Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH thực phẩm Hồng Thái

Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH thực phẩm Hồng Thái

Chương 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển, tiến tới một nước công nghiệp hóa

-hiện đại hóa đất nước để hòa nhập với các nước trong khu vực Ngành công nghiệpcũng ngày càng phát triển và đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế như tạo ra các sảnphẩm phục vụ trong và ngoài nước, giải quyết công ăn việc làm cho người lao

động.Tuy nhiên với sự phát triển và ngày càng đổi mới của ngành công nghiệp đã dẫnđến việc khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách mạnh mẽ làm cho chúng trở

nên cạn kiệt Các chất thải từ ngành công nghiệp sinh ra ngày càng nhiều, làm cho môi

trường thiên nhiên bị tác động mạnh, mất đi khả năng tự làm sạch của chúng

Hòa cùng xu thế phát triển của đất nước, ngành chế biến lương thực, thực phẩmtạo ra các sản phẩm có giá trị phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước cũng như xuấtkhẩu Tuy nhiên, ngành này cũng tạo ra một lượng lớn chất thải rắn, khí, nước thải…

là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường chung của đất nước Cùngvới ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm thì ngành chế biến các sảnphẩm từ các loại khoai củ, đậu, gạo, nếp…cũng trong tình trạng đó Vấn đề ô nhiễmnguồn nước do ngành chế biến các sản phẩm từ các loại khoai củ, đậu, gạo, nếp… thảitrực tiếp ra môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý môi

trường Nước bị nhiễm bẩn sẽ ảnh hưởng đến con người và sự sống của các loài thủy

sinh cũng như các loài động thực vật sống gần đó Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nướcthải ngành chế biến thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác là một yêu cầucấp thiết đặt ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còncho tất cả mọi người chúng ta

1.2 Mục đích đề tài

Thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực PhẩmHồng Thái trong điều kiện phù hợp với thực tế của công ty

1.3 Nội dung thực hiện

 Khảo sát hiện trạng môi trường nhà máy

 Thu thập và xử lý số liệu đầu vào

 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải của nhà máy

 Tính toán các công trình đơn vị

 Khái toán giá thành xây dựng, giá thành xử lý

1.4 Phương pháp thực hiện

Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm, điều tra, khảo sát, nghiên cứu và đề xuất

công nghệ xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái, có thể tóm tắt

các phương pháp thực hiện như sau:

 Phương pháp điều tra khảo sát

 Phương pháp tổng hợp thông tin

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về xử lý nước thải

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

2.1 Giới thiệu chung về ngành chế biến thực phẩm ở Việt Nam

2.1.1 Giới thiệu chung

Trong những năm gần đây ngành chế biến thực phẩm Việt Nam đang phát triểnmạnh Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đang có cơ hội to lớn về thị trường ở

trong nước, nhu cầu tiêu dùng của người dân đối với thực phẩm chế biến ngày càng

lớn và đa dạng Thói quen sử dụng các thực phẩm chế biến từ thịt, cá, rau quả, gạo

đã hình thành và phát triển nhanh Việt Nam cũng đã đạt được nhiều thành tựu trong

việc xuất khẩu các sản phẩm chế biến như gạo, tôm, cá, cà phê, chè Việc Việt Namtham gia khu vực mậu dịch tự do ASEAN và trở thành thành viên của WTO đã thúc

đẩy xuất khẩu nói chung và xuất khẩu nông sản, thuỷ sản chế biến nói riêng

Với tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh và thu nhập sau thuế của người dân ngày càngcao, Việt Nam hiện là một thị trường hấp dẫn cho các nhà sản xuất Thực phẩm

2.1.2 Công nghệ sản xuất của ngành chế biến thực phẩm

Quy trình sản xuất khoai, củ, quả sấy

Hình 2.1 Quy trình sản xuất khoai, củ, quả sấy

Nguyên liệu(khoai, củ, quả)

Sơ chế

Cắt miếng

Sấy

Phun gia vịRửa, loại bỏ tạp chất

Định lượng

Đóng gói sản phẩm

Để nguội

Hồ lắng

Quy trình sản xuất bún gạo

Hình 2.3 Quy trình sản xuất bún gạo

Ngâm

Loại bỏ nước

Cán

HấpNghiền (xay)

Định hình

Tái hấpTrộn

2.2 Nguồn gốc phát sinh các chất ô nhiễm trong ngành chế biến thực phẩm

2.2.1 Chất thải rắn

Chất thải rắn là nguồn có khả năng gây ô nhiễm môi trường lớn thứ hai cả về 2 yếu tố:khối lượng và nồng độ chất bẩn Các loại chất thải phát sinh trong quá trình chế biếnthực phẩm từ các loại khoai, đậu, gạo, nếp gồm có:

 Vỏ nguyên liệu và đất cát khối lượng sinh ra đạt tỷ lệ 3% nguyên liệu:

chứa rất ít nước, khó bị phân huỷ và thường dính đất cát là chủ yếu

 Các mảnh vụn nguyên liệu phát sinh từ công đoạn gọt vỏ, rửa…

 Các loại xơ bã

2.2.2 Nước thải

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm từ khoai, đậu, gạo, nếp, nước được sửdụng trong quá trình sản xuất chủ yếu là ở công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử

nước, hấp, đông lạnh, ngâm nguyên liệu và súc rửa thiết bị

- Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ trước khi lột vỏ đểloại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm

ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

- Trong quy trình sản xuất bột mì, công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được

sử dụng nhằm mục đích rửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì

- Đối với một số sản phẩm đòi hỏi phải làm mềm, chín nguyên liệu trước khichế biến thì nước thải chủ yếu phát sinh từ công đoạn ngâm nguyên liệu, hấp, đônglạnh và súc rửa thiết bị

Ngoài ra, nước còn được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượngkhông đáng kể

2.2.3 Khí thải

Tuỳ thuộc vào từng loại nguyên liệu, nhiên liệu, công nghệ sản xuất được sử dụng, quy

mô sản xuất, các loại thiết bị được sử dụng, các nguồn ô nhiễm không khí có thể là:

 Khí thải từ nguồn đốt lưu huỳnh (trong công đoạn tẩy trắng bột khoai

mì), thành phần chủ yếu là SO2 và lưu huỳnh không bị oxy hoá hết

 Khí thải từ quá trình đốt dầu DO cung cấp nhiên liệu cho hoạt động của

lò hơi để cung cấp nhiệt cho quá trình sản xuất và hoạt động của máy

aldehyde, các hydrocacbon và khói bụi… Riêng khí thải phát sinh từhoạt động của máy phát điện là không đáng kể, do máy phát điện chỉhoạt động khi có sự cố cúp điện xảy ra.

 Mùi hôi thối sinh ra trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp

ao sinh học, hoặc từ sự phân huỷ các chất thải rắn thu được không kịpthời, hoặc từ sự lên men chất hữu cơ có trong nước thải

 Ô nhiễm bụi và tiếng ồn gây ra trong quá trình sản xuất

Ngoài ra, việc vận chuyển một khối lượng lớn nguyên liệu để sản xuất và thành phẩmcủa nhà máy bằng các phương tiện vận tải cũng sẽ phát sinh một lượng khí thải tương

tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống

Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao:

Nước thải ngành chế biến thực phẩm từ khoai, củ, gạo, nếp có hàm lượng chất

hữu cơ cao, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước

do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan

dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa

tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tựlàm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và côngnghiệp

Hàm lượng chất lơ lửng cao :

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất vẻ

mỹ quan mà quan trọng nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây

ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu giảm quá trình trao đổi oxy và

truyền sáng, dẫn nước đến tình trạng kỵ khí Mặt khác một phần cặn lắng xuống đáy

gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè đồng thời thực hiện quátrình phân hủy kỵ khí giải phóng ra mùi hôi thối gây ô nhiễm cho khu vực xung quanh.

Hàm lượng chất dinh dưỡng cao:

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loàitảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếunồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng

nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiếncho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bịngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng

tới hệ thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2

– 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu

nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

Vi sinh vật

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước lànguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay quacác nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn,bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính

2.4 Các biện pháp xử lý nước thải cho ngành chế biến thực phẩm

Các phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm cũng tương tự như các

phương pháp xử lý nước thải các loại công nghiệp khác Các biện pháp tổng quát có

thể áp dụng được trong công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến thực phẩm

 Điều hoà về lưu lượng và nồng độ của nước thải

 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học

 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý

 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

2.4.1 Điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải

Tuỳ thuộc vào dây chuyền công nghệ sản xuất, nguyên liệu và sản phẩm, mà

lưu lượng và thành phần tính chất nước thải của từng xí nghiệp công nghiệp sẽ khác

lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ dẫn đến những hậu quả tai hại về chế độ công tác

của mạng lưới và các công trình xử lý, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng vàquản lý Vì khi lưu lượng dao động thì cần thiết phải xây dựng mạng lưới bên ngoàivới tiết diện và lưu lượng ống hoặc kênh lớn hơn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớnnhất Ngoài ra điều kiện công tác về mặt thuỷ lực sẽ kém đi Nếu lưu lượng chảy đếntrạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống đẩy cũngphải lớn hơn

Khi lưu lượng và nồng độ thay đổi thì kích thước các công trình (bể lắng, trung

hoà, các công trình xử lý sinh học…) cũng phải lớn hơn, chế độ làm việc của chúngmất ổn định Nếu nồng độ các chất bẩn chảy vào công trình xử lý sinh học đột ngột

tăng lên nhất là các chất độc hại đối với vi sinh vật thì có thể làm cho công trình hoàn

toàn mất tác dụng Ngoài ra các công trình xử lý hoá học cũng sẽ làm việc kém đi khi

lưu lượng và nồng độ thay đổi, hoặc muốn làm việc tốt hơn thì thường xuyên phải thayđổi nồng độ hoá chất cho vào Điều này đặc biệt khó khăn trong việc tự động hoá quá

trình hoạt động của trạm xử lý

Việc điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải trong chế biến thực phẩm còn có

ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với các quá trình xử lý hoá lý và sinh học: việc làm ổn

định nồng độ nước thải sẽ giúp cho giảm nhẹ kích thước công trình xử lý, đơn giản

hoá công nghệ xử lý và tăng cao hệ quả xử lý

2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Phương pháp cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý

loại bỏ các tạp chất không tan ra khỏi nước để tránh việc gây tắc nghẽn trong đường

ống Gồm các công trình như:

 Song chắn rắc: Được đặt trước các công trình làm sạch nước thải để giữ lại

các vật thô như: vỏ nguyên liệu, giấy, rác, vỏ hộp, mẫu đất đá… ở trướcsong chắn

 Bể vớt dầu mỡ: Nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn

nước Các chất này sẽ bịt kín lổ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể

lọc sinh học… và chúng cũng phá hủy các cấu trúc bùn hoạt tính trong bể

Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

 Bể lắng: Dùng để lắng các hạt lơ lững, các hạt bùn (kể cả bùn hoạt tính)…

nhằm làm cho nước trong

Nguyên lý làm việc của bể thường dựa trên cơ sở trọng lực Dựa vào chức năng,

vị trí, bể lắng được chia thành: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng

đợt 2 sau công trình sinh học

Dựa vào nguyên lý hoạt động, có các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián

đoạn và bể lắng hoạt động liên tục

Dựa vào cấu tạo: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắngkhác

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Khi trong nước thải có nhiều chất lơ lững, chất độc hại hay độ màu cao thì phảiứng dụng quy trình hóa lý Đặc biệt khi tỷ lệ COD/BOD > 2 và có nhiều chất hoạt tính

bề mặt thì không thể áp dụng ngay phương pháp xử lý hóa học mà phải dùng biệnpháp hóa lý trước Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các quá trình vật lý và cácphản ứng hóa học Người ta cho vào nước các loại muối sắt, nhôm để thực hiện cácphản ứng keo tụ hay kết cặn Lượng cặn tạo thành sẽ được tách ra trong bể lắng đợt 1.Những phương pháp hóa lý thường áp dụng để xử lý nước thải thực phẩm là: keo tụ,tuyển nổi,…

Quá trình keo tụ: là quá trình kết hợp các hạt lơ lững khi cho các chất cao phân

tử vào nước bằng cách tiếp xúc trực tiếp và do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tửchất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lững

 Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông Hydroxit nhôm

và sắt để tăng vận tốc lắng

 Tuyển nổi là phương pháp áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các chất

lơ lững mịn, dầu mỡ ra khỏi nước và cũng là phương pháp xử lý rất quan

trọng đối với nước thải chế biến thực phẩm

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và được áp dụng

trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện Các chất lơ lững

và dầu mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt nước thải dưới tác dụng nâng của bọt khí

(thường là không khí) vào pha lỏng, các bọt khí đó đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi

lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng cao hơntrong chất lỏng ban đầu.

Trong xử lý nước thải người ta phân biệt các phương pháp tuyển nổi như sau:

 Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học

 Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén (qua các vòi phun,

qua các tấm xốp)

 Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyeển nổi chân không, tuyển nổi

không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước)

 Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học

2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nướckhép kín Đôi khi phương pháp này được sử dụng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh họchay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào

nguồn tiếp nhận

 Phương pháp trung hòa

Nước thải kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải

vào nguồn nước hay sử dụng công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thểthực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

 Trộn lẫn nước thải axít và nước thải kiềm

 Bổ sung các tác nhân hóa học

 Lọc nước axít qua vật liệu có tác dụng trung hòa

 Hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axít

 Khử trùng nước thải

Sau xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải đều bị tiêu diệt Khi

xử lý các công trình sinh học nhân tạo, số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong

hồ sinh học còn 1 -2% Nhưng để tiêu diệt toàn bộ các vi khuẩn gây bệnh, ra cần dùngthêm những biện pháp khử trùng: Clo hóa, Ozon hóa, điện phân, tia cực tím,…

2.4.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân

hủy những chất bẩn hữu cơ trong nước thải Các sinh vật sử dụng các chất khoáng vàhữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận

được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối tăng

lên

Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vô cơ(sunfit, muối amon, nitrat…), các chất khí đơn giản (CO2, N2,…) và nước Quá trìnhnày được gọi là quá trình oxy hóa

Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành 3nhóm chính như sau:

 Phương pháp hiếu khí

 Phương pháp kỵ khí

 Phương pháp thiếu khí

2.4.5.1 Phương pháp hiếu khí

Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân hủy

các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy

Chất hữu cơ + O2  H2O + CO2 + NH3 + …

Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn hoạt

tính: Dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lững của vi sinh vật Và phương pháp lọc sinhhọc: Dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật

 Phương pháp bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, kếtlại thành các bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lững trong nước (cặn lắng chiếmkhoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi khí và khuấy đảo

đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này kgoảng 30%, thời gian dài khoảng 35%,

kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%) Các bông này có màu vàng nâu dễ lắng có kích

thước từ 3 - 100 m Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặt bùn) và oxy hóacác chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy

Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm các bước

 Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt

các tế bào vi sinh vật

 Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào

qua màng bán thấm

 Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế

bào vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào

 Các công trình bùn hoạt tính

 Trong điều kiện tự nhiên

 Cánh đồng lọc

 Hồ hiếu khí

 Trong điều kiện nhân tạo:

 Bể hiếu khí với bùn hoạt tính

 Mương oxy hóa

 Phương pháp lọc sinh học

Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học,

oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước Các màng sinh học là các vi sinh vật (chủyếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ởmàng lớp ngoài của màng sinh học Ở đây chúng phát triển và gắn với giá mang là cácvật liệu lọc (được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bám dính)

 Bể lọc sinh học cao tải

 Đĩa quay sinh học (RBC)

2.4.5.2 Phương pháp kỵ khí

Quá trình này do một quần thể vi sinh vật (chủ yeếu là vi khuẩn) hoạt độngkhông cần sự có mặt của oxy không khí, sản phẩm cuối cùng sinh ra là một hỗn hợpkhí có CH4, CO2, N2, H2,… trong đó có tới 60% là CH4 Vì vậy quá trình này còn đượcgọi là lên men Metan và quần thể vi sinh vật được gọi là các vi sinh vật Metan

 Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn:

 Pha phân hủy: Chuyển các chất hữu cơ thành hợp chất dễ tan trong nước

 Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật kỵ

khí và vi sinh vật tùy nghi Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủytrung gian thành các axít hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác

như axit hữu cơ, axit béo, rượu, axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2

 Pha kiềm: Các vi sinh vật Metan đích thực mới hoạt động Chúng là

những vi sinh vật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha axitthành CH4 và CO2 Các phản ứng của pha này chuyển pH của môi

trường sang kiềm

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM HỒNG THÁI

3.1 Giới thiệu chung về công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái

3.1.1 Khái quát chung

- Tên công ty: Công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái

- Tên tiếng Anh: HUNG TAI FOOD CO., LTD

- Địa điểm công ty: Lô C5, KCN Việt Hương, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương

- Điện thoại: 0650 3718937

- Hình thức đầu tư: 100% vốn đầu tư nước ngoài

- Mục tiêu hoạt động chính: gia công các loại khoai củ (khoai môn, khoai lang, khoaitây, khoai tím, khoai mỡ, khoai mì) Chế biến và gia công thực phẩm từ các loại

đậu, gạo, nếp, bắp, bột mì

- Sản phẩm của công ty bao gồm: chả giò, thức ăn điểm tâm, bánh ngọt, thực phẩmlàm từ các loại khoai, đậu

- Thị trường tiêu thụ đa phần là xuất khẩu, 80% xuất khẩu, chỉ khoảng 20% bán

trong nước, tại Thành Phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành khác

3.1.2 Vị trí, diện tích mặt bằng

Công ty nằm tại Lô C5, KCN Việt Hương, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương

Vị trí khu đất được giới hạn như sau:

- Phía trước là đường 2B có lộ giới 12m

- Phía sau là khu vực kho chứa của KCN

- Phía bên trái công ty là công ty TNHH Mauson VN

- Phía bên phải công ty là cổng vào KCN

 Vị trí công ty rất thuận lợi về giao thông nói chung Giao thông từ nhà máyđến các cảng và sân bay rất dễ dàng, tạo điều kiện vận chuyển nguyên vật liệu và sản

phẩm xuất nhập khẩu cũng như giữa các tỉnh trong nước

 Khu công nghiệp đã đầu tư xây dựng hệ thống cung cấp điện, cấp nước, thoátnước phục vụ cho toàn khu công nghiệp, hệ thống xử lý nước thải tập trung, mạng lưới

giao thông, thông tin trong khu công nghiệp cũng đã xây dựng hoàn chỉnh

Điều kiện địa hình thuận lợi cho đường thoát nước mưa và làm nền móng trong

quá trình xây dựng Các yếu tố về kỹ thuật môi trường cũng như nước thải được kiểm

soát theo đúng quy chế của KCN

 Tổng diện tích mặt bằng: 2.000m2

3.1.3 Nhu cầu về lao động của công ty

Số lao động trong công ty khoảng 200 người Trong đó:

- Người Việt Nam: 190 người

- Người nước ngoài: 10 người

lượng

Phòng Maketting

Tổ tiếpnhận

Tổ chếbiến

Tổ thànhphẩm

Tổ baogói

Tổ cấp

dưỡng

3.3 Sơ đồ quy trình công nghệ và thuyết minh công nghệ

3.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ

Nguyên liệu

Phân loại

Gọt vỏ

Hấp chínhoặc chiên

Khí thải, nước thải

Nước thải

3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Quy trình công nghệ được bắt đầu từ nguyên liệu từ các loại củ khoai, đậu, gia

vị, gạo, nếp… Tùy thuộc vào loại sản phẩm theo nhu cầu đặt hàng

Ban đầu các loại nguyên vật liệu được chuẩn bị, định lượng, pha chế sẵn Các

loại củ được gọt vỏ và rửa sạch sau khi gọt vỏ Tiếp đó các loại củ được đem hấp chínhoặc chiên tuỳ theo loại sản phẩm cần sản xuất Sau khi hấp chín hoặc chiên thì cácloại khoai củ này được chuyển đến máy nhào làm nhuyễn ở dạng bột Tiếp theo gia vị

đã định lượng sẵn được cho vào và tiếp tục trộn đều để phân tán gia vị đồng đều vào

trong hỗn hợp Bán thành phẩm sau khi đồng nhất được chuyển đến khuôn tạo hình đểhình thành hình dáng sản phẩm theo yêu cầu Sau khi tạo hình được chuyển đến kholạnh để dự trữ và đóng gói Khi có yêu cầu là xuất xưởng theo đơn đặt hàng

3.4 Hiện trạng môi trường nước thải của công ty

3.4.1 Nguồn gốc phát sinh

Nguồn nước thải của công ty bao gồm nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt

- Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải từ nhà vệ sinh, nước dùng cho mục đích

sinh hoạt khác của cán bộ công nhân viên

Lưu lượng: Công ty có khoảng 200 lao động, số lượng nước thải sinh hoạt phát

sinh khoảng 10 m3/ngày

- Nước thải sản xuất:

 Nguồn phát sinh: Nước thải sản xuất chủ yếu sinh ra từ các công đoạn rửa củ,hấp, đông lạnh và súc rửa thiết bị

Lưu lượng: 150 m3/ngày

3.4.2 Nhận xét về thành phần và tính chất nước thải

Nước thải của công ty gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất Tuy nhiênnước thải sinh hoạt sau khi qua bể tự hoại được đấu nối trực tiếp vào hệ thống xử lýnước thải tập trung của KCN Riêng nước thải sản xuất hàm lượng ô nhiễm vượt so

với giới hạn cho phép Do đó, nước thải sản xuất phải được xử lý cục bộ tại công ty

trước khi đấu nối vào trạm xử lý nước thải tập trung của KCN

Nước thải sản xuất chủ yếu sinh ra ở các công đoạn rửa củ, hấp, đông lạnh và xúc

rửa thiết bị Tính chất nước thải loại này tương tự như nước thải sinh hoạt chủ yếu baogồm các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất lơ lửng và dầu mỡ

- Các thông số đầu vào:

Kết quả điều tra, khảo sát chất lượng nước thải sản xuất của công ty như sau:

Bảng 3.1 Thông số đầu vào và đầu ra

24:2009/BTNMT, Cột B

(Nguồn: Công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái)

- Yêu cầu nước thải sau xử lý:

Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt QCVN 24:2009, Cột B Sau đó đấu nối

vào trạm xử lý nước thải tập trung của KCN để tiếp tục xử lý đạt QCVN 24:2009, Cột

A trước khi thải ra môi trường

3.4.3 Đề xuất các phương án xử lý nước thải của công ty

Thành phần nước thải có hàm lượng hữu cơ (với COD = 335 mg/l, BOD5 = 265mg/l  tỷ lệ COD/BOD = 1,26 < 2, và BOD5 < 1000 mg/l rất thích hợp cho phươngpháp xử lý sinh học hiếu khí Các công trình xử lý sinh học gồm có:

 Cánh đồng lọc

 Cánh đồng tưới

 Bể hiếu khí với bùn hoạt tính (Aeroten)

 Bể sinh học tiếp xúc (dạng cải tiến của bể Aerotank với bùn hoạt tính vàvật liệu đệm dính bám)

 Lọc sinh học

 Mương oxy hóa.

 Đĩa quay sinh học RBC

Do vị trí công ty nằm trong KCN, diện tích khuôn viên lại giới hạn nên takhông thể lựa chọn các công trình như: ao hồ hiếu khí, mương oxy hóa, cánh đồng lọc

Ngoài ra, đối với đĩa quay sinh học RBC thì chi phí đầu tư rất tốn kém và kỹ thuật vận

Trong các phương án xử lý việc lựa chọn dựa theo tiêu chí như: hiệu quả xử lý,

giá thành công trình, vận hành và bảo dưỡng công trình, chi phí xử lý Với điều kiệnthực tế của công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái có thể áp dụng một trong hai côngnghệ sau

DD Clorine

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước thải sản xuất

BỂ NÉN BÙN

DD Clorine

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước thải sản xuất

BỂ NÉN BÙN

3.4.4 Lựa chọn công nghệ

Qua hai phương án trên ta thấy phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn so với phương án 1

như:

Bể sinh học tiếp xúc là dạng cải tiến hơn so với bể Aerotank Trong bể sinh học

có bố trí vật liệu tiếp xúc, ngoài quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính còn xảy ra quá trình

sinh trưởng bám dính của các vi sinh vật trên lớp vật liệu giá thể Vật liệu tiếp xúc

giúp tạo ra chủng vi sinh vật có thể khử được Nitơ và Photpho trong nước thải triệt để

hơn so với bể Aerotank Mặt khác, các vi sinh vật dính bám lên bề mặt vật liệu một

cách có chọn lọc nên khả năng hấp phụ các chất hữu cơ trong nước thải cao hơn trong

bể Aerotank

Do những ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 1, do đó ta sử dụng phương án 2

để tính toán và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực Phẩm

Hồng Thái

3.4.5 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải từ các công đoạn sản xuất chứa nhiều cặn lơ lửng cho qua song chắn

rác để tách rác có kích thước lớn Sau đó dẫn qua bể lắng cát và tập trung tại bể thugom Tiếp theo đó qua ngăn tách dầu mỡ, váng nổi khỏi mặt nước thải để thuận tiệncho vi sinh hoạt động sau này Tiếp theo nước thải tiếp tục chảy qua bể điều hòa để

điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các công

trình xử lý tiếp theo

Sau đó toàn bộ nước thải tự chảy qua bể sinh học tiếp xúc Ở bể này, hàm lượng

BOD còn lại trong nước thải sẽ được xử lý tiếp với sự tham gia của vi sinh vật hiếukhí Hiệu quả khử BOD có thể đạt 85 - 90% Không khí được cung cấp cho bể sinhhọc nhờ 2 máy sục khí hoạt động luân phiên Trong bể sinh học hiếu khí tiếp xúc cólắp đặt hệ thống vật liệu tiếp xúc bằng dây cước nhựa Các vi sinh vật trong bể sẽ bámdính vào bề mặt vật liệu tiếp xúc tạo thành lớp màng vi sinh vật Nước thải mangnhững chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi sinh này sẽ được visinh vật dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển Từ đó nồng độ các chất ô nhiễm

trong nước thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn Ngoài ra, lớp màng vi sinh

này còn tạo ra những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ trong nước thải được

tăng lên Nước thải sau đó tiếp tục chảy qua bể lắng, ở bể này các chất lơ lửng và

những lớp màng vi sinh vật già cổi sẽ được giữ lại làm giảm hàm lượng SS Ra khỏi bểlắng, nước thải tiếp tục được đưa qua tiếp xúc với chất khử trùng clorine Dung dịch

clorine được bơm định lượng đưa vào bể trộn Nhờ vào năng lượng khuấy trộn thuỷ

lực, dung dịch clorine được khuếch tán đều vào trong nước Bùn từ bể lắng một phần

được bơm vào bể nén bùn để tách nước và bùn Phần còn lại được hoàn lưu về bể sinh

học hiếu khí nhằm cung cấp bùn để cung cấp bùn để cho vi sinh vật trong bể hoạt

động Bùn trong bể nén bùn được bơm lên máy ép bùn để loại bỏ nước ra khỏi bùn

Quá trình oxy hóa vi sinh vật gây bệnh xảy ra trong bể tiếp xúc clorine Clorine là chấtoxy hóa mạnh sẽ oxy hóa màng tế bào vi sinh vật gây bệnh và giết chết chúng Thờigian tiếp xúc để loại bỏ vi sinh vật khoảng 20 – 40 phút

Nước thải đầu ra sau xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột B

Chương 4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

4.1 Song chắn rác

4.1.1 Nhiệm vụ

Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác Tại

song chắn rác, các tạp vật thô có kích thước lớn được giữ lại Các tạp vật này có thểgây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm đường

ống hoặc kênh dẫn Ngoài ra, các hợp chất cơ học trong nước còn có tác hại khác như

bào mòn đường ống, thiết bị, làm tăng trở lực dòng chảy nên tăng tiêu hao năng lượngcủa bơm Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho cả hệthống

4.1.2.Tính toán

Lưu lượng trung bình ngày: Q ngày tb = 150 m 3 / ngày

Lưu lượng trung bình giờ: Q giờ tb = 6,25 m 3 / giờ

Lưu lượng trung bình giây: Q giây tb = 1,74 lít/ giây

Lưu lượng giờ lớn nhất: Q giờ max = Q giờ tb K cb

Trong đó:

 Kcb là hệ số không điều hòa chung của nước thải, lấy theo TCXD-51- 84;

Kcb=3

Qgiờmax = 6,25 x 3 = 18,75 m3/ giờ

 Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất

 Số khe hở của song chắn rác:

o max

max x k b.h.V

 h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu

mực nước trong mương dẫn Chọn h = 0,1m

 Vmax : tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu

V x

h max2s

ξ sin b

0,016

0,008 ,42x  3 o 

 hs =0,83 0, 62 3 0, 046

2 9,81   m

 (mH2O)Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn:

L1 =2

 φ: góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác Chọn φ=20o

 Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào Chọn Bk= 0,1 m

 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:

Bảng 4.1 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác

Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 15 đến 20 phút Chọn thời gian

lưu nước là t = 20 phút Thế tích bể thu gom được tính như sau:

V = Qmax x t = 18,75 x

60

20

= 6,25 (m3)Vậy kích thước của bể thu gom được xây dựng như sau:

.g H.

Q

N  max

Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày, Qmax= 18,75m3/h= 0,0052 m3/sTrở lực : P = H = h1 + h2

h1 : chiều cao cột nước trong bể, h1 = 2 m

h2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn, …lấy trong khoảng từ 2÷3 mH2O

Bảng 4.2 Thông số thiết kế bể thu gom

4.3.1 Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi, xỉ và các vật

liệu rắn khác có vận tốc lắng hay trọng lượng riêng lớn

4.3.2.Tính toán

Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát ngang t = 60s

Lưu lượng nước tính toán: Q = 0,0052 m3/s

 Thể tích tổng cộng của bể lắng cát:

Wb = Qstt*t = 0,0052*60 = 0,312 m3

 Chiều dài bể lắng cát ngang được xác định theo công thức:

K tt 



=

7 , 18

3 , 0 25 , 0 7 , 1

1000   

= 6,82 m

Trong đó:

K : hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng cát và độ thô thủy lực của hạt cát U0.Với

đường kính hạt cát giữ lại trong bể d=0,2mmU0=18,7mm/s và K=1,7;

Htt: độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htt=0,25-1m (Điều 6.3.4.a-TCXD-51-84).Chọn Htt=0,25m;

v : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang, v =0.25-0,4 Chọn v =0,3m/s(Bảng TK-2 –xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế côngtrình-Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân)

U0: độ thô thủy lực của hạt cát, U0=18,7-24,2mm/s ứng với đường kính của hạtcát d=0,20-0,25mm Chọn U0=18,7mm/s

 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát ngang được tính theo công thức:

15 , 0

0058 , 0

m v

Trong đó:

v : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang Chọn v =0,15m/s

 Chiều rộng bể lắng cát ngang được xác định theo công thức:

B=

25 , 0

039 , 0



tt H

 Trọng lượng riêng của cát trong nước thải khoảng 1600 kg/m3 Thể tích cáttrong một ngày đêm:

Vcát = 52, 5 0, 03

1600 (m

3)

 Chọn thời gian lấy cát là T = 1 ngày Thể tích ngăn chứa cát được tính theocông thức:

Wc = 0,03 x 1 = 0,03 (m3)Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong một ngày đêm

h2=

B L

h3 là chiều cao bảo vệ

Bảng 4.3 Thông số thiết kế của bể lắng cát

4.4 Bể tách dầu

4.4.1 Nhiệm vụ

Bể tách dầu mỡ dùng để tách và thu các loại dầu mỡ động thực vật… có trong

nước thải Bể tách dầu mỡ thường có 2 ngăn: Ngăn thu cặn và ngăn thu mỡ

4.4.2.Tính toán

Theo tiêu chuẩn cấp thoát nước cho công trình

Bể tách dầu mỡ thường có 2 ngăn

Thời gian lưu trong bể tách dầu mỡ phải lớn hơn 1h, chọn t = 1,2h

Chiều sâu công tác ngăn thu mỡ từ 0,35 – 1.83m

Thể tích ngăn thứ nhất bằng hai phần ba thể tích toàn bể

Diện tích mặt thoáng tối thiểu của ngăn tách mỡ là 0,53 m2/m3 thể tích công tác.Khoảng cách từ mực nước đến nắp thu dầu phải lớn hơn 230 mm

Khoảng không chứa không khí trong bể có dung tích tối thiểu bằng 12,5% dungtích bể tách dầu

 Thể tích công tác của bể tách dầu mỡ

 Chiều sâu công tác: h1 = 1,8m

 Chiều sâu bảo vệ hBV = 0,5 m

B L

m m ngay V

    

Dung tích phần không khí so với dung tích ngăn:

% 5 , 12

% 74 , 21 100 100

100

1 1

1 1

1 1 1

B L

h B L V

(thỏa)