khí Cặn dư định kỳ xả ra ngoài và có thể tiếp tục đưa đi làmkhô

Công trình xử lý UASB được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải có hàmlượng các chất ô nhiễm hữu cơ cao Xử lý yếm khí thường không đạt được nồng

độ đầu ra thấp do khi hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải giảm sẽ làm giảmkhả năng trao đổi chât của vi sinh vật phân giải yếm khí

Bể UASB thường được bố trí trước các hệ thống xử lý hiếu khí để làm giảm hàmlượng chất ô nhiễm đến nồng độ thích hợp trước khí tiến hành xử lý hiếu khí Tốc

độ dòng nước chuyển động đi lên trong hệ thống phải được tính toán để quá trình

xử lý được vận hành tốt, thông thường vận tốc của dòng nước chuyển động đi lênvào khoảng 0,6 đến 0,9 (m/h)

IV - Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải

IV.1 Sơ đồ dây chuyền

Hình 2.2 : Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải

1 – Bể điều hòa 2 – Bể lắng sơ cấp 3 – Bể UASB

4 – Bể Aeroten 5 – Bể lắng thứ cấp 6 – Bể khử trùng

7 – Bể thu bùn

IV.2 Thuyết minh

Nước thải qua song chắn rác (1) được tách bỏ rác, vào hố thu (2) rồi qua bể táchdầu mỡ (3) Tại đây, dầu mỡ có trong nước thải sẽ được tách ra Tiếp đó, nước thải

đổ vào bể điều hòa (4), có tác dụng điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ các chấttrong nước thải, ngoài ra, trong bể còn tiến hành quá trình trung hòa nước thải vàtăng tính đệm của nước thải Nước thải tiếp tục qua bể lắng sơ cấp (5) để loại bỏcác cặn mịn rồi vào bể UASB (6), nước thải sẽ được xử lý cấp 1 bằng phươngpháp kị khí và sinh khí metan trong bể này Sau đó, nước chuyển sang bước xử lýcấp hai bằng phương pháp hiếu khí trong bể aeroten (7) có sục khí Nước ra khỏi

bể aeroten được cho qua bể lắng thứ cấp (8) để loại bỏ bùn hoạt tính bị cuốn theonước Cuối cùng, nước qua bể khử trùng (9) bằng clo trước khi đổ vào nguồnnhận Bùn hoạt tính sau lắng được đưa vào bể thu bùn (10), một phần cho hồi lưulại bể aeroten, phần bùn dư còn lại được nén, phơi để tách nước rồi đem làm phânbón Nước tách bùn được đổ trở lại bể điều hòa

 Song chắn rác – Lưới chắn rác

Nước thải của các công đoạn chế biến được thu gom chảy vào hệ thống xử lý nướcthải dẫn qua song chắn rác và lưới chắn rác Đây là nơi xử lý sơ bộ nhằm giữ làmcác vật thô như : que vụn, rẻ rách, vỏ đồ hộp, giấy bao bì, mẩu gỗ, đá vụn Kíchthước của khe lưới chắn rác nhỏ hơn so với kích thước song chắn rác để có thể loạibớt được cát hạt có kích thước nhỏ hơn

 Bể điều hoà lưu lượng

Việc bố trí bể điều hoà lưu lượng là rất cần thiết Nước thải sau khi qua song chắnrác sẽ theo đường ống dẫn chảy tự động sang bể điều hoà lưu lượng để duy trìdòng thải ổn định gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự daođộng lưu lượng nước thải gây ra Ngoài ra, bể điều hoà sẽ kết hợp khuấy trộn

2

45

7

6Ngu n nh nồn chờ rót ật chất hữu cơ đặc biệt

Nước rửa vệ sinh, sữa thấtc th iảo quản lạnh

X ửa vệ sinh, sữa thất lý bùn

nhằm mục đích san bằng cả lưu lượng và nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải;giúp cho quá trình xử lý sinh học được vận hành liên tục và ổn định Trong quátrình này sẽ kết hợp tuyển nổi, tách một số tạp chất nổi như chất béo, chất hoạtđộng bề mặt gây cản trở cho các quá trình xử lý sinh học.

 Bể lắng sơ cấp

Nước thải nhà máy chế biến sữa chứa nhiều cặn lơ lửng các chất dạng keo và hoàtan Công đoạn xử lý này nhằm loại bỏ một phần hạt rắn nhằm ổn định hàm lượngcặn lơ lửng trong nước thải trước khi tiến hành xử lý sinh hoc Việc tách một phầncác hợp chất cặn ở giai đoạn này sẽ giúp cho hàm lượng cặn trở nên ổn định, loạiđược các thành phần không có lợi cho vi sinh vật phát triển, đảm bảo quá trình xử

lý sinh học đạt hiệu quả cao

 Bể xử lý yếm khí UASB

Bể xử lý yếm khí UASB có hiệu quả xử lý rất tốt, đặc biệt đối với nước thải cóhàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ cao Việc thiết kế và vận hành dễ dàng, phù hợpvới điều kiện nhiệt độ ấm (30 – 40 oC) Với hàm lượng COD = 1400 (mg/l), BOD5

=1000 (mg/l) thích hợp cho xử lý yếm khí

 Bể Aeroten

Bể Aeroten chỉ hoạt động hiệu quả với hàm lượng chất ô nhiễm không cao Nhưng

nó lại xử lý triệt để các chất thải hữu cơ đến nồng độ thấp Do đó thiết bị xử lýhiếu khí được bố trí ngay sau thiết bị xử lý yếm khí sẽ đảm bảo cho nước thải có

đủ tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận

 Bể lắng thứ cấp

Chức năng bể lắng đứng cấp hai là tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp nước thải,làm cho nguồn nước đạt đủ độ trong và chảy tiếp sang bể tiếp xúc, đồng thời làmđặc bùn ở đáy bể đến nồng độ mong muốn để tuần hoàn một phần trở lại bể

Areoten.

 Bể khử trùng

Nước thải đã được xử lý sinh học ở bể Areoten và lắng cặn ở bể lắng đứng thứcấp, nước bể đã trong sẽ tự chảy sang bể tiếp xúc do chênh lệch cao trình Tại bểnày, nước được khử trùng bằng Clo trước khi xả ra nơi tiếp nhận Khử trùng nướcthải là nhằm phá huỷ, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chưa đượchoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải Để khử trùng nước thải cónhiều phương pháp: Clo hoá, dùng tia tử ngoại, điện phân muối ăn để có Javenkhử trùng, ozon hoá, siêu âm Phương pháp khử trùng được áp dụng là dung dịchClo, Clo có thể dùng khử trùng nước sinh hoạt và nước thải công nghiệp; ngoài tácdụng khử trùng nó có tác dụng làm đông tụ và làm lắng vật chất lơ lửng trongnước thải

Nước thải sau khi được xử lý làm trong được xả vào mương tiếp nhận

 Máy ép bùn - Bể chứa bùn

Bùn thải chứa nhiều vi sinh vật, có hàm lượng ding dưỡng khoáng cao Do đó bùnđược xử lý để phục vụ cho nông nghiệp là rất tốt Bùn ở bể lắng cấp một và haiđược tháo chảy tự động do áp lực thuỷ tĩnh vào bể chứa Từ bể chứa, bùn đượcđưa sang máy ép bùn băng tải

Mục đích của ép bùn :

 Giảm khối lượng vận chuyển bùn ra bãi thải hay nơi sản xuất phân vi sinh

 Cặn khô dễ dàng đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất hơn cặn dạng nước

 Hạn chế lượng nước thải có thể ngấm vào nơi tiếp nhận

 Giảm được mùi khó chịu và gây độc hại cho môi trường

Phần III - Tính toán thiết kế

 Một số ký hiệu thường dùng

Q : Lưu lượng nước thải (m3/ngày); (m3/h);

S : Nồng độ BOD (mg/l) ;

SS : Nồng độ chất rắn lơ lửng (mg/l) ;

t: Thời gian lưu (ngày), (giờ );

Tk : Tải trọng khối (kgBOD/m3.ngày);

F : Tiết diện (m2);

V : Thể tích (m3);

G : Khối lượng (kg);

v: Vận tốc (m/s);

X : Hàm lượng sinh khối (mg/l) ;

N , P : Hàm lượng nitơ, phot pho tổng (mg/l) ;

 : Hệ số chuyển BOD thành sinh khối (mg/mgBOD.ngày);

 : Hệ số tự huỷ yếm khí của bùn (1/ngày);

 : Hệ số khí hoá của bùn yếm khí (m3/kg) ;

I - Bể lắng sơ cấp

Lưu lượng của dòng thải từ nhà máy là : 500 (m3/ngày.đêm), như vậy lượng nướcthải là không lớn Mục đích của bể lắng cấp một chủ yếu nhằm loại các cặn thô vàmột phần cặn dạng lơ lửng (d = 0,1 mm) và một số chất dạng nổi trước khi tiếnhành giai đoạn xử lý sinh học

Các hạt cặn có kích thước d = 0,1 mm có thể tiến hành lắng trọng lực dễ dàng.Thiết bị xử lý sơ bộ ở công đoạn này là bể lắng đứng dạng hình trụ đáy chóp cótháo cặn dưới đáy Bể lắng dạng này có hiệu suất không cao nhưng thích hợp vớidòng thải dưới 2000 (m3/ngày)

Nước thải được đường ống dẫn vào ống trung tâm và chyển động xuống dưới.Phần nước thải và cặn lơ lửng sẽ chuyển động xuống dưới ống trung tâm Khinước thải ra khỏi ống trung tâm sẽ chuyển động đi lên và đi vào các máng thu.Bùn cặn được lắng xuống đáy bể

Các thông số cần thiết kế và tính toán cho bể lắng:

I.1 Vận tốc giới hạn

Khi thiết kế bể lắng, để đảm bảo cho các hạt cặn không bị dòng nước kéo khỏi bểlắng, ta phải tiến hành kiểm tra vận tốc của dòng nước gần máng thu không vượtquá vận tốc giới hạn :

2 1 ) 1 ( 8

d : Đường kính tương đương của hạt (m)

Các hạt cặn có đường kính trung bình : d = 0,1 (mm);( cần loại khỏi dòngnước thải)

f: Hệ số mát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và số Raynold của hạt khilắng Chọn f = 0, 025

 Vận tốc giới hạn :

069 , 0 025

, 0

0001 , 0 8 , 9 ).

1 25 , 1 (

06 , 0

I.2 Khối lượng cặn tạo thành

Ta chọn thời gian lưu của nước trong bể lắng sơ cấp là tn = 1 (h)

Theo công thức thực nghiệm về hiệu quả khử BOD5 và khử cặn lơ lửng của bểlắng sơ cấp :

t b a

t R





Trong đó :

R : Hiệu quả khử BOD5 hoặc SS (%)

t : Thời gian lưu của nước (h)

a,b : Hằng số thực nghiệm chọn theo bảng :

Khử BOD5

Khử SS

0,0180,0075

0,0200,014

 Hiệu quả khử BOD5 của bể lắng sơ cấp :

% 3 , 26 1 020 , 0 018 , 0

 Lượng BOD5 còn lại trong nước thải sau khi qua bể lắng sơ cấp là :

BOD5’ = BOD5  (1 – RBOD) = 1000  (1 – 26,3%) = 737 (mg/l)

 Khối lượng SS được lắng trong 1 ngày là :

GC = XC  Q = 232,5  500 = 116250 (g/ngày) = 116,25 (kg/ngày)Thể tích cặn lắng được tính theo công thức :

P

G V





GC , GV, Gh : trọng lượng cặn tổng, cặn vô cơ, hữu cơ (tấn)

, v, h : tỷ trọng của cặn tổng, cặn vô cơ, hữu cơ (tấn/m3)Hàm lượng cặn cô cơ : 30% Tỷ trọng v= 2,5 (tấn/m3) (II-205)Hàm lượng cặn hữu cơ : 70% Tỷ trọng h= 1 (tấn/m3) (II-205)

% 5 22 , 1

10 25 ,

Chọn vận tốc của dòng nước chuyển động đi lên vnl= 0,0006 (m/s) ;

Lưu lượng dòng thải là Q = 500 (m3/ngày.đêm) ;

 Tiết diện vùng lắng của bể lắng cấp một :

65 , 9 0006 , 0 3600 24

0006 ,

Chọn vận tốc dòng nước trong ống trung tâm là vtt = 20 (mm/s)

 Tiết diện ống trung tâm:

29 , 0 10 20 3600 24

6 , 0 29 , 0 4 4

Chuẩn hóa, chọn đường kính bể lắng là D = 3,6 (m)

 Tiết diện của bể lắng sơ cấp là :

18 , 10 4

6 , 3 4

2 2

9 , 1 12 12

Chọn chiều cao vùng chứa bùn : hb = 0,8 m

Chọn chiều cao ống trung tâm : htt = 2,0 m

Chọn khoảng cách từ miệng ống loe đến tấm chắn : htc = 0,2 m

Chọn chiều cao thành bể nằm trên mặt nước : htb = 0,3 m

 Chiều cao của bể lắng là :

H = h + hb + hth + htc + htb = 2,2 + 0,8 + 0,2 + 0,3 = 3,5 (m)

 Đường kính máng xung quanh bể :

Dm= 0,8  D = 0,8  3,6 = 2,9 (m)Chọn chiều cao máng: hm = 0,3(m)

 Tải trọng theo chiều dài máng thu :

9 , 54 9 , 2

500 Q

500 4 4

T bm (m3/m2.ngày)

I.4 Tổng hợp thông số bể lắng sơ cấp

Nồng độ BOD5 sau lắng cấp một :

BOD5 = 737 (mg/l);

BOD5 = COD/1,4

SS = 500 (1– 46,5%) = 267,5 (mg/l) ;

Trong quá trình lắng ở bể lắng cấp một, cặn lắng chủ yếu là cát và một số hạt cặn

lơ lửng dạng thô, các chất dạng hoà tan và dạng keo không lắng được ở giai đoạnnày Hàm lượng N, P trong nước thải chủ yếu dưới dạng hoà tan NH4 , PO43- vàmột số chất hoà tan khác, do đó hàm lượng N và P trong nước thải sau xử lý sơ bộ

bị giảm không đáng kể

T ng h p thông s b l ng s c pổi lên trên và ra ngoài qua máng thu xung quanh bể, ợc định kỳ rút ra ốt thép, thường có mặt bằng hình ể xác định nguồn nước thải từ các quá ắng xuống đáy bể và được định kỳ rút ra ơ đặc biệt ất hữu cơ đặc biệt

II - Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Khi tính toán và thiết kế bể UASB ta phải xác định được các thông số :

- Kích thước của bể

- Thời gian lưu của nước thải

- Thời gian lưu của bùn

- Lượng bùn tạo thành hàng ngày

- Lượng khí tạo thành hàng ngày

- Tải trọng khối của bể UASB

Nước thải có tỷ lệ COD/BOD5 = 1,4

Nước trước xử lý yếm khí có BOD5 = 737 (mg/l)

Nước trước xử lý yếm khí có COD = 1031,8 (mg/l)

Nước sau xử lý yếm khí có BOD5 = 147,4 (mg/l)

Nước sau xử lý yếm khí có COD = 206,4 (mg/l)

Lượng BOD5 cần xử lý ở giai đoạn này là : 737 – 147,4 = 589,6 (mg/l)

Lượng COD cần xử lý ở giai đoạn này là : 1031,8 – 206,4 = 825,4 (mg/l)

Ta có tỷ lệ BOD : N : P = 589,6 : 20 : 5 = 117,92 : 4 : 1

Lượng P thực tế cần có để vi sinh vật phát triển tốt là :

95 , 2 200

6 , 589





Như vậy không phải bố sung thêm lượng phốt pho

Sau xử lý, lượng phot pho còn lại :

P = 5 – P = 5 – 2,95 = 2,05 (mg/l) ;Lượng N thực tế cần phải có trong nước thải :

69 , 17 3 100

6 , 589

chuyển động đi lên là vU = 0,7 (m/h)

Nồng độ sau xử lý: BOD5  147,4(mg/l)

II.1 Kích thước bể UASB

 Hiệu suất làm sạch:

% 80 8

, 1031

4 , 206 8 , 1031

COD

COD COD

E

 Lượng COD cần khử trong 1 ngày :

G = Q  (CODv – CODr)= 500  (1031,8 – 206,4) = 412,72 (kg/ngày)

 Tải trọng khử COD của bể: a (kg COD/m3.ngày)

Tra bảng (II-196) đối với ngành chế biến sữa : a = 12 (kg COD/m3.ngày)

 Thể tích phản ứng bể UASB :

4 , 34 12

72 , 412

 Tốc độ nước đi lên trong bể : vU = 0,7 m/h

 Diện tích cần thiết của bể :

76 , 29 7 , 0 24

 Chia diện tích bể thành 4 đơn nguyên có tiết diện vuông

 Chiều dài mỗi cạnh đơn nguyên là : 2 , 8

4

76 , 29

4 , 34

H2 – chiều cao phần lắng, lấy H2 = 1,2 m

H3 – chiều cao dự trữ, lấy H3 = 0,2 m

 H = 1,2 + 1,2 + 0,2 = 2,6 (m)

II.2 Thời gian lưu của nước thải

Thời gian lưu của nước :

) ( 65 , 1 (ngày) 06875

, 0 500

4 , 34

h Q

 : Hệ số chuyển BOD thành sinh khối :  = 0,136 (mg/mgBOD)

Sv , Sr : Nồng độ BOD5 trước và sau khi xử lý yếm khí (mg/l)

Vbiogas= .(1 – )(Sv – Sr).Q (m3/ngày )

 : Hệ số khí hóa của bùn :  = 0,4 (m3/kg.ngày)

Lượng biogas tạo thành là :

Vbiogas= 0,4  (1 – 0,136)  (0,737 – 0,1474)  500 = 101,9 (m3/ngày);

II.5 Thời gian lưu của bùn

n r

v

n b

t X S

S

X t t

).(



 : Hệ số chuyển BOD thành sinh khối :  = 0,136 (kg/kgBOD)

 : Hệ số tự hủy của bùn :  = 0,021 /ngày

72 , 2 06875 , 0 3000 021

, 0 ) 4 , 147 737 ( 136 , 0

3000 06875

, 0

II.6 Tải trọng khối của bể UASB

Công thức tính tải trọng khối :

1000

) (

V

Q S S

k



 (kgBOD / m3.ngày)

Tk: tải trọng khối (kgBOD/m3.ngày)

V : thể tích phân huỷ yếm khí (m3)

57 , 8 1000

4 , 34

500 ) 4 , 147 737 (

T ng h p thông s b UASBổi lên trên và ra ngoài qua máng thu xung quanh bể, ợc định kỳ rút ra ốt thép, thường có mặt bằng hình ể xác định nguồn nước thải từ các quá

Lượng khí metan sinh ra m 3 /ngày 101,9

Kết luận

Nhiệm vụ Xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa tươi đối với em khá mới mẻ nhưng trong thời gian vừa qua, em đã tìm hiểu được phần nào về tình trạng ô nhiễm cũng như các biện pháp xử lý nước thải nói chung và nước thải nhà máy sữa nói riêng

Quá trình thiết kế đòi hỏi người kỹ sư phải có kiến thức tổng hợp sâu rộng, không chỉ giới hạn trong chuyên môn của mình mà còn nhiều lĩnh vực khác có liên quan tới môi trường Hiện nay, ngành công nghệ chế biến sữa ngày càng phát triển, nâng cao hiệu quả sản xuất, điều đó có nghĩa là nguồn thải mà nó tạo

ra là nhiều hơn cho môi trường Do đó, việc xử lý nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao như nước thải nhà máy sữa là một thách thức lớn

Là một sinh viên ngành Công nghệ sinh học, em có nguyện vọng được tìm hiểu

về lĩnh vực đầy mới mẻ và khó khăn này Em mong rằng, trong thời gian không

xa ngành công nghệ xử lý nước thải sẽ phát triển mạnh mẽ nhằm kiểm soát được tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra Một môi trường trong sạch sẽ là tiền đề phát triển lớn mạnh của một đất nước