Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải chế biến thực phẩm từ tinh bột công suất 300 m3 ngày đêm của công ty cổ phần thực phẩm minh dương

Tóm tắt : Trên cơ sở phân tích mẫu nước thải, chế độ vận hành thực tế của hệ thống xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dươngvà nghiên cứu thiết kế, luận văn đề xuất được

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TỪ TINH BỘT CÔNG SUẤT 300M3/NGÀY.ĐÊM CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THỰC PHẨM MINH DƯƠNG

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

ĐOÀN VĂN CHUNG

HÀ NỘI, NĂM 2017

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TỪ TINH BỘT CÔNG SUẤT 300M3/NGÀY.ĐÊM CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THỰC PHẨM MINH DƯƠNG

ĐOÀN VĂN CHUNG

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ: 60440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS LÊ NGỌC THUẤN

HÀ NỘI, NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi, được sự hướng dẫn trực tiếp của TS Lê Ngọc Thuấn- Giảng viên Khoa Môi trường

- Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Các số liệu sử dụng phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong luận văn do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của vấn đề nghiên cứu Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2017

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Văn Chung

LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, đóng góp ý kiến và chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô giáo, gia đình

và bạn bè Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tất cả mọi người

Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường, cùng các Thầy, Cô giáo trong khoa Môi Trường - Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức giúp tôi có được cơ sở lý thuyết vững chắc để vận dụng vào thực tế và tạo mọi điều kiện thuận

lơ ̣i giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành nghiên cứu này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy TS Lê Ngọc Thuấn đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, đô ̣ng viên và ta ̣o mo ̣i điều kiê ̣n thuâ ̣n lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành nghiên cứu này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong hô ̣i đồng chấm luận văn đã cho tôi những đóng góp quý báu để hoàn chỉnh luận văn này được tốt hơn

Đặc biệt, xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến Ban lãnh đạo Công ty

Cổ phần Thực phẩm Minh Dương đã tạo điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ về kinh phí thực hiện nghiên cứu và cung cấp thông tin, số liệu liên quan, để tôi có thể hoàn thành nghiên cứu này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2017

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Văn Chung

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

MỤC LỤC iii

Tóm tắt luận văn vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 4

1.1.1 Giới thiệu chung 4

1.1.2 Hiện trạng môi trường ngành CNCBTP từ tinh bột 6

1.2.3 Ô nhiễm môi trường do nước thải ngành CNCBTP từ tinh bột 10

1.2.TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CPTP MINH DƯƠNG 12

1.2.1 Thông tin chung 12

1.2.2 Vị trí địa lý và quy mô của Công ty CPTP Minh Dương 13

1.2.3 Đặc thù sản xuất của Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương 16

1.2.4 Hiện trạng môi trường tại Công ty CPTP Minh Dương 17

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHỆP CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 19

1.3.1 Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải 20

1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 21

1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 23

1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 24

1.3.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 25

1.4 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 32

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 34

2.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.3.1 Phương pháp điều tra, tổng hợp số liệu và kế thừa 34

2.3.2 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 34

2.3.3 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích mẫu 35

2.3.4 Phương pháp thực nghiệm trên công trình trong điều kiện thí nghiệm 43

2.3.5 Phương pháp thể hiện bản vẽ 44

2.3.6 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu và đánh giá 44

CHƯƠNG III:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46

3.1.HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY CPTP MINH DƯƠNG 46

3.1.1 Các nguồn phát sinh nước thải và tổng lưu lượng nước thải 46

3.1.2 Thành phần, tính chất của nước thải 47

2.1.3 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải của Công ty CPTP Minh Dương 48

3.2 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY CPTP MINH DƯƠNG 59

3.2.1 Công trình nghiên cứu 59

3.2.2 Vận hành công trình thử nghiệm 63

3.2.3 Kết quả nghiên cứu từ công trình nghiên cứu 66

3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 72

3.3.1 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải 72

3.3.2 Tính toán các hạng mục công trình theo phương án đã đề xuất 76

3.3.3 Đề xuất hướng cải tạo hệ thống xử lý nước thải căn cứ theo hiện trạng hệ thống

xử lý nước thải của Công ty CPTP Minh Dương 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

KẾT LUẬN 94

KIẾN NGHỊ 94

Tài liệu tham khảo 96

Phụlục 98

Tóm tắt : Trên cơ sở phân tích mẫu nước thải, chế độ vận hành thực

tế của hệ thống xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dươngvà nghiên cứu thiết kế, luận văn đề xuất được phương án cải tạo và tính toán kích thướccác công trình của thống xử lý nước thải với công suất 300 m3/ngày.đêm phù hợp với tính chất nước thải và các điều kiện liên quan đến tiềm năng của Công ty Ngoài ra còn góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nước thải và tiết kiệm được chi phí vận hành

Từ khóa : tính chất nước thải, xử lý nước thải, hiệu quả xử lý

Summary : Based on the analysis of wastewater samples, the actual

operating mode of the wastewater treatment system in Minh Duong Foodstuffs Joint Stock Company and the design studies, the dissertation proposal for improvement and calculation of the size The size of the works of waste water treatment system with the capacity of 300 m3/day The night is suitable with the wastewater quality and conditions related to the potential of the company It also contributes to improve wastewater treatment efficiency and save operating costs

Key words : wastewater quality, wastewater treatment, treatment

efficiency

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀCHỮ VIẾT TẮT

BOD5 Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

COD Chemical Oxygen Demand(Nhu cầu oxy hóa học)

CTNH Chất thải nguy hại

DO Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan)

CNCBTP Công nghiệp chế biến thực phẩm

CTNH Chất thải nguy hại

SBR Sequencing batch reactor

SS Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

PAC Poly Aluminium Chloride

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

QCTĐHN Quy chuẩn thủ đô Hà Nội

XLNT Xử lý nước thải

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải đặc trưng tại Công ty Thực

Bảng 1.4 Kết quả phân tích chất lượng nước thải đổ vào nguồn

tiếp nhận của Công ty CPTP Minh Dương 19 Bảng 2.1 Vị trí, số lượng mẫu và các chỉ tiêu phân tích mẫu 35 Bảng 2.2 Phương pháp và thiết bị phân tích mẫu 35 Bảng 2.3 Lượng mẫu phân tích BOD5 theo dải đo 36 Bảng 3.1 Chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải làm sạch, xử lý nguyên

Bảng 3.2 Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu vào của Công

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý của công trình xử lý cơ học, hóa lý 54

Bảng 3.5 Chất lượng nước thải thực tế sau ao sinh thái 57 Bảng 3.6 Hiệu suất xử lý trung bình của hệ thống xử lý nước thải

Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm ở giai đoạn thích nghi 67 Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm ở giai đoạn xử lý, thử nghiệm 68 Bảng 3.9 Hiệu quả xử lý các thông số mô hình bể yếm khí 71

Bảng 3.16 Thông số nước thải đầu vào của hệ thống xử lý nước thải 73

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa môi trường nước, đất và không khí 9

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thông tổ chức của Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình sản xuất mạch nha, Maltodextrin và đường

glucose kèm dòng nước thải chính của Công ty CPTP Minh

Hình 1.6 Sơ đồ quy trình sản xuất miến các loại 17

Hình 1.8 Công nghệ xử lý nước thải Công ty TNHH Thực phẩm Hồng

Hình 1.9 Công nghệ xử lý nước thải Công ty TNHH URC 33 Hình 1.10 Công nghệ xử lý nước thải Công ty CP CBTP Con Heo Vàng 33 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải lò hơi của Công ty CPTP Minh

Hình 3.2 Hệ thống đường ống phân phối nước vào bể 61

Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi COD trong giai đoạn thích nghi 68 Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi pH trong giai đoạn thích nghi 68 Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi COD trong giai đoạn xử lý 69 Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi SS trong giai đoạn xử lý 69 Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi pH trong giai đoạn xử lý 70 Hình 3.10 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải đề xuất 74 Hình 3.11 Vị trí sửa chữa, cải tạo ao sinh thái thành bể yếm khí 90

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Bảo vệ môi trường là công việc của toàn cầu chứ không phải của riêng một quốc gia nào.Việc bảo vệ môi trường là góp phần làm sạch môi trường sống xung quanh chúng ta, chống lại những tác hại xấu xâm nhập vào môi trường sống của tất cả các động thực vật trên Thế Giới.Việt Nam là một trong số các quốc gia đã và đang quan tâm đến bảo vệ môi trường đi đôi với phát triển kinh tế - xã hội

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển, để tiến tới một nước công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước để hòa nhập với các nước trong khu vực Các ngành công nghiệp của nước ta đang ngày càng phát triển và đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh

tế như tạo ra các sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu, giải quyết công ăn việc làm…Tuy nhiên, sự phát triển mạnh của các ngành công nghiệp dẫn đến việc cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, nghiêm trọng hơn thế là các chất thải từ các ngành công nghiệp sinh ra ngày càng nhiều, làm cho môi trường bị tác động mạnh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và các sinh vật sống trên Trái Đất Hòa cùng với xu thế phát triển của đất nước, ngành chế biến lương thực, thực phẩm tạo ra các sản phẩm có giá trị cao, phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước cũng như xuất khẩu.Sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩmtạo ra nhiều lợi ích về kinh tế, lợi ích xã hội to lớn, tạo công ăn việc làm cho người lao động, đóng góp cho ngân sách nhà nước, ổn định vấn đề nguyên liệu cho sản xuất trong nước, qua đó ổn định thị trường Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đó thì luôn kèm theo nhiều vấn đề bức thiết cần giải quyết, đặc biệt là các vấn đề liên quan đến môi trường Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tạo ra một lớn các chất thải đã gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, thậm chí có những tác hại nghiêm trọng nếu không

có những biện pháp quản lý xử lý thích hợp, đặc biệt là nước thải

Nhu cầu sử dụng nước trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tương đối lớn cho nên sau khi sử dụng cũng sẽ thải ra một lượng nước thải tương đương Nếu như không có biện pháp xử lý phù hợp và hiệu quả trước khi thải bỏ, nước thải sẽ mang theo một lượng lớn các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm

và môi trường đất Hậu quả của nó sẽ trở nên nghiêm trọng và rất khó cải tạo nếu nước thải ngấm xuống tầng nước ngầm sẽ phá hủy chất lượng nguồn nước ảnh hưởng đến môi trường sống của cộng đồng dân cư trong khu vực

Công ty CPTP Minh Dương là một trong các Công ty chế biến thực phẩm có quy mô trung bình Cũng như các công ty sản xuất khác, hoạt động sản xuất của Công ty tạo ra một lượng chất thải có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nếu như không được quản lý, thu gom và xử lý hiệu quả Đặc biệt là nước thải.Công ty CPTP Minh Dương đi vào xây dựng và hoạt động từ năm 2005 với lĩnh vực hoạt động là chế biến nông sản, thực phẩm.Ngay từ khi đi vào hoạt động, Công ty đã đầu

tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải.Cho tới thời điểm hiện tại thì hệ thống xử lý nước thải của Công ty vẫn đảm bảo xử lý được toàn bộ và hiệu quả toàn bộ lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất.Tuy nhiên, trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải xảy ra một sốsự cố gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý, đặc biệt là công trình xử lý sinh học Nguyên nhân là do chất lượng nguyên liệu đầu vào chất lượng ngày càng kém, do đó mà nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải như BOD5, COD, SS, tổng N, tổng P…tăng lên đáng kể Ngoài ra trong thời gian tới để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của thị trường Công ty có thể sẽ đầu tư mở rộng sản xuất, đồng nghĩa với việc tổng lưu lượng nước thải phát sinh sẽ tăng lên Theo đánh giá thì trong tương lai công tác xử lý nước thải của Công ty sẽ găp nhiều khó khăn nếu như không nghiên cứu và cải tạo hệ thống hiện tại của Công ty Nhằm đáp ứng yêu cầu của xã hội trong xu hướng phát triển bền vững đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường của Công ty thì việc nghiên cứu các biện pháp quản lý và xử lý thích hợp đối với nước thải chế biến thực phẩmcho Công ty CPTP Minh Dương là

điều cần thiết Đề tài “Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải chế biến thực

phẩmtừ tinh bột công suất 300m 3 /ngày.đêm của Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương” được thực hiện

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Đánh giá hiện trạng hiệu quả công nghệ xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương

- Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại Công ty CPTP Minh Dương

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nội dung 1: Tổng quan tài liệu về đối tượng, địa điểm nghiên cứu

- Khái quát về ngành CNCBTP tại Việt Nam

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm

- Tổng quan về Công ty CPTP Minh Dương

Nội dung 2: Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải của Công ty CPTP Minh Dương

- Khảo sát công nghệ, hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của Công ty (xác định lưu lượng, thành phần nước thải)

- Lấy mẫu, phân tích và đánh giá công nghệ xử lý nước thải tại Công ty CPTP Minh Dương

Nội dung 3: Xây dựng công trình nghiên cứu thử nghiệm xử lý nước thải của Công ty CPTP Minh Dương

- Đề xuất, xây dựng công trình thử nghiệm cải tạo

- Lấy mẫu, phân tích, xử lý số liệu thực nghiệm và đánh giá hiệu quả của công trình thử nghiệm

Nội dung 4: Đề xuất ứng dụng công nghệ xử lý nước thải tại Công ty CPTP Minh Dương

- Đề xuất ứng dụng công nghệ xử lý nước thải

- Tính toán sơ bộ các công trình xử lý nước thải chính

- Đề xuất hướng cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TỪ TINH BỘT

Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1.1.1 Giới thiệu chung

So với các ngành công nghiệp khác, công nghiệp chế biến thực phẩm nước ta là ngành có từ lâu nhưng sự phát triển của ngành này còn chậm, chưa tương xứng với tiềm năng của đất nước và tầm quan trọng của ngành trong nền kinh tế quốc dân.Tuy nhiên, sự đóng góp của ngành vào sự phát triển kinh tế đất nước và góp phần cải thiện nhu cầu thực phẩm cho người dân trong nước là không nhỏ

Qua hơn hai mươi năm xây dựng và phát triển, ngành CNCBTP đã từng bước đáp ứng nhiều sản phẩm thiết yếu cho nền kinh tế quốc dân, phục vụ nhu cầu trong nước, thay thế nhập khẩu và tham gia xuất khẩu với sự đa dạng về mẫu mã, chủng loại Nhiều sản phẩm đã có sức cạnh tranh cao trên thị trường trong nước và quốc

tế Theo Bộ Công thương, ngành CNCBTP chiếm một tỷ lệ đáng kể sản lượng đầu

ra của ngành công nghiệp nói chung và tổng sản phẩm quốc nội (GDP) nói riêng Ước tính, lượng tiêu thụ thực phẩm hàng năm luôn chiếm 15% GDP cho thấy đây là một ngành công nghiệp tiềm năng

Công nghiệp chế biến thực phẩm là một bộ phận của ngành công nghiệp, sử dụng phần lớn nguyên liệu do nông nghiệp cung cấp để chế biến thành những sản phẩm công nghệ có giá trị cao hơn

Trong Hệ thống tài khoản Quốc gia, phân loại toàn bộ hoạt động sản xuất ra làm

ba nhóm ngành lớn: công nghiệp khai thác, công nghiệp chế biến và những ngành dịch vụ Trong đó, công nghiệp chế biến thực phẩm là phân ngành của ngành công nghiệp chế biến

Công nghiệp thực phẩm rất đa dạng về ngàng nghề, sản phẩm, về quy trình công nghệ, mức độ chế biến…Căn cứ vào sự giống nhau về công dụng cụ thể của từng

sản phẩm cũng như nguyên liệu chế biến thì công nghiệp chế biến thực phẩm bao gồm các ngành kinh tế - kỹ thuật sau:

- Ngành chế biến lương thực: xay sát, sản xuất mì ăn liền, làm bánh, bún…

- Ngành chế biến thủy sản

- Ngành chế biến thịt, sữa và các sản phẩm từ thịt, sữa

- Ngành chế biến nước giải khát: bia, nước ngọt, nước khoáng…

- Ngành chế biến đường, bánh kẹo

- Đồ hộp rau, quả

Ngành chế biến thực phẩmtừ tinh bộtđang có cơ hội to lớn về thị trường nên cũng mang lại giá trị kinh tế to lớn cho nhiều doanh nghiệp và các hộ gia đình.Nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ ngành này ở trong nước ngày càng đa dạng và lớn

Sự phát triển của công nghiệp chế biến thực phẩm rất quan trọng không chỉ với bản thân ngành công nghiệp mà đặc biệt đối với phát triển của nông nghiệp, nông thôn: thúc đẩy nông nghiệp phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa lớn, hình thành các vùng thâm canh, sản xuất tập trung, chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp, nông thôn

và tạo điều kiện quan trọng cho thúc đẩy công nghiệp hóa - hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn Thông qua chế biến, giá trị của sản phẩm nông nghiệp tăng lên gấp nhiều lần Theo tính toán của các chuyên gia trong ngành, sau khi tinh chế, giá trị nông sản có thể tăng từ 4 đến 10 lần so với giá trị trước khi chế biến Mặt khác, qua chế biến, từ một sản phẩm nông nghiệp, có thể tạo ra nhiều loại sản phẩm rất khác nhau, thậm chí tạo ra những đặc tính mới, những giá trị sử dụng mới cho sản phẩm nông nghiệp, từ đó đáp ứng như cầu ngày càng tăng của nhân dân và làm nguồn xuất khẩu quan trọng, đẩy mạnh giao lưu hàng hóa với các nước, đóng góp không nhỏ cho ngân sách Nhà nước

Phát triển CNCBTP góp phần rất quan trọng vào việc giải quyết vấn đề việc làm cho lực lượng lao động ở nông thôn, đặc biệt qua việc phát triển hệ thống các cơ sở chế biến ngay tại nông thôn Từ đó, làm tăng thu nhập cho cộng đồng dân cư Ở khía cạnh khác, chính ngành CNCBTP tạo ra khả năng mở rộng thị trường tiêu thụ,

làm giảm sự phụ thuộc của các yếu tố thời gian, thời vụ và khoảng cách đối với tiêu dùng các sản phẩm nông nghiệp Sự phát triển của ngành CNCBTP còn làm tăng nhu cầu về các sản phẩm nông nghiệp từ đó tạo điều kiện cho nông nghiệp phát triển mạnh mẽ hơn

1.1.2 Hiện trạng môi trường ngànhCNCBTP từ tinh bột

Hiện trạng môi trường ngành chế biến thực phẩm cũng tùy thuộc vào các ngành chế biến thực phẩm khác nhau Điển hình ở đây là ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột:chế biến, sản xuất đường mạch nha, đường glucose từ tinh bột sắn; chế biến miến các loại từ tinh bột các loại; chế biến bún từ gạo Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tạo ra một lượng lớn chất thải, khí thải, nước thải…vào môi trường cùng với sự phát triển của ngành

a) Nguyên liệu sản xuất của ngành CNCBTP từ tinh bột

Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm từ tinh bột sử dụng các loại nguyên liệu chính là các sản phẩm của nông nghiệp có chứa hàm tinh bột cao Nguyên liệu sử dụng có thể là các sản phẩm trực tiếp từ nông nghiệp hoặc được qua sơ chế, xử lý thành tinh bột Để tiết kiệm các chi phí về sản xuất cũng như các chi phí về xử lý môi trường, nguyên liệu được sử dụng để sản xuất tại một số nhà máy chế biến thực phẩm thường là ở các dạng tinh bột sẵn

Tùy thuộc vào loại sản phẩm tạo ra mà các loại tinh bột sử dụng cho quá trình sản xuất sẽ khác nhau Có thể bao gồm một số loại tinh bột:

- Tinh bột khoai mì (tinh bột sắn)

- Tinh bột dong

- Tinh bột khoai lang

- Tinh bột khoai tây

- Gạo, tấm

b) Một số quy trình sản xuất của ngànhchế biến thực phẩm từ tinh bột

 Quy trình chế biến mạch nha

Nguyên liệu  Khuấy trộn (bổ sung nước)  Hồ hóa  Dịch hóa (bổ sung ezim)  Làm nguội  Đường hóa  Nâng nhiêt  Tẩy màu (sử dụng than hoạt tính)  Lọc trao đổi ion  Xử lý hoàn thiện  Cô đặc  Làm nguội 

Mạch nha

 Quy trình chế biến đường glucose

Nguyên liệu  Khuấy trộn (bổ sung nước)  Hồ hóa  Dịch hóa (bổ sung ezim)  Làm nguội  Đường hóa  Làm sạch  Cô đặc  Làm nguội  Kết

tinh  Ly tâm  Sấy  Phân loại  Đường glucose

 Quy trình chế biến Maltodextrin

Nguyên liệu  Xử lý (bổ sung nước)  Hòa bộ  Hồ hóa  Dịch hóa (bổ sung

enzym)  Tẩy màu  Lọc dịch  Cô đặc  Sấy phun Maltodextrin

 Quy trình chế biến miếndong

Nguyên liệu  Ngâm và tẩy trắng (bổ sung nước)  Hồ hóa  Tráng tạo mỏng

và hấp  Phơi sấy sơ bộ  Ủ cân bằng ẩm  Cắt tạo sợi  Phơi khô  Miến dong

Chất thải rắn là nguồn có khả gây ô nhiễm môi trường lớn nếu không được quản

lý, thu gom và xử lý hiệu quả Nó có thể gây ô nhiễm về cả hai yếu tố là khối lượng

và nồng độ chất bẩn Các loại chất thải rắn phát sinh trong quá trình chế biến lương thực từ các loại tinh bột gồm có:

- Vỏ bao bì đựng nguyên liệu và sản phẩm

- Than hoạt tính

- Nguyên liệu rơi vãi

- Các loại cặn, bã

 Khí thải

Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí trong quá trình chế biến thực phẩm từ tinh bột là không lớn Chủ yếu là lò hơi cung cấp hơi cho quá trình sản xuất Tùy 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 gây ô nhiễm không khí có thể là:

- Khí thải từ quá trình đốt than đá hay dầu DO cung cấp nhiên liệu cho hoạt động của lò hơi để cung cấp nhiệt cho sản xuất và hoạt động của máy phát điện Khí thải phát sinh chủ yếu chứa SO2, NOx, CO, SOx, khói bụi…Riêng khí thải phát sinh từ hoạt động của máy phát điện ra không đáng kể, do máy phát điện chỉ hoạt động khi có sự cố mất điện

- Mùi từ nguyên liệu sản xuất

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

Ngoài ra, việc vận chuyển nguyên liệu để sản xuất và thành phẩm bằng các phương tiện vận tải cũng sẽ phát sinh một lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường

 Nước thải

Trong ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột thì nước được sử dụng tương đối nhiều trong quá trình sản xuất.Chủ yếu được sử dụng trong quá trình xử lý nguyên liệu, lọc, cô đặc và rửa máy móc thiết bị, nhà xưởng

- Nước thải từ quá trình xử lý nguyên liệu: Nước thải chứa chất bẩn gồm có sạn,

dòng thải này lại giảm xuống

- Nước thải rửa máy móc, thiết bị, nhà xưởng: Nước thải chứa nhiều cặn và sạn,

ngoài ra còn có các thành phẩm dính trên thiết bị máy móc

- Riêng đối với nước thải chế biến thực phẩm từ gạo nước thải phát sinh chủ yếu công đoạn vo gạo Nước vo gạo, nước rửa gạo có màu đục sữa, chứa nhiều tinh bột, các vitamin và khoáng vi lượng chiếm khoảng 25-30% tổng lượng nước

thải

d) Sự tác động qua lại giữa môi trường đất, nước, không khí

Trong hầu hết các nhà máy chế biến thực phẩm nói riêng và các nhà máy khác nói chung thì các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất mang tính chất cục bộ, tác động của ô nhiễm môi trường nước thì có tính chất định hướng và môi trường không khí có tính đa hướng Các nhân tố gây ô nhiễm môi trường nước, đất, không khí có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau và tương tác với nhau nên biểu hiện giữa các quá trình ô nhiễm đều liên quan chặt chẽ (xem Hình 1.1)

`

Hình 1.1: Mối quan hệ giữa môi trường nước, đất và không khí

Như chúng ta đã biết bụi, khí thải (CO2, SO2, CO ) bay trong không khí nó sẽ gây ô nhiễm môi trường không khí Nhưng khi mưa, chúng sẽ đi theo nước mưa xuống mặt đất, đi vào nguồn nước (nó có thể hòa tan hoặc nổi trên bề mặt) thì nó lại làm gây ô nhiễm môi trường đất và môi trường nước Một số chất khí khi gặp nước sẽ tạo thành axit tương ứng làm ô nhiễm môi trường nước và làm cho đất bị chua

Các chất ô nhiễm có tỷ trọng thấp (nhẹ) có ở trong đất khi có gió nó có thể bị cuốn lên và làm cho ô nhiễm môi trường không khí Hoặc khi trời mưa, các chất ô nhiễm có trong đất sẽ tan vào nước mưa, đi theo dòng nước và trở thành tác nhân gây

trường đất Các chất ô nhiễm có trong nước cũng có thể bay hơi và khuếch tán vào không khí gây ô nhiễm môi trường không khí

Môi trường nước, đất và không khí đều có các đặc tính khác nhau Môi trường không khí lan tỏa đi xa và không định hướng (từ cao xuống thấp, từ thấp lên cao ); môi trường đất thì không lan tỏa mà chúng thường chỉ cố định, nó chỉ gây ô nhiễm mạnh khi chuyển thành các chất gây ô nhiễm môi trường nước để lan tỏa đi xa; môi trường nước có thể lan tỏa đi xa nhưng lại phụ thuộc vào dòng chảy của nước mặt hay nước ngầm và mức độ thẩm thấu của đất

1.1.3 Ô nhiễm môi trường do nước thải ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột

Tính chất của nguồn nước thải ngành công nghiệp chế biến thực phẩm chủ yếu chứa các chất hữu cơ ít độc có nguồn gốc từ thực vật hay động vật.Chất thải hữu cơ của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm từ tinh bột có nguồn gốc là thực vật đa phần là cacbon hydrat chứa ít chất béo và protein nên dễ dàng bị phân hủy bởi vi sinh Tuy nhiên, để lựa chọn chủng loại vi sinh sử dụng để xử lý và phân hủy nước thải ngành này cũng đang được nhiều người quan tâm Các cơ sở chế biến thực phẩm này thường gây ô nhiễm mùi và nước thải là chủ yếu

a) Nguồn nước phát sinh nước thải ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột

Trong ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột thì nước được sử dụng tương đối nhiều trong quá trình sản xuất.Chủ yếu được sử dụng trong quá trình xử lý nguyên liệu, lọc, cô đặc và rửa máy móc thiết bị, nhà xưởng

Nước thải ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột nếu không được xử lý mà xả trực tiếp ra môi trường tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

b) Một số tính chất hóa lý của nước thải ngành chế biến thực phẩm từ tinh bột

- Độ pH thấp: Độ pH của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận do các loài vi sinh vật có trong tự nhiên trong nước bị kìm hãm phát triển Ngoài ra, nước thải có tính axit sẽ có tính ăn mòn, làm mất cân

bằng trao đổi chất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống của sinh vật

- Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao: Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm từ tinh bột có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả ra môi trường nước

sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan không chỉ làm ảnh hưởng đến ngành nuôi trồng thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn tới ô nhiễm môi trường nước

- Hàm lượng chất lơ lửng cao: Các chất lơ lửng khi thải ra môi trường nước sẽ nổi lên bề mặt nước tạo thành lớp dầy, lâu dần lớp đó ngã màu xám, làm mất mỹ quan

và ngăn cản quá trình trao đổi oxy và truyền sáng, dẫn đến nước đến tình trạng kỵ khí Một phần cặn lắng xuống đấy sẽ gây phân hủy kỵ khí, gây có mùi hôi thối

- Hàm lượng chất dinh dưỡng tương đối cao: Nồng độ các chất N, P cao sẽ gây ra hiện tượng phát triển của các loại tảo, đến mức giới hạn tảo sẽ chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Ngoài ra, các loài tảo phát triển mạnh trên mặt nước tạo thành lớp màng dày khiến cho bên dưới không có ánh sáng mặt trời, gây ảnh hưởng đến thực vật và động vật dưới nước

- Vi sinh vật: Các vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn gây ô nhiễm đặc biệt và đang được quan tâm nhiều Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố gây bệnh sẽ lan truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt…

Bảng 1.1: Các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải đặc trưng tại Công ty Thực phẩm Tân Tân

(Nguồn: Công ty TNHHThực phẩm Hồng Thái, 2010)

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THỰC PHẨM MINH DƯƠNG

1.3.1 Thông tin chung

- Tên Công ty: Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương

- Tên giao dịch tiếng Anh: Minh Dương Food Stuff Joint Stock Company

- Lo go Công ty:

Hình 1.2: Logo Công ty CPTP Minh Dương

- Địa chỉ văn phòng: Xã Minh Khai, Huyện Hoài Đức, Thành phố Hà Nội

- Địa chỉ cơ sở sản xuất: Xã Di Trạch, Huyện Hoài Đức, Thành phố Hà Nội

- Đại điện lãnh đạo: Ông Nguyễn Duy Hồng - Tổng Giám đốc Công ty

- Lĩnh vực hoạt động:

+ Sản xuất, cung ứng các sản phẩm hàng công nghiệp phụ trợ phục vụ cho ngành công nghiệp thực phẩm

+ Sản xuất các sản phẩm thực phẩm tiêu dùng có nguồn gốc tinh bột và ngũ cốc

- Năm đi vào hoạt động:2005

- Số lượng cán bộ, công nhân viên: 150 người

1.3.2 Vị trí địa lý và quy mô của Công ty CPTP Minh Dương

a) Vị trí địa lý

Vị trí nhà máy nằm cạnh trục đường giao thông tỉnh lộ 79 thông với quốc lộ 32 (Hà Nội - Sơn Tây) và đường cao tốc Láng - Hòa Lạc Ranh giới:

- Phía bắc giáp tỉnh lộ 79

- Phía nam giáp cánh đồng lúa của xã Di Trạch, Hoài Đức, Hà Nội

- Phía đông giáp cánh đồng lúa xã Di trạch, Hoài Đức, Hà Nội

- Phía tây giáp cánh đồng lúa xã Di trạch, Hoài Đức, Hà Nội

Hình 1.3: Vị trí của Công ty CPTP Minh Dương

b) Quy mô của Công ty CPTP Minh Dương

Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương địa chỉ tại Thôn Đồng Mực - Xã Di Trạch - Huyện Hoài Đức - TP Hà Nội có tổng diện tích khoảng 17.000 m2 bao gồm:

(Nguồn: Công ty CPTP Minh Dương)

Sơ đồ tổ chức của Công ty CPTP Minh Dương:

Mối quan hệ chỉ đạo Mối quan hệ tác hợp Mối quan hệ trong hệ thống

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thông tổ chức của Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương

1.3.3 Đặc thù sản xuất của Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương

a) Nguyên liệu sản xuất

Nguồn cung cấp các loại nguyên sử dụng trong hoạt động sản xuất :

- Tinh bột sắn thu mua từ các làng nghề chuyên sản xuất tinh bột sắn như Hoài Đức, Phúc Thọ…và các nhà máy tinh bột sắn được xây dựng ở các địa phương như Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hòa Bình, Thanh Hóa, Nghệ An…

- Tinh bột khoai tây, tinh bột dong, tinh bột khoai lang được thu mua và kiểm tra nghiêm ngặt tại Bến Tre

- Gạo, tấm được thu mua từ xã Đức Giang, huyện Hoài Đức

P TGĐ Kế hoạch thị trường

Giám đốc

Nhà máy

KNTP

Phòng hành chính nhân sự

Các trang trại

Phòng KHTT

Phòng BHTD

Phòng KTTC

Các xưởng trực thuộc NM Tổ Kỹ thuật và KCS Phân xưởng cơ điện

- Sản phẩm Enzim cung cấp cho hoạt động sản xuất đều là sản phẩm của các hãng hàng đầu trên thế giới như Novozyme, Genencor,…

b) Các sản phẩm chính

Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương có 2 nhóm sản phẩm chính gồm:

- Nhóm sản phẩm phụ trợ: đường glucoza tinh thể, mạch nha, Maltodextrin

- Nhóm sản phẩm tiêu dùng: miến dong, bún gạo, mỳ gạo, miến khoai tây, miến khoai lang

Tổng sản lượng các sản phẩm của Công ty CPTP Minh Dương trung bình mỗi năm khoảng 9.000 tấn sản phẩm/năm

c) Quy trình sản xuất kèm dòng nước thải

- Quy trình sản mạch nha, Maltodextrin và đường glucose kèm dòng nước thải

Mạch nha

Kết tinh Văng ly tâm Sấy khô

Lọc tẩy màu

Cô đặc Sấy phun

Nước thải

Nước thải

Hình 1.5: Sơ đồ quy trình sản xuất mạch nha, Maltodextrin và đường glucose kèm

dòng nước thải chính của Công ty CPTP Minh Dương

- Quy trình sản xuất miến các loại, bún và mỳ gạo kèm dòng nước thải chính (xem Hình 1.6 và Hình 1.7)

Hình 1.6: Sơ đồ sản xuất miến các loại

Hình 1.7: Sơ đồ sản xuất bún, mỳ gạo

1.2.4.Hiện trạng môi trường tại Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương

a) Bụi khí thải

Nhà xưởng sản xuất mà Công ty đầu tư xây dựng ở dạng dây chuyền sản xuất kín

để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm nên việc phát sinh bụi trong quá trình sản xuất

là không có

Sấy khô Sản phẩm

Phối trộn Hấp chín

Sấy sơ bộ

Làm sạch, Xử lý

Nguyên liệu

Lão hóa Chia sợi

Lão hóa Làm tơi

Nghiền Phối trộn

Ép đùn

Vo sạch - ngâm Nguyên liệu

Lão hóa Hấp

Sấy khô Cắt khổ Sản phẩm Nước thải

Nguồn phát sinh khí thải từ quá trình đốt lò hơi bằng than đá Bụi và khí thải từ lò hơi đốt bằng than đá được xử lý qua cyclon và tháp hấp thụ khí thải bằng dung dịch nước vôi trong (Ca(OH)2) Đảm bảo khí thải đạt theo quy chuẩn trước khi thải ra môi trường

Ngoài bụi và khí thải phát sinh từ lò hơi thì tại kho nguyên vật liệu, cũng như một số vị trí của các phân xưởng sản xuất có xuất hiện mùi Để đảm bảo thông thoáng và giảm mùi trong phân xưởng Công ty lắp đặt nhiều hệ thống quạt thông

gió dọc theo chiều dài các phân xưởng

Toàn bộ CTR, CTNH phát sinh được thu gom và lưu giữ đúng nơi quy định Đảm bảo không gây rò rỉ, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

c) Nước thải

Nguồn gốc phát sinh:quá trình xử lý tinh bột, từ các công đoạn sản xuất tại các nhà xưởng, nước vệ sinh nhà xưởng, máy móc thiết bị, nước rửa xô, nước thải sinh hoạt từ nhà bếp và các nhà vệ sinh của Công ty

 Nước thải sản xuất

Tất cả nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của Công ty đều được thu gom bằng các ống (mương dẫn) và đi vào hệ thống xử lý nước thải tập trung Nước thải

sẽ được xử lý đạt Quy chuẩn trước khi thải ra môi trường, đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường

Bảng 1.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thải đổ vào nguồn tiếp nhận của

Công ty CPTP Minh Dương

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vi ̣ Kết quả QCTĐHN

(Nguồn: Số liê ̣u quan trắc ngày 05/07/2017 do Trung tâm Công nghệ xử lý Môi

trường - Bộ tư lệnh hóa học công bố)

 Nước thải sinh hoạt

Công ty đã lắp đặt đường ống nhựa PVC (đường kính D100) dài khoảng 200m

để dẫn nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh về bể tự hoại 03 ngăn và nước thải sinh hoạt sau xử lý tại bể tự hoại được dẫn về Trạm XLNT tập trung của nhà máy để tiếp tục xử lý trước khi xả thải ra ngoài môi trường

 Nước mưa

Hệ thống thu gom nước thải tách biệt với hệ thống thu gom nước mưa, đảm bảo nước thải được thu gom toàn bộ, không lẫn vào đường thu gom nước mưa gây ô nhiễm môi trường

Nước mưa được thu từ mái nhà xưởng, phễu thu, các đường ống đứng thu nước mái và nước mặt sân chảy vào công bê tông, sau đó xả ra đường ống thoát nước của

khu vực

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH

CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TỪ TINH BỘT

Các phương pháp xử lý nước thải ngành công nghiệp chế biến thực phẩm cũng tương tự như các phương pháp xử lý nước thải các ngành công nghiệp khác.Tuy nhiên, nước thải ngành này được đặc trưng bởi hàm lượng chất hữu cơ cao nên việc lựa chọn công nghệ xử lý phải xử lý hiệu quả hàm lượng các chất hữu cơ Các biện pháp tổng quát có thể áp dụng được cho công nghệ xử lý nước thải ngành công nghiệp chế biến thực phẩm:

- Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải

- Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

1.3.1 Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải

Tùy 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 Công ty sẽ khác nhau, nhìn chung dao động không đều trong một ngày sản xuất Sự dao động về lưu lượng và nồng độ của nước thải sẽ dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc của mạng lưới và các công trình xử lý nước thải, đồng thời sẽ gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản

lý hệ thống.Vì khi lưu lượng nước thải dao động thì cần thiết phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện và lưu lượng ống lớn hơn vì phải đáp ứng với lưu lượng giờ nước thải lớn nhất.Ngoài ra, điều kiện công tác thủy lực sẽ kém đi Nếu lưu lượng chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích các bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống dẫn cũng phải thay đổi để đảm bảo dủ công suất hay dung tích chứa

Khi lưu lượng và nồng độ của nước thải thay đổi thi kích thước các công trình (bể lắng, bể trung hòa, công trình xử lý sinh học…) cũng phải lớn hơn, chế độ làm việc của các công trình này cũng không được ổn định.Gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý của các công trình này và toàn bộ hoạt động của trạm xử lý

Tại bể điều hòa lưu lượng có thể lắp đặt hệ thống thổi khí đẻ cũng cấp oxy cho nước thải.Tránh hiện tượng cặn lắng dưới đáy bể, diễn ra quá trình phân hủy yếm khí gây mùi hôi thối

Việc điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm còn có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với các quá trình xử lý hóa lý và sinh học.Việc làm ổn định nồng độ nước thải sẽ giúp làm cho giảm nhẹ kích thước các công trình xử lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý và tăng cao hiệu quả xử lý

1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học nhằm mục đích: tác và loại bỏ các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn như sỏi, cát…và một phần

các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải

Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình xử lý hóa lý, hóa học và sinh học

a) Song chắn rác, lưới chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải đi qua song chắn rác và lưới chắn rác Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn như: vỏ hộp, bao nilon, dây…được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc đường ống, bơm hay kênh dẫn nước thải Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử

lý

b) Bể lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau

Bể lắng cát gồm các loại sau:

- Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể

Bể có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu cát đặt ở đầu bể

- Bể lắng cát đứng: Đặc điểm của bể này là dòng nước chuyển động từ dưới lên trên theo thân bể

- Bể lắng cát radian: Là loại bể có tiết diện tròn, nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng thu tập trung rồi được dẫn ra ngoài

- Bể lắng cát sục khí: Bể lắng cát này có ưu điểm là loại bỏ được lượng chất hữu

cơ lẫn trong cát, làm tăng hiệu quả xử lý

c) Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Nguyên tắc hoạt động của bể lắng thường dựa trên cơ sở trọng lực Dựa vào nguyên lý hoạt động, có các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động liên tục và bể lắng hoạt động gián đoạn

Dựa vào cấu tạo: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm…

d) Bể lọc

Lọc là quá trình tách các chất lắng lơ lửng ra khỏi nước khi hỗn hợp nước và chất rắn lơ lửng đi qua lớp vật liệu lỗ (lớp vật liệu lọc), chất rắn lơ lửng sẽ được giữ lại và nước tiếp tục chảy qua Đây là giai đoạn (công trình) cuối cùng để làm trong nước Có tác dụng tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không loại bỏ được bằng phương pháp lắng.Quá trình lọc thường sử dụng trong xử lý nước thải trong trường hợp nước thải sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

Có nhiều cách phân loại bể lọc:

- Theo tốc độ: bể lọc chậm, bể lọc nhanh, bể lọc cao tốc

- Theo chế độ làm việc: bể lọc trọng lực, bể lọc có áp lực

Các lớp vật liệu lọc có thể là cát thạch anh nghiền, than atraxit, than hoạt tính, cát, sỏi với chiều dày các lớp vật liệu tùy theo yêu cầu chất lượng nước đầu ra của

bể lọc

1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Khi trong nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại độ màu cao thì phải ứng dụng xử lý bằng phương pháp hóa lý.Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các quá trình vật lý và các phản ứng kẹo 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 ngành công nghiệp chế biên thực phẩm là keo tụ và tuyển nổi

a) Bể keo tụ

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1- 10 micromet Các hạt này không nổi cũng không lắng và do đó tương đối khó tách loại.Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng này phải dùng đến biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và liên kết các hạt lơ lửng trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn trọng lượng đáng kể Do đó các bông cặn tạo thành dễ dàng lắng xuống đáy ở bể lắng

Các chất keo tụ được sử dụng như phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4…và được sử dụng dưới dạng dung dịch hòa tan

b) Bể tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động

bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học.Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt

1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học dùng để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi phương pháp này được sử dụng để

xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý cuối trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý nhưng vẫn có thể gây ra các vấn

đề trong thực tế như giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, gây hư hại thiết bị máy móc…

Để trung hòa nước thải có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

- Trộn lẫn nước thải axit và nước thải kiềm

- 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 nước axit

Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả:

- Khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh: Cl2, các hợp chất Clo, O3, KMnO4

- Khử trùng bằng các tia vật lý: tia cực tím

- Khử trùng bằng siêu âm

- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

- Khử trùng bằng các ion kim loại nặng

Tuy nhiên trong xử lý nước thải người ta thường sử dụng chủ yếu Cl hoặc hợp chất của Cl để khử khuẩn

1.3.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, Sunfit, ammonia, Nito… dựa trên

cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn

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 và hữu 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 của chúng tăng lên

Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành 2 nhóm chính sau:

- Phương pháp sinh học hiếu khí

- Phương pháp sinh học yếm khí

a) Phương pháp sinh học hiếu khí

Sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH…thích hợp

Sơ đồ phản ứng:

(CHO)nNS + O2 CO2 + H2O + NH4+ + H2S + tế bào vi sinh vật + … ∆H

Trong điều kiện hiếu khí NH4 và H2S cũng bị phân hủy nhờ quá trình nitrat hóa, sunfat hóa bởi vi sinh vật tự dưỡng

Sơ đồ phản ứng:

NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + 2H2O + ∆H

H2S + 2O2 SO42- + 2H+ + ∆H

Cơ chế xử lý của quá trình hiếu khí gồm 3 quá trình:

- Giai đoạn 1: Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tê bảo

CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ΔH

- Giai đoạn 2: Tổng hợp để xây dựng tế bào mới

CxHyOz + O2 + NH3 Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2)+ CO2 + H2O

- Giai đoạn 3: Phân hủy nội bào

C5H7O2 + O2 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ΔH

Trong 3 loại phản ứng ΔH là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào Các chỉ số

x, y, z tuỳ thuộc vào dạng chất hữu cơ chứa cacbon bị oxy hóa

Các phương pháp xử lý sinh học hiếu khí hay được sử dụng cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm:

 Công trình xử lý hiếu khí trong điều kiện tự nhiên

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn

nước Các công trình đặc trưng: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh hoc…

 Cánh đồng lọc:

Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức độ xử lý nào đó thông qua

quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống

Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc đồng thời có thể đạt được ba mục tiêu:

- Xử lý nước thải

- Tái sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải để sản xuất

- Nạp lại nước cho các túi nước ngầm

So với các hệ thống nhân tạo thì việc xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc cần ít năng lượng hơn Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc cần năng lượng để vận chuyển

và tưới nước thải lên đất, trong khi xử lý nước thải bằng các biện pháp nhân tạo cần năng lượng để vận chuyển, khuấy trộn, sục khí, bơm hoàn lưu nước thải và bùn

Do ít sử dụng các thiết bị cơ khí, việc vận hành và bảo quản hệ thống xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc dễ dàng và ít tốn kém hơn Tuy nhiên, việc xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc cũng có những hạn chế như cần một diện tích đất lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất và điều kiện khí hậu

 Ao, hồ sinh học(ao hồ hiếu khí tự nhiên):

Đây là phương pháp xử lý đơn giản đã được áp dụng từ xa xưa Phương pháp này lợi dụng quá trình tự làm sạch của hồ, lấy oxy nhờ sự khuếch tán không khí vào lớp nước mặt và ánh sáng mặt trời chiếu rọi làm cho tảo phát triển thải ra oxy Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâu của hồ thường nhỏ

 Các công trình hiếu khí trong điều kiện nhân tạo

Là các công trình được cung cấp oxy nhờ thiết bị hoặc nhờ cấu tạo của nó Các công trình đặc trưng bao gồm aerotank, aerotanktheo mẻ (SBR), mương oxy hoá,

tháp lọc sinh học, đĩa sinh học…

 Bể Aerotank

Là công trình bê tông cốt thép hoặc bằng sắt thép, hình khối chữ nhật hoặc hình tròn Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ xảy trong Aerotank bao gồm ba giai đoạn:

- Giai đoạn 1: thức ăn dinh dưỡng trong nước rất phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này lại ít Sau khi thích nghi với môi trường, vi sinh vật sinh trưởng rất nhanh và mạnh theo cấp số nhân, vì vậy lượng oxy tiêu thụ tăng dần

- Giai đoạn 2: sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy cũng gần như ít thay đổi chính ở giai đoạn này chất hữu cơ bị phân huỷ nhiều nhất

- Giai đoạn 3: Sau một thời gian khá dài, tốc độ oxy hoá cầm chừng, có chiều hướng giảm lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên Đây là giai đoạn nitrat hoá muối amon

 Bể SBR

Bể SBR hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn Gồm có 5 pha cơ bản: pha làm đầy - pha phản ứng - pha lắng - pha xả nước - pha chờ (có thể bỏ qua pha này) Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả các quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các pha

Pha làm đầy có thể ở trạng thái: tĩnh, khuấy trộn hoặc thông khí tùy thuộc vào đối tượng cần xử lý Trạng thái tĩnh có thể được là do năng lượng đầu vào thấp và

có nồng độ các chất nền cao ở cuối giai đoạn Trạng thái khuấy trộn là do có sự khử nitrat (khi có sự hiện diện của nitrat) các chất lơ lửng sẽ làm giảm nhu cầu oxy và năng lượng đầu vào và phải có điều kiện thiếu hoặc kỵ khí cho quá trình loại bỏ P Trạng thái thông khí là do xảy ra các phản ứng hiếu khí ban đầu, làm giảm thời gian tuần hoàn và giữ lại nồng độ chất nền ở mức thấp, điều này là quan trọng nếu tồn tại các thành phần, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy với nồng độ hoạt tính cao

 Mương oxy hóa

Đây là một dạng Aerotank cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh trong điều kiện hiếu khí kéo dài, và nước chuyển động tuần hoàn trong mương Mương oxy hóa có thể phân thành 2 nhóm chính: liên tục và gián đoạn

Mương oxy hóa gián đoạn có hình vành khăn sâu từ 0,9- 1,5 m, hoạt động luân phiên: thổi khí và lắng Nạp và tháo nước chỉ tiến hành trong giai đoạn lắng vì vậy quá trình xử lý có dạng bậc và nước thải sau xử lý có chất lượng tốt

Mương oxy hóa hoạt động liên tục loại 1: cũng đơn giản như mương oxy hóa gián đoạn nhưng nước vào và ra liên tục đồng thời quá trình lắng diễn ra ở hai mương bên hông, luân phiên nhau

Mương oxy hóa liên tục loại 2: Rất gọn tuy nhiên trên thực tế rất khó bố trí trùng khớp với chu kỳ lắng trong các mương bên hông Lắng và tháo nước sạch diễn ra trong vòng 30 - 40 phút Trong thời gian này, lượng nước thải trong mương tăng tương ứng với độ sâu ngập nước máy thổi khí cũng tăng

 Bể lọc sinh học

Bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể co vi sinh vật sống bám Nước thải được phân bố đều trên bề mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp thụ và phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm

vi khuẩn hiếu khí; kỵ khí và tùy nghi; nấm, tảo, động vật nguyên sinh…trong đó vi

khuẩn tùy nghi chiếm ưu thế

Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh vật lớp ngoài tiêu thụ hết oxy khuếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong Vì vậy gần sát

bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành Khi lớp màng dày, chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở bên ngoài, vi sinh vật sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất đi khả năng bám dính Nước thải sau xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới, hệ thống thu nước này có cấu trúc rỗ để tạo điều kiện cho không khí lưu thông trong bể Sau khi

ra khỏi bể, nước thải đi vào bể lắng 2 để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể Nước sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể sinh học, đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy