Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê Công ty Minh An với công suất 200m3 ngày.đêm

Trong đó, nước thải là yếu tố cần phải quan tâm hàng đầu.Nước thải chế biến cà phê chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên gây nhiều khó khăntrong quá trình xử lý, ô nhiễm nước thải cà phê là

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾN CÀ PHÊ CHO CÔNG TY MINH AN – CÔNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Kim Thoa

MSSV : 09B1080166 Lớp : 09HMT03

LỜI CAM ĐOAN



Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp là kết quả thực hiện của riêng tôi Nhữngkết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết,khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Xuân Trường

Nội dung đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tảitrên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của đồ án

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là kết quả cuối cùng của quá trình học tập của mỗi sinh viêntrên giảng đường đại học Để đạt được kết quả như ngày hôm nay ngoài sự nỗ lựccủa bản thân còn có sự giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè

Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Kỹ ThuậtCông Nghệ Tp.HCM nói chung và thầy cô Khoa Môi Trường & Công Nghệ SinhHọc nói riêng đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích Đặc biệt là sự giúp đỡnhiệt tình của T.S Nguyễn Xuân Trường, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoànthành Đồ án tốt nghiệp này

Tôi không thể không nhắc đến gia đình đã luôn bên cạnh ủng hộ và giúp tôi cả

về vật chất cũng như tinh thần, là điểm tựa và động lực giúp tôi vươn lên

Cảm ơn Ban giám đốc và toàn thể nhân viên Công ty Minh An đã nhiệt tìnhgiúp đỡ tôi có được những kinh nghiệm thực tế bổ ích

Cuối cùng, tôi cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ và chia sẽ những kinh nghiệm đã họcđược, giúp tôi bổ sung vốn kiến thức của mình

Tôi chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày… tháng… năm 2011

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kim Thoa

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 3

1.1 Cơ sở hình thành đề tài 3

1.3 Mục tiêu của đề tài 4

1.4 Nội dung nghiên cứu 4

1.5 Phạm vi nghiên cứu 5

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY MINH AN 6

2.1 Tổng quan về ngành chế biến cà phê Việt Nam 6

2.1.1 Sơ lược về ngành cà phê 6

2.1.2 Hiện trạng ngành cà phê 11

2.2 Tổng quan về công nghệ chế biến cà phê của Công ty Minh An 12

2.2.1 Thông tin chung về Công ty Minh An 12

2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Công ty Minh An 13

2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Công ty Minh An 13

2.3 Các vấn đề môi trường của nhà máy 20

2.3.1 Ô nhiễm nước thải 20

2.3.2 Chất thải rắn 20

2.3.3 Khí thải 21

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 22

3.1 Tổng quan về nước thải 22

3.1.1 Phân loại nước thải 22

3.1.2 Thành phần chính của nước thải chê biến cà phê 23

3.1.2.1 Đường 23

3.1.2.2 Nhớt 23

3.1.2.3 Các chất hữu cơ 23

3.1.2.4 Hương liệu tư nhiên 23

3.2 Các phương pháp xử lý nước thải 24

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 24

3.2.1.1 Song chắn rác 24

3.2.1.2 Lắng 25

3.2 2 Phương pháp xử lý hóa học - hóa lý 26

3.2.2.1 Trung hòa 26

3.2.2.2 Keo tụ - tạo bông 27

3.2.2.3 Tuyển nổi 28

3.2.2.4 Oxy hóa khử 28

3.2.2.5 Hấp thụ 29

3.2.3 Phương pháp sinh học 29

3.2.3.1 Sinh học kỵ khí 29

3.2.3.2 Sinh học hiếu khí 31

3.3 Công trình xử lý nước thải trong thực tế 34

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO CÔNG TY MINH AN VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 37

4.1 Sự cần thiết của việc xử lý nước thải 37

4.2 Đặc tính của nước thải 37

4.2.1 Công suất của trạm xử lý 37

4.2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau khi xử lý 38

4.3 Các yêu cầu thiết kế khác 39

4.4 Đề xuất phương án xử lý 40

4.4.1 Cơ sở đưa ra phương án xử lý: 40

4.4.2 Phương án được đề xuất 40

4.6 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 46

4.7 Nhận xét về công nghệ xử lý 49

4.7.1 Ưu điểm 49

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 50

5.1 Song chắn rác 50

5.1.1 Nhiệm vụ: 50

5.1.2 Tính toán 50

5.1.2.1 Số khe hở của song chắn trác 51

5.2 Bể thu gom 54

5.2.1.Nhiệm vụ 54

5.2.2 Tính toán 55

5.2.2.1 Tính kích thước bể 55

5.2.2.2 Tính bơm nước thải 55

5.3 Thiết bị lược rác băng tải 57

5.3.1 Nhiệm vụ 57

5.3.2 Tính toán 57

5.4 Bể điều hòa 57

5.4.1 Nhiệm vụ 57

5.4.2 Tính toán 57

5.4.2.1 Tính toán kích thước bể điều hòa 57

5.4.2.2.Tính toán hệ thống cấp khí của bể điều hòa 58

5.4.2.3 Tính toán đường ống dẫn khí vào bể điều hòa 58

5.4.2.4 Tính toán bơm chìm nước thải 59

5.5 Cụm keo tụ tạo bông 61

5.5.1 Nhiệm vụ 61

5.5.2 Tính toán bể keo tụ (trộn cơ khí) 61

5.5.2.1 Tính kích thước bể keo tụ 61

5.5.2.2 Tính cơ cấu khuấy trộn 62

5.5.2.3 Tính toán bơm định lượng phèn 63

5.5.2.4 Tính toán bơm định lượng Polymer 63

5.5.3.Tính toán bể tạo bông (trộn cơ khí) 64

5.5.3.1 Tính kích thước bể tạo bông 64

5.5.3.2 Tính cơ cấu khuấy trộn 65

5.6 Bể lắng hóa lý 66

5.6.1 Nhiệm vụ 66

5.6.2 Tính toán 66

5.6.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm 66

5.6.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước ở bể lắng 67

5.6.2.3 Máng thu: 67

5.6.2.4 Máng răng cưa 68

5.6.2.5 Tính toán hiệu quả xử lý của bể lắng bùn hóa lý 69

5.6.2.6 Công suất của bơm bùn: 69

5.6.2.7 Ống dẫn nước ra khỏi bể lắng 71

5.7 Bể lọc sinh học kỵ khí UAF1 – UAF2 72

5.7.1 Nhiệm vụ 72

5.7.2 Tính toán bể UAF1 73

5.7.2.1 Tính kích thước bể 73

5.7.2.2 Tính toán ống phân phối nước 74

5.7.2.3 Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí 75

5.7.3 Tính toán bể UAF2 76

5.7.3.1 Tính kích thước bể 76

5.7.3.2 Tính toán ống phân phối nước 78

5.7.3.3 Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí: 78

5.8 Bể Aerotank 79

5.8.1 Nhiệm vụ 79

5.8.2 Tính toán 80

5.8.2.1 Tính toán kích thước bể Aerotank: 81

5.8.2.2 Tính lượng bùn dư thải bỏ hằng ngày: 83

5.8.2.3 Xác định tỉ số tuần hoàn bùn: 84

5.8.2.4 Xác định lưu lượng không khí cung cấp cho Aerotank: 85

5.8.2.6 Tính toán máy thổi khí: 87

5.9 Bể lắng II 90

5.9.1 Nhiệm vụ 90

5.9.2 Tính toán 90

5.9.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm: 90

5.9.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng: 91

5.9.2.3 Máng thu: 91

5.9.2.4 Máng răng cưa: 92

5.9.2.5 Công suất của bơm bùn tuần hoàn: 92

5.9.2.6 Công suất của bơm bùn thải bỏ 93

5.10 Bể khử trùng 95

5.10.1 Nhiệm vụ 95

5.10.2 Tính toán 96

5.10.2.1 Tính kích thước bể 96

5.10.2.2 Tính hóa chất khử trùng 97

5.11 Bể nén bùn 98

5.11.1 Nhiệm vụ 98

5.11.2 Tính toán 98

CHƯƠNG 6 KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH XỬ LÝ 100

6.1 Dự toán phần thiết bị và xây dựng 100

6.2 Suất đầu tư cho 1m3 nước thải 113

6.3 Chi phí xử lý 1m3 nước thải 113

6.3.1 Chi phí điện năng tiêu thụ 113

6.3.2 Chi phí hóa chất 115

6.3.2.1 Clorine 115

6.3.2.2 Dinh dưỡng 115

6.3.2.3 Hóa chất nâng pH 115

6.3.2.4 PAC 115

6.3.2.5 Polymer 115

6.3.3 Chi phí nhân công 116

6.3.4 Chi phí bảo dưỡng + phí khác: 116

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118

7.1 Kết luận 118

7.1.1 Ưu điểm của trạm: 118

7.1.2 Nhược điểm của trạm: 118

7.2 Kiến nghị 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

STT THUẬT NGỮ VIẾT TẮC TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT

1 BOD Biochemical Oxygen

Demand

Nhu cầu oxi sinh hóa

2 COD Chemaical Oxygen

Demand

Nhu cầu oxi hóa học

3 DO Dissolved Oxygen Lượng oxi hòa tan

11 SBR Sequencing Batch

Reactor

Bể phản ứng sinh học từng mẻ

12 SS Suspended Soil Chất rắn lơ lửng

13 SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn

14 QCVN Vienam Standard Quy chuẩn Việt Nam

15 UAF Upflow Anaerobic

Fixbed

Bể lọc sinh học kỵ khí vật liệu đệm với dòng hướng lên

16 UASB Upflow Anaetobic

Bảng 2.4: Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 đến 2009/10 12

Bảng 3.1: Thành phần và tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil 24

Bảng 4.1: Các thông số tính toán đầu vào 38

Bảng 4.2 Giá trị giới hạn các hệ thống và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 24:2009/BTNMT 39

Bảng 4.3 Hiệu quả xử lý của các công trình tiêu biểu 41

Bảng 4.4: Hiệu quả của một số quá trình kỵ khí trong xử lý nước thải công nghiệp .42

Bảng 4.5 So sánh hai phương án xứ lý đã đề xuất 45

Bảng 5.1 Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài vào công trình TCVN 51- 84 50

Bảng 5.2 Tóm tắc số liệu thiết kế SCR tóm tắc như sau: 54

Bảng 5.3 Tóm tắc thông số ô nhiễm nước thải sau khi qua song chắn rác 54

Bảng 5.4 Tóm tắc thông số của bể thu gom 56

Bảng 5.5 Tóm tắc thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể thu gom 56

Bảng 5.6 Tóm tắt thông số của bể điều hòa 60

Bảng 5.7 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể điều hòa 60

Bảng 5.8 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở 200C 69

Bảng 5.9 Tóm tắt thông số của bể lắng hóa lý 71

Bảng 5.10 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể lắng hóa lý 72

Bảng 5.11 Tóm tắc thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể UAF1 73

Bảng 5.12 Tóm tắt thông số của bể UAF1 76

Bảng 5.13 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể UAF2 76

Bảng 5.14 Tóm tắt thông số của bể UAF2 79

Bảng 5.15 Tóm tắt thông số ô nhiễm của nước thải sau khi qua bể Aerotank 80

Bảng 5.16 Tóm tắt thông số của bể Aerotank 89

Bảng 5.17 Tóm tắt thông số của bể lắng II 95

Bảng 5.18 Tóm tắt thông số của bể khử trùng 97

Bảng 5.19 Tóm tắt thông số bể nén bùn: 99

Bảng 6.1 Phí xử lý cho 1m3 nước thải 116

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cây cà phê Tây Nguyên 6Hình 2.3: Trái cà phê 7Hình 2.2: Hoa cà phê 7

Hình 2.5: Tải nguyên liệu vào 17

Hình 2.6: Phân loại bằng sàn rung 18

Hình 2.7: Phân loại bằng cối xay 18

Hình 2.8: Ngâm Enzym đánh nhớt 18

Hình 2.9: Rửa sạch 19

Hình 2.10: Làm ráo 19

Hình 2.11: Sấy khô 19

Hình 2.12: Phân loại hạt 19

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải cà phê (Phương án 1) 43

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải cà phê ( Phương án 2) 44

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Nước thải chế biến cà phê là nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm (BOD,COD, SS, …) rất cao Việc xử lý nước thải chế biến cà phê là vấn đề cấp thiết vàcần phải thực hiện Một trong những cơ sở chế biến cà phê của tỉnh Đăk Nông làcông ty Minh An có nhà máy chế biến đặt tại Thôn Xuân Sơn, xã Đức Minh, huyệnDakmil, tỉnh Đak Nông cũng đang gặp phải khó khăn này Vì vậy, đề tài này ra đời

với mục tiêu: “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê Công ty Minh

An với công suất là 200 m 3 / ngày đêm.”

Với hàm lượng các chất ô nhiễm đặc trưng là: BOD5 = 11.450 mg/l, COD =17.260 mg/l, SS = 2.655mg/l và chứa các chất khó phân hủy sinh học cần phải ápdụng công nghệ xử lý kết hợp với vi sinh Tải trọng ô nhiễm quá cao nên cần ápdụng công nghệ xử lý vi sinh kỵ khí để giảm tải trọng ô nhiễm, tiếp theo xử lý visinh hiếu khí để làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm Ngoài ra, nước thải có màunên cần sử dụng phương pháp xử lý sinh học với hệ keo tụ tạo bông và lắng để đảmbảo nước đạt tiêu chuẩn khi ra hệ thống xử lý Với công nghệ xử lý này, nước saukhi xử lý đạt chất lượng theo QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B trước khi xả ranguồn tiếp nhận

Suất đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của công ty TNHH

TM DV NN Minh An là: 15.519.750 đồng/m3

Chi phí vận hành 1m3 nước thải là: 6.116 đồng/m3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở hình thành đề tài

Chế biến cà phê đang là ngành phát triển nhanh và mang lại hiệu quả kinh tếcao, với tổng diện tích trồng đạt trên 500.000 ha và sản lượng trên 10 triệu bao mỗinăm, cà phê Việt Nam hiện nay đang xếp hạng thứ 2 sau gạo trong danh mục hàngnông sản xuất khẩu của Việt Nam

Nước Việt Nam nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc Bán Cầu, trải dài theophương kinh tuyến từ 8030’ đến 23030’ vĩ độ Bắc Điều kiện khí hậu và địa lý thíchhợp cùng với sự phát triển cây cà phê đã và đang mang lại cho ngành cà phê nước tamột hương vị rất riêng

Công ty Minh An với sản phẩm chế biến chính là nhân cà phê cũng có nhữngđóng góp vào sự phát triển chung của ngành cà phê Việt Nam Tuy nhiên, cùng với

sự phát triển ngày càng lớn mạnh thì lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều, làm

ô nhiễm môi trường Trong đó, nước thải là yếu tố cần phải quan tâm hàng đầu.Nước thải chế biến cà phê chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên gây nhiều khó khăntrong quá trình xử lý, ô nhiễm nước thải cà phê làm hủy hoại môi trường nghiêmtrọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong khu vực và sức khỏe cộng đồng Vấn đề đặt

ra là làm thế nào để giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức cho phép trước khi xảvào nguồn tiếp nhận

Trước tình trạng đó, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sảnxuất nhân cà phê của Công ty Minh An là vấn đề cấp bách và cần thiết

Từ những lý do đó và với mong muốn đóng góp một phần vào công tácBVMT từ những kiến thức đã học được từ ghế nhà trường cũng như kinh nghiệm

thực tiễn, tôi đã chọn đề tài : “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà

phê Công ty Minh An với công suất 200m 3 /ngày đêm” để thực hiện Đồ án tốt nghiệp

này

1.2 Mục tiêu của đề tài

Để bảo vệ môi trường cùng với việc phát triển ngành cà phê Việt Nam theohướng xanh – sạch – đạt chất lượng tiêu chuẩn, ít ô nhiễm môi trường, đạt tiêuchuẩn cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận

Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải cho Công ty Minh An chính là xâydựng để giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải do ngành chế biến càphê nói chung và công ty Minh An gây ra

Ngoài ra, đề tài còn mục đích củng cố kiến thức đã học và một ít kinh nghiệm thực tế để làm Đồ án ra trường, mang kiến thức, kinh nghiệm, sự vấp ngã, sức trẻ,…

để phục vụ lợi ích cho xã hội nói chung và quê nhà Bình Định nói riêng, để cùng hòa nhập vào xu thế phát triển chung của thế giới nói chung và Nước ta nói riêng là

“BVMT xanh – sạch – không ô nhiễm”

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt mục tiêu của đề tài tốt nghiệp, người thực hiện cần nghiên cứu các nội dungsau:

 Tìm hiểu ngành chế biến cà phê ở Việt Nam

 Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải chế biến cà phê

 Tổng quan về Công ty Minh An và quy trình chế biến cà phê, từ đó nhậnbiết thành phần và tính chất của nước thải chế biến cà phê

 Tổng quan về các công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê đang được ápdụng

 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê của Công ty Minh An

 Tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải chế biến cà

 Khái toán chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý nước thải chế biến càphê của Công ty.

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài được thực hiện tại Công ty Minh An trong thời gian hơn 3 tháng, bắtđầu từ ngày 30/05/2011 đến ngày 06/09/2011

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT CỦA CÔNG TY MINH AN

2.1 Tổng quan về ngành chế biến cà phê Việt Nam

2.1.1 Sơ lược về ngành cà phê

Cây cà phê là một trong những cây

công nghiệp quan trọng ở vùng nhiệt đới nói

chung, ở vùng Tây Nguyên Việt Nam nói

riêng Cà phê có tính thích nghi rộng, chịu

được hạn So với một số cây công nghiệp

khác cà phê là cây dễ trồng, tuổi thọ cao, ít mắc

các bệnh nguy hiểm, cho năng xuất cao, thu nhập khá Vì thế, diện tích trồng cà phê

ở nước ta trong những năm gần đây tăng lên đáng kể Niên vụ 2000/2001 là410.000ha, niên vụ 2009/2010 là 500.000ha

Cà phê là thức uống thông dụng nhất thế giới, chỉ sau nước uống thôngthường Hằng ngày trên thế giới có khoảng 2 tỷ người uống cà phê Trong hạt càphê có chứa nhiều hợp chất khác nhau như: Cafein (1,1 – 4,5% chất khô), đườngSaccaro (5,3 – 7,95% chất khô), đường khử (0,3 – 0,44% chất khô), Protein hòa tan(5,15 – 5,23% chất tan),…Các Vitamin nhóm B, PP là những chất rất cần thiết cho

cơ thể con người

Hình 2.1: Cây cà phê Tây Nguyên

Hợp chất đặc trưng và quan trọng nhất trong cà phê là Cafein Có tác dụngkích thích thần kinh và tăng cường hoạt động của tế bào não, thúc đẩy hoạt độngtuần hoàn, bài tiết tăng cường trao đổi của cơ bắp Do vậy khi dùng cà phê với mộtlượng thích hợp sẽ giúp con người trở nên minh mẫn và sảng khoái hơn 1.

Ngoài sự hấp dẫn bởi màu sắc và hương vị độc đáo, một số nghiên cứu gầnđây còn cho rằng: “Người sử dụng cà phê thường xuyên thì nguy cơ mắc bệnh tiểuđường loại 2 sẽ giảm so với những người ít dùng cà phê”

1 Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam

Hình 2.2 Hoa cà phêHình 2.3: Trái cà phê

Bảng 2.1: Tổng kết các chất (theo %) cho cà phê xanh và cà phê rang của cà phê Arabica,

cà phê Robusta, cà phê bột pha sẵn

Thành phần Arabica Robusta Sẵn

Xanh Rang Xanh Rang Khoáng chất 3 – 4,2 3,5 – 4,5 4 – 4,5 4,6 – 5 9 – 10 Caffeine 0,9 – 1,2  1 1,6 – 2,4  2 4,5 – 5,1 Trigonelline 1 – 1,2 0,5 - 1 0,6 – 1,75 0,3 – 0,6  Chất béo 12 – 18 14,5 –20 9 –13 11– 16 1,5 – 1,6 Tổng axit Cholorogenic 5,5 – 8 1,2 – 2,3 7 – 10 3,9 – 4,6 5,2 – 7,4 Tồng axit Aliphatic 1,5 – 2 1 – 1,5 1,5 – 2 1 – 1,15 – Oligosaccharides 6 – 8 0 – 0,35 5 – 7 0 – 3,5 0,7 – 5,2 Tổng chất xơ Polysaccharides 50 – 55 24 – 39 37 – 47  6,5

Protein 11 – 13 13 – 15 11 – 13 13 – 15 16 – 21

( Nguồn : Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)

Cà phê không chỉ đơn thuần là một sản phẩm

nông nghiệp thuần túy, nó thực sự trở thành

ngành kinh tế đóng vai trò ngày càng quan

trọng trong nền kinh tế thế giới Trên thế giới

đã công nhận và sử dụng rộng rãi thuật ngữ

“Coffee Industrial” – ngành công nghiệp cà

phê với tổng giá trị giao dịch toàn cầu là

khoảng 100 tỷ USD (chỉ sau dầu hỏa) Ngành

cà phê không chỉ là một sản phẩm chế biến

mà đó còn có các yếu tố tài chính, thương mại, đầu tư, văn hóa, du lịch sinh thái, dulịch cà phê,… Cà phê chính là mặt hàng được đầu tư nhiều nhất thế giới

Việt Nam là nước đứng thứ 2 trên thế giới về sản lượng cà phê xuất khẩu nhờ

vị trí địa lý thuận lợi, tài nguyên thiên nhiên (nước, rừng, không gian), khí hậu nhiệtđới gió mùa, thổ nhưỡng, sinh thái môi trường và con người với vốn văn hóa bảnđịa Đã xuất hiện những doanh nghiệp lớn có bước phát triển có thể gọi là thần kỳ,

có khát vọng lớn và những ý tưởng đột phá Tất cả những điều này là tiền đề để có

Hình 2.4 Ly cà phê Ban mê

Bảng 2.2: Danh sách quốc gia xuất khẩu cà phê

Sản lượng cà phê (nghìn bao)

Tổ Chức Cà Phê Thế Giới (ICO)

Quốc gia Niên vụ 2007 2008 2009 2010

Brasil (R/A)T4-T3 48.480 28.820 39.273 32.944 Việt Nam (R/A)T10-19 11.555 15.230 13.844 11.000 Colombia (A)T.10-T.9 11.889 11.197 11.405 11.550 Indonesia (R/A)T4-T3 6.783 6.571 7.386 6.750

Ấn Độ (A/R)T.10-T.9 4.683 4.4.95 3.844 4.630 Mexico (A)T.10-T.9 4.000 4.550 3.407 4.200 Ethiopia (A)T.10-T.9 3.693 3.874 5.000 4.500 Guatemala (A/R)T.10-T.9 4.070 3.610 3.678 3.675 Peru (A)T.4-T.3 2.900 2.616 3.355 2.750 Uganda (R/A)T.10-T.9 2.900 2.510 2.750 2.750 Honduras (A)T.10-T.9 2.497 2.968 2.575 2.990 Côte d’Ivoire (A)T.10-T.9 3.145 2.689 1.750 2.500 Costa Rica (A)T.10-T.9 1.938 1.802 1.775 2.157

El Salvador (A)T.10-T.9 1.438 1.457 1.447 1.372

Venezuela (A)T.10-T.9 869 786 701 820 Philippines (R/A)T.7-T.6 721 433 373 500

là cây cà phê chè (tên khoa học là Coffee Arabica), đại diện cho khoảng 61% cácsản phẩm cà phê trên thế giới, loại thứ 2 là cà phê vối (tên khoa học là Robusta)chiếm khoảng 39% các sản phẩm cà phê Ngoài ra còn có Coffee Liberica và CoffeeExcelsa (ở Việt Nam gọi là cà phê mít) với sản lượng không đáng kể.

2.1.2 Hiện trạng ngành cà phê

Năm 2011cả nước có khoảng 539.959 ha cà phê hầu hết phát triển, sinh trưởngtốt, năng xuất cao, tổng sản lượng đạt tới 80 vạn tấn Những con số vượt xa tất cảmọi suy nghĩ, mọi mục tiêu chiến lược của ngành

Tuy nhiên, sự phát triển này vẫn còn chứa đựng những yếu tố yếu kém: chủyếu là xuất cà phê nhân, cà phê chế biến và thương hiệu còn thấp Tỷ lệ tiêu dùng càphê trong nước vẫn còn ở rất thấp (0,5 kg/người/năm, so với các nước trồng cà phêkhác có mức trung bình là 3kg/người/năm), không đủ để tạo ra sự tự chủ của sảnlượng cà phê nội địa so với xuất khẩu

Bảng 2.3: Sản lượng cà phê được tiêu thụ

Quốc gia Số lượng Đơn vị tính

(Nguồn: Theo Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)

Bên cạnh các cơ sở chế biến với thiết bị mới, chất lượng sản phẩm khá, đượcxây dựng trong vòng gần 10 năm lại đây đảm bảo chế biến được khoảng 1 triệu tấn/năm với 500 nghìn ha diện tích còn có nhiều cơ sở tái sản xuất thủ công Các cơ sởnày trang bị nhiều máy lẻ, chế biến cà phê thu mua của dân đã qua sơ chế khôngđảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu Cà phê của dân thu hái về chủ yếu xử lý phân tán ởtừng hộ nông dân qua con đường phơi khô trên sân cỏ, sân cát hoặc nền xi măng.Nhiều nơi sử dụng các máy say xát nhỏ để xay cà phê nhân bán cho những hộ thumua cà phê

Tình hình chế biến như vậy dẫn đến kết quả là chất lượng cà phê không đều

Cà phê của các Công ty, nông trường sản xuất ra thường có chất lượng tốt, mặthàng đẹp như ở Đăklăk có cà phê của các công ty Thắng Lợi, Phước An và công tyViệt Đức, Buôn hồ, …được khách hàng đánh giá cao

Trong vòng 20 năm lại đây cà phê đã tăng sản lượng lên gấp trăm lần, nguyênnhân dẫn đến những thành tựu đó trước hết là nhờ chính sách của nhà nước phù hợpvới nông dân là làm giàu trên mảnh đất của mình dựa vào sự cần cù lao động củabản thân, từng hộ gia đình Về nguyên nhân khách quan phải nói rằng đó là do giáthành cà phê trên thế giới những năm gần đây diễn biến có lợi cho ngành sản xuất,

cà phê làm ra bán được giá thành cao và thu nhập của người nông dân cũng tăng lếnđáng kể

Bảng 2.4: Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 đến 2009/10

Niên vụ Xuất ( ha) Đơn giá bình quân ( USD/ MT)

(Nguồn: Tổng cục thống kê, tháng 3 năm 2011)

2.2 Tổng quan về công nghệ chế biến cà phê của Công ty Minh An

2.2.1 Thông tin chung về Công ty Minh An

 Công ty TNHH TM DV NN Minh An được đặt tại khu đất 01 Xuân Sơn –Đức Minh – Đăk Nông

 Diện tích toàn Công ty 7.200 m2

 Toàn Công ty có khoảng 20 nhân viên

 Giờ làm việc của Công ty chia làm 2 ca

 Từ 17h – 6h sáng: phân loại quả, rửa, xay vỏ

 Từ 6h – 17h : ngâm enzyme và đánh nhớt

 Ngành nghề kinh doanh: Chế biến nhân cà phê

2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Công ty Minh An

Công ty Minh An đặt nhà máy tại huyện DakMil - Dak Nông Đây là một Tỉnhmiền núi thuộc khu vực Miền trung Tây Nguyên Khí hậu được chia thành hai mùa

rõ rệt, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ giữa tháng 4 đếntháng 11, là một vùng đất đỏ Bazan rất màu mỡ, rất phù hợp cho việc phát triển cácloại cây công nghiệp như cà phê, tiêu, ca cao … và các loại cây nông lâm sản khác

và các loại cây nông sản khác lớn nhất nhì trong Tỉnh, là một vùng thâm canh pháttriển cây cà phê theo quy hoạch phát triển của tỉnh Đăk Nông Mặc khác, huyệnDakmil ở một vị trí trung tâm của vùng nguyên liệu cà phê nông sản, trên trụcđường QL 14, nối liền với huyện Đăk Sông (trước đây thuộc huyện Dakmil mớichia tách bốn năm nay) thuận lợi cho việc giao thông giữa các vùng trong và ngoàiTỉnh, với lượng Cà phê nhân hàng năm trên 60.000 tấn Đây là điều kiện thuận lợi

để xây dựng các cơ sở chế biến và kinh doanh cà phê, nông sản xuất khẩu và cungứng vật tư, kỹ thuật nông nghiệp rất hiệu quả

Ngoài ra, công ty đã có nhiều kinh nghiệm và năng lực trong lĩnh vực chế biến

và kinh doanh cà phê nông sản, nông sản xuất khẩu

2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Công ty Minh An

Công ty Minh An chế biến sản phẩm chủ yếu là cà phê nhân phục vụ cho xuấtkhẩu Tại nhà máy, cà phê được phân ra thành nhiều loại để phân phối cho nhiều thịtrường khác nhau:

 Nhân cà phê loại 1 được xuất khẩu, cà phê này có giá trị kinh tế cao và đượcchế biến chủ yếu

 Nhân cà phê loại 2 và vỡ vụn được tiêu thụ trong nước, phân phối cho cácnhà máy chế biến cà phê bột hay cà phê hòa tan

Nhà máy chế biến bằng cả 2 phương pháp (khô và ướt), hoạt động sản xuấtcủa nhà máy trung bình 1 vụ là 2 tháng, mỗi tháng trung bình 30 ngày Năng xuấtcủa nhà máy khoảng 30 tấn thành phẩm/ ngày

Với phương pháp ướt, nhà máy có thể chế biến 135 tấn cà phê tươi/ ngày.Trung bình nếu cà phê chín đều, hạt tốt thì có thể thu được 1,11 tấn nhân từ 5 tấnhạt tươi Nếu cà phê chất lượng không cao thì thu được 1 tấn nhân từ 6 tấn hạt tươi

Tuy nhiên, kinh phí và nguồn tiêu thụ của Công ty có nhiều hạn chế, nên giaiđoạn đầu Công ty chỉ đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải giai đoạn I với côngsuất 200m3/ngày.đêm.

Quy trình chế biến cà phê tại công ty TNHH TM DV NN Minh An

Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khô

Hạt cà phê khôMáy xay đập dập

Sân phơi, máy sấy

Máy bóc vỏ

Khí thảiBụi, ồn

BụiBụi, ồn

Vỏ khô

Nguyên liệu: Cà phê chưa đủ công nghệ cho chế biến tươi được chuyển quachế biến khô bằng phương pháp phơi khô rồi đưa vào xát

Cà phê sau khi đã qua chế biến tươi đã phơi khô chuyển về xát, cà phê thumua ngoài thị trường chế biến bằng phương pháp xát khô Lượng tạp chất trong càphê nguyên liệu trung bình 2% gồm các tạp chất như cành là, đất, đá và các vậtkhác,…

Từ nguyên liệu này có thể đưa vào lò sấy hoặc phơi thủ công hoặc không quacông đoạn sấy tùy vào tình hình thời tiết, độ ẩm nguyên liệu và nhu cầu sản xuất

 Lò sấy: Nguyên liệu chưa đạt độ ẩm được đưa vào lò sấy làm khô Như đãnói ở trên lò sấy ít hoạt động vì chỉ sử dụng khi cần thiết và bắc buộc vào nhữngngày mưa kéo dài

 Hệ thống sấy 25 tấn cà phê ướt/mẻ và hệ thống khay sấy cấp nhiệt bằnggạch Mỗi mẻ sấy cần từ 10 – 12h cho cà phê vỏ tươi tách quả khô Nếu lò đã nóngchỉ cần 3h cho một mẻ sấy cà phê tái chế Hoạt động theo kiểu tự vận hành, khépkín và có quạt hút gió để hút bụi và khí thải về lắng ở Xyclon

 Máy xử lý khô: Cà phê nhân đã được làm khô vào máy xử lý thô để tách cáctạp chất rắn đất đá, sắt, thép,… Công đoạn này sinh ra nhiều bụi và chất thải rắn, ở

bộ phận này phải có thiết bị hút lắng qua Xyclon

 Máy sàn cà bi: Trong nguyên liệu cà phê nhân mua về cần phải loại qua cácloại quả có một nhân để đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

 Máy tách tạp chất: nguyên liệu đã được sàn loại bỏ cà bi đưa vào máy táchtạp chất Máy sàn phân loại: Cà phê nhân đã được làm khô, sạch đưa qua máy sànphân loại để tách ra từng loại hạt theo kích cỡ quy định của tiêu chuẩn xuất khẩu.Trong công đoạn này có các hạt bị vỡ trong quá trình đi qua các công đoạn trước

 Công đoạn đánh bóng: Trong dây chuyền này, nếu khách hàng có nhu cầuthì nhân cà phê sẽ được qua hệ thống máy đánh bóng để tạo độ bóng cần thiết

 Nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, cà phê được phân loại hạt Hạt có chấtlượng tốt được xuất khẩu, hạt có chất lượng không tốt được phân phối trong nước

 Quy trình chế biến cà phê hạt tươi

Hạt cà phê tươi sau khi thu hoạch được

công ty thu mua và vận chuyển về nhà máy Tại

đây, cà phê được chuyển đến bãi tập trung để

chuẩn bị cho công đoạn chế biến

Nguyên liệu đầu vào(cà phê tươi)

Nguyên liệu đầu vào(cà phê tươi)

Nước thải Enzym Pectinaza

Hạt thành phẩm(cà phê nhân)

Khí thải

Sấy khôXay vỏ

Đầu tiên, cà phê được cho qua sàn lọc nguyên

liệu: cành, lá, đất, … còn sót lại trong quá trình thu

hoạch được loại bỏ Sau khi sàn lọc nguyên liệu, hạt

được chuyển đến công đoạn rửa thô nhằm mục đích

làm sạch lớp vỏ bên ngoài, tạo điều kiện thuận lợi

cho quá trình xay xát

Hạt cà phê được đưa đến cối xay Tại đây quả

được phân thành 2 loại: quả chín được xay bỏ vỏ,

quả xanh được đưa thẳng đến công đoạn xay Mục

đích của công đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bao

bên ngoài, lấy hạt để tiếp tục cho công đoạn phía

sau

Tiếp theo, hạt theo hệ thống băng chuyền vào

bồn chứa dung dịch enzyme Pectinaza để loại bỏ

thịt quả Giai đoạn này gọi là giai đoạn đánh nhớt

hay còn gọi là giai đoạn ngâm enzyme Mục đích

của quá trình này là dùng enzyme Pectinaza phân

hủy Pectin có trong thịt quả, giúp nhân thành phẩm

có độ bóng Công đoạn này diễn ra từ 5 – 6h, quyết

định lớn đến chất lượng sản phẩm

Hình 2.6: Phân loại bằng sàn rung

Hình 2.7: Phân loại bằng cối xay

Hình 2.8: Ngâm Enzym đánh nhớt

Sau khi đánh nhớt, nhân được rửa sạch để loại

bỏ chất bẩn dính trên nhân Giai đoạn này tốn nhiều

nước nhất trong toàn bộ quá trình chế biến Đây

cũng là công đoạn gây ô nhiễm nhiều nhất vì nước

thải chứa một lượng chất hữu cơ

Tiếp theo, cà phê được trải đều trên mặt sàn

để làm ráo (mặt sàn cách đất 50cm) Việc làm ráo

được thực hiện nhờ các cánh quạt đặt bên dưới

Mục đích của giai đoạn này là làm ráo mặt nhân cà

phê, giảm thời gian sấy khô bằng nhiệt

Sau khi làm ráo, cà phê được cho vào các

thùng quay nhiệt để sấy khô hoàn toàn (các hạt cà

phê xanh được sấy ở thùng quay khác

Cuối cùng nhân cà phê được phân loại hạt để

phân phối cho các thị trường khác nhau

Hạt cà phê còn xanh được tiếp tục chế biến

như phương pháp khô

Hình 2.9: Rửa sạch

Hình 2.10: Làm ráo

Hình 2.11: Sấy khô

Hình 2.12: Phân loại hạt

2.3 Các vấn đề môi trường của nhà máy

2.3.1 Ô nhiễm nước thải

Nước thải chế biến cà phê là vấn đề nan giải hiện nay vì chúng khó xử lý.Nước thải được thải trong các công đoạn của dây chuyền sản xuất cụ thể là

 Rửa thô: nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm không cao, chủ yếu là chấtrắn lơ lửng

 Xay vỏ: Nước thải phát sinh ít nhưng hàm lượng chất ô nhiễm cao, nước thảiđậm đặc, có độ đục và lượng cặn cao Trong giai đọan này có vỏ thải ra cùngvới nước thải nên nước thải có rác nhiều

 Ngâm enzyme: đây là giai đoạn phát sinh nước thải nhiều nhất và hàm lượngchất ô nhiễm cao Ngoài ra, nước thải giai đoạn này có độ nhớt

 Rửa sạch: giai đoạn này thải ra nước thải chứa nhiều chất hữu cơ và chất rắn

lơ lửng

 Nước thải vệ sinh thiết bị: phát sinh từ việc vệ sinh các thiết bị

 Và một lượng nước được thải ra nữa đó là nước thải sinh hoạt

2.3.2 Chất thải rắn

Rác thải sinh hoạt:

 Rác thải từ hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong nhà máynhư: thức ăn thừa, bao nylon, thùng carton,…Rác thải có hàm lượng chấthữu cơ cao, dễ phân hủy

 Mỗi ngày lượng rác thải sinh hoạt khoảng 40kg, rác này được thu gom vàmang đi chôn lấp trong khu vực

Chất thải rắn từ hoạt động chế biến: chủ yếu là vỏ cà phê, cành lá sót lại sauthu hoạch Tổng nguồn chất thải rắn ướt tính khoảng 10.500 tấn vỏ cà phê/ vụ.Nguồn thải này được thu gom làm phân bón cho vườn cà phê.

2.3.3 Khí thải

 Nguồn ô nhiễm không khí từ hoạt động của lò sấy, quá trình xay vỏ chế biến

cà phê khô

 Ô nhiễm từ hoạt động phơi cà phê, cào xới

 Ô nhiễm tiếng ồn của máy móc và nhiệt của hệ thống xấy

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Tổng quan về nước thải

3.1.1 Phân loại nước thải

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã

bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng Thông thường nước thải được phân loạitheo nguồn gốc phát sinh Đây cũng là cơ sở cho việc lựa chọn công nghệ xử lýnước thải Theo cách phân chia, có các loại nước thải sau:

 Nước thải sinh hoạt

Đây cũng là nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của con người như vệsinh, giặt giũ, chế biến thực phẩm,… tại các khu dân cư, khu vực hoạt động thươngmại, công sở, trường học, bệnh viện và các cơ sở khác Thành phần của loại nướcthải này tương đối đơn giản, bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy (Cacbon, hydrat,dầu mỡ,…), chất khoáng (photphat, nito, magie,…) và vi sinh vật

 Nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cảnước thải sinh hoạt trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu Thành phần và tínhchất nước thải công nghiệp rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: ngànhnghề sản xuất, trình độ của dây chuyền sàn xuất, nguyên vật liệu, lưu lượng,…

 Nước thấm qua

Đây là nước thải vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các khớpnối, các ống có khuyết tật hoặc thành của hố ga

 Nước thải đô thị

Nước thải đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoátnước của thành phố Đó là hỗn hợp của các loại nước thải trên

3.1.2 Thành phần chính của nước thải chê biến cà phê

3.1.2.1 Đường

 Đường trong cà phê là do nhớt hoặc phần ngoài của quả cà phê

 Trong quá trình lên men, đường bị phân hủy thành rượu và khí S02 Sau đó,rượu chuyển thành axit axetic làm cho pH của nước giảm

3.1.2.2 Nhớt

 Nhớt là thành phần chất nhầy bao quanh hạt cà phê

 Thành phần chủ yếu của nhớt là protein, đường và pectin Phần nhớt rất khó

bị phân hủy, nó thường kết tủa thành một lớp đen trên bề mặt Lớp chất rắn này cóthể làm tắt nghẽn đường ống và giảm lượng oxy trong nước

3.1.2.3 Các chất hữu cơ

 Hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải cà phê rất cao (có thể lên đến20g/l)

 Các chất hữu cơ có nguồn gốc từ vỏ và thịt cà phê

3.1.2.4 Hương liệu tư nhiên

 Đây là chất tạo màu đỏ cho cà phê

 Các hương liệu này không làm hại đến môi trường Tuy nhiên, chúng làmcho nước thải cà phê có màu xanh đậm hoặc đen, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lýnước thải và cảnh quan môi trường

Bảng 3.1: Thành phần và tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil

(Nguồn: Departamento de Engenharia Agricola/ Universidade Federal de Vicosa, Brazil, 2007)

3.2 Các phương pháp xử lý nước thải

 Tùy theo tính chất của nguồn nước thải (lưu lượng, nồng độ, quy mô) ta cóthể áp dụng công nghệ xử lý khác nhau Hiện tại có các phương pháp xử lý nướcthải cơ bản như sau: phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, xử lý bậc cao

 Một trạm xử lý nước thải cần áp dụng kết hợp một hoặc nhiều phương phápkhác nhau

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

3.2.1.1 Song chắn rác

 Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trungbình và mịn

 Song chắn rác có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100mm

 Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25mm

 Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắnrác có thể đặt di động hoặc cố định

3.2.1.2 Lắng

a Lắng cát

 Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước

từ 0,2 – 2,0 mm ra khỏi nước thải, nhằm đảm bảo an toàn cho bơm, tránh bị bàomòn, tắt nghẽn đường ống Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: Bể lắng cát ngang

và bể lắng đứng Ngoài ra, để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát có thổi khí cũngđược ứng dụng rộng rãi

b Lắng bùn hoạt tính

 Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước (bể lắng đợt1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông Theo chiều dòng chảy, bể lắngđược phân thành bể lắng ngang và bể lắng đứng

 Bể lắng ngang: dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốckhông lớn hơn 0,01m/s và thời gian lưu nước t = 1,5 – 2,5h Bể lắng ngang thườngđược sử dụng khi lưu lượng thấp hơn bể lắng đứng 10 - 20%

 Theo đặc tính: lọc, gián đoạn, lọc liên tục

 Theo dạng của quá trình: làm đặc, làm trong

 Theo áp suất trong quá trình lọc: lọc chân không (áp suất 0,085Mpa), lọc

áp lực (0,3 – 1,5 Mpa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng,

 Thiết bị lọc với lớp hạt có thể phân thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọcnhanh, thiết bị lọc hở, thiết bị lọc kín (lọc áp lực) Chiều cao lớp vật liệu

lọc trong thiết bị lọc hở dao động khoảng 1 – 2m và thiết bị lọc kín 0,5 –1m.

3.2 2 Phương pháp xử lý hóa học - hóa lý

3.2.2.1 Trung hòa

 Nước chứa các axit hoặc kiềm cần được trung hòa đưa về pH trung tính (6,5– 8,5) trước khi sử dụng cho các công trình kế tiếp Trung hòa nước có thể thực hiệnbằng nhiều cách:

 Bổ sung các tác nhân hóa học

 Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa

 Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng mưa axit

 Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độcủa nước và chi phí hóa chất sử dụng

3.2.2.2 Keo tụ - tạo bông

 Trong nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn vàphân tán, kích thước của hạt thường dao động khoảng 0,1 - 10 Các hạt này lơ lửngtrong nước, do vậy tương đối khó lắng và loại bỏ Vì kích thước nhỏ, tỉ số diện tích

Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hútVander Waals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngaykhi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyển độngBrown và có tác động của sự xáo trộn Những chất keo tụ thường dùng là các muốisắt và muối nhôm:

 Muối nhôm: Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl,

Kal(SO4)2 12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O

 Muối sắt: FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O

 Chất trợ keo tụ: để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông người tathường sử dụng các chất trợ keo tụ (Fluccutant) Việc sử dụng các chất keo

tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ

và tăng tốc độ lắng của các bông keo

 Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là: tinh bột, dextrin(C6H10O6)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

 Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit(CH2CHCONH2)n Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chấttrợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic axit(CH2CHCOO)n hoặc polydiallydimetyl –amin

 Liều lượng keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thínghiệm Jartest

3.2.2.3 Tuyển nổi

 Phương pháp tuyển nổi thường dùng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắnhoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một số trườnghợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hoạt động bề mặt Trong xử lýnước thải, quá trình tuyển nổi thường được dùng để khử các chất lơ lửng, làm đặc