TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI CÔNG TY cổ PHẦN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM á CHÂU sài gòn CÔNG SUẤT 250 m3 NGÀY đêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ===o0o=== HOÀNG KIM DƯƠNG TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM Á CHÂU SÀI GÒN LUẬN VĂN

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM Á CHÂU SÀI GÒN

GVHD: Th.S PHAN TUẤN TRIỀU SVTH : HOÀNG KIM DƯƠNG MSSV : 0707095

LỚP : 04SH02

BÌNH DƯƠNG - 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

===o0o===

HOÀNG KIM DƯƠNG

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM Á CHÂU SÀI GÒN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH

GVHD: Th.S PHAN TUẤN TRIỀU

BÌNH DƯƠNG – 2011

i

nuôi dưỡng con và tạo điều kiện cho con đươc học tập cho đến ngày hôm nay

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Bình Dương, và các Thầy Cô Khoa Công Nghệ Sinh Học đã tạo điền kiện cho em học tập tốt để tiếp thu những kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế, chính những đóng góp đó là hành trang quý giá cho em bước vào đời sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Phan Tuấn Triều, người thầy đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Văn Thành và các anh chị trong công ty Công nghệ môi trường nông lâm đã hỗ trợ cho em những kiến thức chuyên môn và tạo điều kiện tốt cho em thực tập tại công ty

Sự thành công của em ngày hôm nay là kết quả từ sự động viên, giúp đỡ của Gia Đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập cũng như trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp, mặc dù

đã nổ lực hết mình, nhưng do kinh nghiệm, kiến thức và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong quý Thầy Cô tận tình chỉ dẫn để em rút kinh nghiệm và tự tin hơn khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn!

Bình Dương, ngày… tháng … năm 2012

Sinh Viên Hoàng Kim Dương

ii

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh sách các chữ viết tắt vi

Danh sách các bảng vii

Danh sách các hình ảnh ix

Tóm tắt luận văn x

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

1.5 GIỚI HẠN THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT SỮA 4

2.2 KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN SỮA 5

2.3 CÁC THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM Á CHÂU SÀI GÒN 8

2.3.1 Hiện trạng nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn 8

2.3.1.1 Vị trí địa lý 8

2.3.1.2 Điều kiện tự nhiên về khí hậu, thủy văn 9

2.3.2 Nội dung hoạt động 11

2.3.2.1 Quy mô khám nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn 11

2.3.2.2 Nhu cầu sử nhiên liệu sản xuất 13

2.3.2.3 Nguồn cung cấp nước và lượng nước tiêu thụ 13

2.3.2.4 Hệ thống thoát nước mưa 14

iii

liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn 15

2.3.3.1 Công nghệ sản xuất của nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn 15

2.3.3.2 Nguồn phát sinh nước thải nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn 15

2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN NAY 2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 20

2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 21

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 23

2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 24

2.4.5 Phương pháp kết hợp xử lý nước thải 28

2.4.6 Một số quy trình công nghê xử lý nước thải nghành chế biến sữa 28

2.4.6.1 Giới thiệu 28

2.4.6.2 Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến sữa tại Việt Nam và thế giới 29

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 VẬT LIỆU 32

3.1.1 Thành phần tính chất nước thải của công ty 32

3.1.2 Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy 32

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 33

3.2.2 Phương pháp đánh giá so sánh 33

3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu và tính toán 33

3.2.4 Lựa chọn công nghệ 34

3.2.5 Đề xuất phương án 1 36

3.2.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1 36

iv

3.2.5.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1 38

3.2.6 Đề xuất phương án 2 39

3.2.6.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 39

3.2.6.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2 41

3.3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 42

3.3.1 Phương án 1 42

3.3.1.1 Song chắn rác 42

3.3.1.2 Hố thu gom 44

3.3.1.3 Lưới chắn tinh .45

3.3.1.4 Bể điều hòa 46

3.3.1.5 Bể tuyển nổi 50

3.3.1.6 Bể Aerotank 55

3.3.1.7 Bể lắng 64

3.3.1.8 Bể khử trùng 69

3.3.1.9 Bể lọc áp lực 70

3.3.1.10 Bể nén bùn 73

3.3.1.11 Máy ép bùn dây đai 75

3.3.2 Phương án 2 76

3.3.2.1 Các công trình đơn vị 76

3.3.2.2 Bể lọc sinh học 77

3.3.2.3 Bể lắng 82

3.3 KHAI TOÁN KINH PHÍ CÁC PHƯƠNG ÁN 86

3.3.1 Vốn đầu tư cho các hạng mục công trình phương án 1 86

3.3.2 Vốn đầu tư cho các hạng mục công trình phương án 2 89

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIÊN LUẬN 4.1 KẾT QUẢ 93

4.1.1 Tóm tắt kết quả tính toán các công trình đơn vị 93

4.1.2 Lựa chọn phương án xử lý 94

4.2 BIỆN LUẬN 96

v

5.2 KIẾN NGHỊ 98

5.2.1 Quản lý - vận hành hệ thống xử lý nước thải 99

5.2.1 Tổ chức quản lý và nguyên tắc an toàn lao động 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

vi

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hoá ( Biochemical Oxygen Demand) COD Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand)

DO Nồng độ oxy hoà tan (Dissolved Oxygen)

SS Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Suspendid Solids)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

KCN Khu công nghiệp

XLNT Xử lý nước thải

VNĐ Việt Nam Đồng

vii

Bảng 2.1 Nước thải công nghiệp chế biến sữa 7

Bảng 2.2 Tọa độ các tứ cận của công ty 9

Bảng 2.3 Cơ cấu sử dụng đất của công ty 11

Bảng 2.4 Nhu cầu nhiên liệu phục vụ sản xuất 13

Bảng 2.5 Nhu cầu nguyên vật liệu trong năm 18

Bảng 3.1 Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất 32

Bảng 3.2 Hệ số không điều hòa chung 33

Bảng 3.3 So sánh phương pháp xử lý sinh học hiếu khí 34

Bảng 3.4 Ước tính hiệu xuất xử lý phương án 1 37

Bảng 3.5 Ước tính hiệu xuất xử lý phương án 2 40

Bảng 3.6 Kết quả tính toán song chắn rác 43

Bảng 3.7 Kết quả tính toán hố thu gom 45

Bảng 3.8 Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa 47

Bảng 3.9 Kết quả tính toán bể điều hòa 50

Bảng 3.10 Kết quả tính toán bể tuyển nổi 55

Bảng 3.11 Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị bọt khí mịn 61

Bảng 3.12 Kết quả tính toán bể Aerotank 64

Bảng 3.13 Kết quả tính toán bể lắng 68

Bảng 3.14 Kết quả tính toán bể khử trùng 70

Bảng 3.15 Kết quả tính toán bể lọc áp lực 72

Bảng 3.16 Kết quả tính toán bể nén bùn 75

Bảng 3.17 Kết quả tính toán bể lọc sinh học 82

Bảng 3.18 Kết quả tính toán bể lắng sau lọc sinh học 84

Bảng 3.19 Dự toán chi phí xây dựng phương án 1 86

Bảng 3.20 Dự toán chi phí lắp đặt thiệt bị phương án 1 86

Bảng 3.21 Dự toán chi phí điện năng phương án 1 88

Bảng 3.22 Dự toán chi phí xây dựng phương án 2 89

viii

Bảng 3.23 Dự toán chi phí lắp đặt thiệt bị phương án 2 90

Bảng 3.24 Dự toán chi phí điện năng phương án 2 91

Bảng 4.1 Tóm tắt kết quả tính toán phương án 1 93

Bảng 4.2 Tóm tắt kết quả tính toán phương án 2 93

Bảng 4.3 Vốn đầu tư cho từng công trình hạng mục xử lý 94

Bảng 4.4 So sánh các phương án .95

ix

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột kem không sữa Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sữa cô gái Hà Lan Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ lọc màng

Hình 3.1 Sơ đồ làm việc bể Aerotank

x

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Công nghiệp chế biến sữa là một trong những ngành công nghiệp phát triển khá mạnh ở nước ta trong những năm gần đây Bên cạnh những lợi ích to lớn đạt được về mặt kinh tế - xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết, trong đó ô nhiễm do nước thải và xử lý nước thải công nghiệp là một trong những mối quan tâm hàng đầu Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn là công ty hoạt động trong lĩnh vực sản xuất các loại bột kem không sữa và các nguyên liệu sữa bột, đang trong thời gian xây dựng mở rộng sản xuất

Đề tài " Tính toán - thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn" bao gồm việc thu thập các thông tin về điều kiện tự nhiên, hoạt động kinh doanh, thành phần tính chất và lưu lượng nước thải để góp phần xây dựng một hệ thống xử lý nước thải cho công ty

đi khả năng tự làm sạch

Cũng như các ngành công nghiệp khác, trong những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến sữa của Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ Đồng thời công nghiệp chế biến sữa cũng tạo ra nhiều chất thải góp phần làm ô nhiễm môi trường tự nhiên Nhiều nhà máy không chú trọng và đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải đã gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng cho những khu vực xung quanh Điều này thúc đẩy việc đầu tư, lựa chọn và áp dụng những kỹ thuật xử lý chất thải phù hợp

để hạn chế và loại trừ các tác động xấu đến môi trường xung quanh

Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn (AFI) là Công ty tiên phong ở Việt Nam chuyên sản xuất các loại bột kem không sữa (NON DAIRY CREAMER) và các nguyên liệu sữa bột theo dây chuyền công nghệ sấy phun hiện đại của Đan Mạch với Dự án Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn –AFI giai đoạn 1 với diện tích gần 10.000 m2

được Công ty cổ phần Xây dựng Cotec (CTD) khởi công ngày 20/01/2010 Dự án có diện tích gần 42.000 m2 Hiện nay, CTD thi công giai đoạn 1 với diện tích gần 10.000 m2 bao gồm 18 hạng mục chính và phụ

2

Vì vậy, việc “ Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn với công suất 250m3/ngđ” là một yêu cầu cấp thiết cho việc bảo vệ môi trường, hạn chế ô nhiễm do nước thải và đảm bảo sự phát triển bền vững của xã hội loài người

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn (AFI) là Công ty hoạt động trong lĩnh vực kinh doanh nguyên liệu thực phẩm và sản xuất các loại bột kem không sữa và các nguyên liệu sữa bột Để đáp đủ cho nhu cầu thị trường, Công ty đã

mở rộng sản xuất với dự án nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn –AFI, nhà máy đang trong thời gian xây dựng

Hiện tại nhà máy chưa có hệ thống xử lý nước thải Vì vậy, việc “Tính toán – thiết

kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn với công suất 250m3/ngđ ” là cấp bách và cần thiết, hướng tới bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe con người khi nhà máy đi vào hoạt động

1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tính toán - thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn công suất 250m3/ngđ đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 24 : 2009/BTNMT trước khi thải ra hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu công nghiệp Mỹ Phước 3

1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

 Đề tài được thực hiện trên cơ sở kết hợp với Công ty môi trường Nông Lâm đưa ra phương án và công nghệ xử lý thích hợp từ đó thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử

lý nước thải cho nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

 Giúp kiểm soát chặt chẽ nguồn gây ô nhiễm môi trường khi nhà máy đi vào hoạt động nhằm giảm thiểu những tác động xấu đến sức khỏe của công nhân, nhân viên trong nhà máy người dân sống khu vực xung quanh Đồng thời việc xây dựng hệ thống

xử lý nước thải nhằm góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước và không khí của tỉnh Bình Dương nói chung và KCN Mỹ Phước nói riêng

1.5 GIỚI HẠN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Đề tài được giới hạn trong phạm vi: Tính toán - thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn Nước thải chỉ được xử

lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 24 : 2009/BTNMT

 Địa điểm thực hiện đề tài: Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn (AFI) lô C- 9E CN Đường DE6 Khu Công nghiệp Mỹ Phước 3, Bình Dương

4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT SỮA

Trong công nghệ chế biến thực phẩm, sữa là sản phẩm cao cấp có giá trị dinh dưỡng rất cao đối với cơ thể con người có tác dụng phục hồi sức khỏe cho người lao động, dễ hấp thụ đối với người bệnh, trẻ em và người cao tuổi

Trong những năm trở lại đây nhu cầu tiêu thụ sữa và sản phẩm sữa của người dân rất cao do nhu cầu lao động ngày một tăng, nhưng nguồn sữa trong nước không đáp ứng đủ nhu cầu, vì thế chúng ta tiêu thụ nhiều loại sữa được nhập từ nước ngoài

Việc đa dạng hóa các sản phẩm được chế biến từ sữa tươi cũng như tạo ra các sản phẩm sữa từ các loại ngũ cốc như đậu nành, bắp non… là một vấn đề quan trọng đối với công nghệ chế biến sữa

Điều kiện tự nhiên và khí hậu của nước ta rất thuận lợi cho việc phát triển đàn gia súc lấy sữa, cũng như trồng cây đậu nành Ở khu vực duyên hải miền Trung có rất nhiều đồng cỏ xanh tốt để chăn nuôi bò lấy sữa và đất đai để trồng cây đậu nành Cụ thể như ở Quảng Nam, các huyện Thăng Bình, Đại Lộc, Duy Xuyên, vừa có thể chăn nuôi bò vừa có thể trồng cây đậu nành

Công nghệ chế biến sữa là một công nghệ đa dạng và phức tạp Đối với mỗi một sản phẩm đều có một dây chuyền chế biến riêng Do vậy, việc đầu tư dây chuyền thiết

bị cho công nghệ chế biến sữa đòi hỏi phải hiện đại nên đầu tư kinh phí lớn

Tuy nhiên, từ nhu cầu thực tế của cuộc sống cũng như nền kinh tế nước nhà, nhà nước ta đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho sự phát triển ngành công nghệ chế biến sữa Việt Nam Vì vậy mà những năm gần đây, mặc hàng sữa trở nên đa dạng và được nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư vào Việt Nam: các công ty sữa lâu năm như Duck Lady, Vinamilk, Hanoimilk…

2.2 KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN SỮA

Do thiếu nguồn nguyên liệu tại chỗ nên các nhà máy chế biến sữa ở nước ta chủ yếu xuất phát với nguồn nguyên liệu là dạng sữa thành phẩm nhập ngoại, không sản xuất các loại sản phẩm có nước thải ô nhiễm cao như: pho mát, bơ, dịch sữa Vì vậy hàm lượng COD, BOD5 trong nước thải chế biến sữa ở nước ta nói chung tương đối thấp,

lưu lượng và thành phần nước thải ít thay đổi theo mùa

Tuy nhiên do trang thiết bị công nghệ, trình độ sản xuất còn kém nên mức độ tiêu hao nguyên liệu cao làm gia tăng ô nhiễm bởi các sản phẩm hỏng hoặc thất thoát nguyên liệu trong quá trình sản xuất

Bên cạnh đó, các nhà máy chế biến sữa thường nằm gần hoặc trong khu vực dân cư, chưa có hệ thống xử lý nước thải sản xuất do đó nước thải sản xuất chưa qua xử lý được trộn lẫn với nước thải sinh hoạt trước khi đi vào hệ thống cống thoát chung Điều này gây ô nhiễm môi trường cho các khu vực xung quanh

 Thành phần, tính chất của nước thải ngành chế biến sữa

Thành phần gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất sữa là sữa và các sản phẩm từ sữa (chiếm 90% tải lượng hữu cơ BOD) Vì vậy, các chỉ số cần quan tâm đối với nước thải sản xuất là BOD, COD, SS và chất béo Sữa tươi nguyên chất có giá trị BOD cao (khoảng 100000 mg/l) Cho nên những dung dịch sữa pha loãng cũng có ảnh hưởng ô nhiễm rõ rệt Những thành phần chính tham gia vào BOD của nước thải chế biến sữa là lactose, bơ sữa, protein và acid lactic

6

Bản chất của chất thải sinh ra bởi các quá trình khác nhau của nhà máy chế biến sữa nói chung hoàn toàn giống nhau Thành phần và lưu lượng nước thải của mỗi nhà máy tùy thuộc vào các quá trình sản xuất, điều kiện và công nghệ sản xuất Muốn xác định chính xác thành phần nước thải của mỗi nhà máy, chúng ta phải tiến hành khảo sát thực tế

Nhìn chung, nước thải chế biến sữa ban đầu là trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng

có khuynh hướng trở nên acid hoàn toàn một cách nhanh chóng do sự thiếu hụt của oxy tạo điều kiện lên men của lactose thành acid lactic, khi đó pH giảm và có khả năng gây

ra sự kết tủa casein

Nước thải chế biến sữa thường có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan cao, ít chất lơ lửng Vì vậy, chúng là nguồn thức ăn cho vi khuẩn và các vi sinh vật, gây nên sự thiếu hụt oxy nghiêm trọng do được vi khuẩn và các vi sinh vật tiêu thụ với tốc độ rất nhanh

Ngoài ra sữa cũng chứa cả Nitơ và Photpho, là thức ăn tốt cho thực vật có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước

Nước thải của nhà máy chủ yếu bao gồm:

 Nước thải sản xuất

Nước rửa bồn, nước rửa chai, đóng chai, nước súc rửa các sản phẩm dư bên trong hoặc trên bề mặt của tất cả đường ống, bơm, bồn chứa, thiết bị công nghiệp Nước thải từ nồi hơi, từ máy lạnh, dầu mỡ rò rỉ từ thiết bị và động cơ Khâu tiệt trùng

và đóng hộp sữa : nước rửa có chứa sữa do bị hao hụt

Nhà máy chế biến các sản phẩm khác từ sữa: dịch khử protein chứa nhiều lactose

Nước thải nhà máy sản xuất phômai : loại nước này chứa lactose và protein

 Đặc tính nước thải

- Tỷ lệ BOD/COD5 trong sữa 1,4 huyết thanh 1,9

- Lượng thải theo tổng Nitơ Kjeldahl từ 1 - 20 g trong 100 ml sữa

- BOD5 trong nước thải nói chung khoảng từ 700 - 1600 mg/l

- pH sau khi đồng nhất khoảng 7,5 - 8,8

Bảng 2.1 Nước thải công nghiệp chế biến sữa Phân xưởng

hay công đoạn

Dung tích nước (lít/lít sữa) BOD (mg/l)

Chất lơ lửng (mg/l)

Sữa nước và sữa chua

Sữa bột và sữa phomat

 Giá trị bình thường của nước thải từ các nhà máy sữa [6]

- Lượng nước thải 1-3 m3/tấn sữa

- BOD : 0,8 - 2,5 kg/tấn sữa

- COD = 1,5 BOD

- Chất rắn lơ lửng 100 -1000 g/m3

- Tổng lượng phospho 10 -100 g/m3

- Tổng lượng Nitơ vào khoảng15-250 g/m3

Các sản phẩm từ sữa, bơ, phomat, nước đọng lại trong sữa chua là nguồn chính thải

ra BOD trong nước thải Sự tạo thành tương đương trong thành phần là 1kg chất béo của sữa = 3kg COD, 1kg Lactose = 1,13kg COD, và 1kg Protein = 1,36 kg COD

b Phát thải vào không khí

Sự phát thải chất đặc biệt vào không khí chủ yếu liên quan đến khâu phun sấy sữa, nước thừa và hoạt động của thiết bị đun trung tâm

8

Không khí từ tháp phun sấy không được chứa quá 100 mg bột /m3 ntp gas khô Các khí thải có mùi thường không phát sinh, trừ trường hợp làm khô các loại sản phẩm thơm khác nhau

Các chất làm lạnh có thể bay ra trong trường hợp có rò rỉ hoặc có sự cố xảy ra Các chất làm lạnh thường dùng là CFC và amoniac

Các thông tin chung :

Tên cơ sở: Nhà máy sản xuất bột kem không sữa công suất 12.000 tấn/năm

Tên công ty: Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

Ngành nghề sản xuất: Sản xuất bột kem không sữa cho ngành thực phẩm

Địa chỉ: Lô C-9E-CN, KCN Mỹ Phước 3, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương

Điện thoại: 0650.3510175 Fax: 0650.3510176

Người đại diện: Ông Nguyễn Thiên Trúc Chức vụ: Tổng Giám đốc

Loại hình doanh nghiệp: Công ty Cổ phần

Tọa độ địa lý: X = 1228185,373 m; Y = 571697,760 m

2.3.1 Hiện trạng Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

2.3.1.1 Vị trí địa lý

 Sơ đồ vị trí

Nhà máy sản xuất bột kem không sữa của Công ty cổ phần Nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn đặt tại Lô C-9E-CN, KCN Mỹ Phước 3, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương Ranh giới khu đất nhà máy được xác định có các vị trí tiếp giáp như sau:

- Phía Bắc giáp lô đất trống C-9F-CN

- Phía Nam giáp lô đất C-9D-CN

- Phía Tây giáp đường DE6

- Phía Đông giáp lô đất cây xanh của KCN Mỹ Phước 3

Bảng 2.2 Tọa độ các tứ cận của công ty

[Nguồn: Đề án bảo vệ môi trường công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn,2011]

2.3.1.2 Điều kiện tự nhiên về khí hậu, thủy văn

a Điều kiện tự nhiên về khí hậu

Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn được xây dựng tại Khu công nghiệp Mỹ Phước 3, tỉnh Bình Dương Theo số liệu quan trắc khí tượng tại trạm

Sở Sao - Bình Dương thì trong khu vực mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng

ẩm kèm theo mưa nhiều và phân bố thành 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa từ tháng

5 ÷ 11 và mùa khô từ tháng 12 ÷ 4 năm sau:

 Nhiệt độ

 Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí là yếu tố ảnh hưởng lên quá trình chuyển hoá các chất ô nhiễm không khí và là yếu tố vi khí hậu ảnh hưởng lên sức khoẻ Chế độ không khí ẩm tương đối cao, trung bình 80 ÷ 90% và biến đổi theo mùa Độ ẩm được mang lại chủ yếu do gió mùa Tây Nam trong mùa mưa Do đó độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa Độ ẩm không khí ít biến động trong năm, trung bình tại khu vực là 76,6%

 Lượng mưa

Lượng mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 85% ÷ 95% lượng mưa cả năm

 Chế độ mưa tại khu vực

+Lượng mưa trung bình năm:1.773 mm/năm

+ Lượng mưa cao nhất: 2.680 mm/ năm

+ Lượng mưa thấp nhất: 1.136 mm/ năm

+ Số ngày mưa trung bình năm: 113 ngày + Tháng mưa nhiều nhất: Tháng 9

+ Tháng mưa ít nhất: Tháng 11

 Gió và hướng gió

Gió có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát tán các chất ô nhiễm không khí Tốc

độ gió càng nhỏ thì mức độ ô nhiễm xung quanh nguồn ô nhiễm càng lớn Mỗi năm có hai mùa gió đi theo hai mùa mưa và khô Về mùa mưa, hướng gió chủ đạo là Tây Nam

và vào mùa khô hướng gió thịnh hành là Đông Bắc Chuyển tiếp giữa hai mùa còn có gió Đông và Đông Nam Tốc độ gió trung bình 3÷5 m/s, lớn nhất 8÷12m/s Khu vực này không chịu ảnh hưởng của bão

b Điều kiện địa chất thủy văn trong khu vực

Nhà máy nằm trong KCN Mỹ Phước 3, nước thải sinh hoạt sau khi được xử lý qua

bể tự hoại 3 ngăn và nước thải sản xuất sau xử lý cục bộ sẽ được đấu nối vào hệ thống

xử lý nước thải chung của KCN Riêng nước mưa được dẫn vào đường ống thoát nước mưa của KCN Nguồn nước mưa và nước thải sau khi được xử lý tại hệ thống XLNT của KCN sẽ được thoát ra sông Thị Tính

2.3.2 Nội dung hoạt động

2.3.2.1 Quy mô Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

a Diện tích mặt bằng sản xuất

Tổng diện tích khu đất của Công ty cổ phần Nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn là 41.219 m2 Cơ cấu sử dụng đất hiện nay của công ty được thể hiện trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Cơ cấu sử dụng đất của công ty

b Số lượng lao động

Tổng số lượng công nhân viên phục vụ sản xuất của nhà máy hiện nay là 80 người

2.3.2.2 Nhu cầu sử dụng nhiên liệu sản xuất

Nhiên liệu phục vụ sản xuất trong quý được trình bày trong bảng 2.4

Bảng 2.4 Nhu cầu nhiên liệu phục vụ sản xuất STT Nhiên liệu Đơn vị Khối lượng/quý Nhà cung cấp

1 Điện kW 3.789.500 Mạng lưới cung cấp điện của

KCN Mỹ Phước 3

2 Dầu FO lít 1.957.900 Công ty xăng dầu Bình Dương

3 Dầu DO lít 3.000 Công ty xăng dầu Bình Dương

4 Khí CNG (thay

thế dầu FO)

Sm3

2.500 Công ty CP khí CNG Việt Nam

[Nguồn : Đề án bảo vệ môi trường công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn,2011]

2.3.2.3 Nguồn cung cấp nước và lượng nước tiêu thụ

Nguồn cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của Công ty được lấy từ nguồn nước thủy cục với nhu cầu sử dụng nước khoảng 90 m3/ngày Trong đó:

- Nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của công nhân viên khoảng 8,0 m3/ngày Lượng nước này được tính toán dựa trên:

 Nhu cầu dùng nước: 100 lít/người/ngày

 Tổng số công nhân viên của nhà máy: 80 người

- Nước dùng cho nhu cầu sản xuất khoảng 75 m3/ngày

14

 Nước cấp để sản xuất bột kem: 22 m3/ngày (không làm phát sinh nước thải, do

đã bốc hơi trong công đoạn sấy phun)

 Nước cấp bổ sung cho lò hơi: 1 m3/ngày (phần nước cấp bổ sung do thất thoát, bay hơi hàng ngày)

 Nước cấp bổ sung cho thiết bị làm lạnh: 2 m3/ngày (phần nước cấp bổ sung do thất thoát, bay hơi hàng ngày)

 Nước cấp cho quá trình vệ sinh máy móc, thiết bị và vệ sinh nhà xưởng: 50

2.3.2.5 Nguồn tiếp nhận nước thải

- Hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thu gom nước thải (gồm hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và hệ thống thoát nước thải sản xuất) đã được tách riêng biệt

- Toàn bộ lượng nước mưa trong khu vực công ty được thu gom bằng hố ga và hệ thống đường ống sau đó thoát vào hệ thống thoát nước mưa của KCN Mỹ Phước 3

- Toàn bộ nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà vệ sinh và nước thải sau bể tự hoạt được thu gom bằng hệ thống ống HDPE về các hố ga và được đấu nối vào hệ thống thu gom nước thải của KCN Mỹ Phước 3

- Đối với nước thải sản xuất: Hiện nay, hệ thống XLNT của công ty đang xây dựng nên toàn bộ lượng nước thải sản xuất phát sinh được Ban quản lý KCN cho phép đấu nối vào hệ thống thu gom nước thải của KCN

2.3.3 Công nghệ sản xuất và nguồn phát sinh nước thải của Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

2.3.3.1 Công nghệ sản xuất của Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

a Loại hình sản xuất

Theo Giấy chứng nhận đầu tư số 4622100497 do Ban Quản lý các khu công nghiệp Bình Dương chứng nhận lần đầu ngày 18/6/2008, chứng nhận thay đổi lần thứ nhất ngày 19/04/2010 của Công ty CP Nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn cho phép công ty hoạt động với loại hình sản xuất bột kem dùng cho ngành thực phẩm (trừ sản xuất sữa) với công suất 12.000 tấn/năm

Trước khi đi vào hoạt động công ty đã lập cam kết bảo vệ môi trường cho dự án Nhà máy sản xuất bột kem không sữa với công suất 3.725 tấn/năm và đã được Ủy ban nhân dân huyện Bến Cát cấp giấy xác nhận số 63/GXN-UBND ngày 17/9/2011 Tuy nhiên, hiện nay công ty đã lắp đặt máy móc thiết bị và đi vào hoạt động với công suất thiết kế 12.000 tấn/năm

b Công nghệ sản xuất

Cấp nhiệt

Sàng phân loại Bụi, tiếng ồn Thanh trùng

Hình 2.1 : sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột kem không sữa

Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất

Nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất bột kem không sữa là dầu cọ, bơ, glucose syrup, chất nhũ hóa, chất ổn định, màu thực phẩm, muối ăn Các nguyên liệu này đều được kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn trước khi đưa qua công đoạn hòa dịch

Chứa bột vào phễu

Tải bột lên silo

Bao bì giấy

Kiểm tra trọng lượng

18

Tại công đoạn hòa dịch nước được đưa vào bồn trộn (Mixing tank) trước, sau đó cho nguyên liệu vào trộn ở nhiệt độ 600C, thời gian hòa trộn 360s

Dịch sau khi hòa chuyển sang lưu ở hydration (ổn định ở hydration ở nhiệt độ

600C) được chuyển đến công đoạn thanh trùng (nhiệt độ thanh trùng 840

C)

Dịch sau khi thanh trùng được lọc và chuyển vào lưu ở bồn chứa (Feedtank), sau

đó chuyển đến công đoạn lọc và đồng hóa (đồng hóa 2 cấp)

Dịch sau khi đồng hóa được chuyển đến hệ thống sấy (sấy phun, sấy IFB, sấy tầng sôi EFB) Dịch được sấy tại công đoạn sấy phun (nhiệt độ gió nóng 195-2050C), tiếp tục được sấy ở IFB (nhiệt độ gió cấp 80-900C) rồi chuyển sang công đoạn làm nguội, sấy tầng sôi ở EFB (nhiệt độ gió sau thiết bị làm lạnh - chiller 100

C)

Bột sau khi sấy qua sàng phân loại được chứa ở phễu

Bột từ phễu được tải lên silo vô bao 25kg, kiểm tra chất lượng bao rồi hàn bao

PE, may bao giấy, chất lên pallet lưu kho thành phẩm chờ xuất bán

c Nguyên, vật liệu sản xuất

Nguyên vật liệu cung cấp cho quá trình sản xuất của nhà máy chủ yếu được nhập

từ Châu Âu, Ấn Độ và Trung Quốc Nhu cầu nguyên vật liệu phục vụ sản xuất trong năm được trình bày chi tiết trong bảng

Bảng 2.5 Nhu cầu nguyên vật liệu trong năm

TT Nguyên vật liệu Đơn vị Khối lượng/năm

I Nguyên liệu sản xuất chính

[Nguồn : Đề án bảo vệ môi trường công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn,2011]

2.3.3.2 Nguồn phát sinh nước thải Nhà máy nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn

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

Chất lượng nước thải sinh hoạt của Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu sau khi qua xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại 3 ngăn có nồng độ các chất ô nhiễm khá cao so với quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, cột B Tuy nhiên, nước thải sinh hoạt của công ty sau khi qua xử lý sơ bộ bẳng bể tự hoại đáp ứng được yêu cầu đấu nối của KCN Mỹ Phước 3

20

Đối với nước thải sản xuất phát sinh từ quá trình vệ sinh máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng, đây là nguồn nước thải có đặc tính chất hữu cơ cao, nồng độ nitơ tổng và photpho tổng cao đồng thời là môi trường lý tưởng cho vi sinh vật phát triển, nếu không xử lý triệt để sẽ ảnh hưởng đến môi trường đất và nước ngầm tại khu vực nước thải thấm vào Chất lượng nước thải sản xuất hiện nay vượt QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B do đó Công ty cổ phần nguyên liệu thực phẩm Á Châu Sài Gòn sẽ đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đầu vào của KCN Mỹ Phước 3 trước khi đấu nối vào hệ thống thu gom nước thải của KCN

2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN NAY 2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý, quá trình được xem như bước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diện trong nước nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lý tiếp theo Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, lọc và tuyển nổi

Xử lý cơ học nhằm mục đích

 Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh cây,

gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ ra khỏi nước thải

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

 Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

a Song chắn rác

Song chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chữ nhật hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại, loại di động và loại cố định Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 600

– 900 theo hướng dòng chảy Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác

b Lưới chắn rác

Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị, thường sử dụng lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1 mm Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải thường lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường ống dẫn nước vào Các vật thải được cào ra khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào

c Bể điều hòa

Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu lượng và nồng

độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày Sự dao động lớn về lưu lượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phía sau Để duy trì dòng thải

và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa Thể tích bể phải tương đương 6 –

12 h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chất này phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại

Các phượng pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi

22

a Quá trình keo tụ tạo bông

Quá trình này thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh vật Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặc không lắng được), các hạt mịn kết hợp lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn và nặng, các bông cặn này có thể tự tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực

Hầu hết chất keo tụ ở dạng Fe(III), Al(III), Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3 Tuy nhiên trong thực tế người ta thường sử dụng phèn sắt hơn do chúng có ưu điểm nhiều hơn phèn nhôm Trong quá trình keo tụ người ta còn sử dụng chất trợ keo tụ để tăng tính chất lắng nhanh và đặc chắc do đó sẽ hình thành bông lắng nhanh và đặc chắc như sét, silicat hoạt tính và polymer

b Tuyển nổi

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

c Hấp phụ

Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi từ pha lỏng (hoặc pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng Các chất hấp phụ thường sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicagen, keo nhôm

c Trao đổi ion

Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn…cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua, chất phóng xạ Thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm khử cứng và khử khoáng

d Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu

cơ, các ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn

3 – 4 g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn :

- Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiệm bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nước thải với chất trích ly

- Phân riêng hai pha lỏng nói trên

- Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích

ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử Tất

cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống nước khép kín Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

a Phương pháp trung hòa

Trung hòa nước thải được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau

- Trộn lẫn nước thải với axit hoặc kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nước axit

Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân xử dụng cho quá trình

24

b Phương pháp oxy hóa và khử

Để làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, oxy không khí, ozon

Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác

 Oxy hóa bằng Clo

Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất Người ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải

Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

HOCl ↔ H+ + OCl

-Tổng Clo, HOCl và OCl

được gọi là clo tự do hay Clo hoạt tính

Các nguồn cung cấp Clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit, clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng

Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O

Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3

sau xử lý sinh học hoàn toàn

 Phương pháp Ozon hóa

Ozon tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Sau quá trình ozon hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozon còn oxy hóa các hợp chất Nitơ, Photpho

2.4.4 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, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học

– Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế do hai đặc điểm chính sau :

Cả ba quá trình phân hủy-lắng bùn-tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như :

Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn

Bùn sinh ra dễ tách nước

26

Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng

Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane

– Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày)

 Quá trình hiếu khí

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy Một lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ

ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ Lượng sinh khối

dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tục đến công trình xử

lý bùn Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như : Bể aeroten thông thường, bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mương ôxy hóa, bể hoạt động gián đoạn,

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

– Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám Vật liệu tiếp xúc thường là đá có đường kính trung bình 25 – 100 mm, hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau, … có chiều cao từ 4 – 12 m Nước thải được phân bố

đều trên 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 phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện, nấm, tảo, và các động vật nguyên sinh, … trong đó vi khuẩn tùy tiện chiếm ưu thế

Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh hiếu khí Khi

vi sinh phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh lớp ngoài tiêu thụ hết lượng ôxy khuếch tán trước khi ôxy 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 lớp ngoài, vi sinh 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 Sau khi ra khỏi bể, nước thải vào bể lắng đợt hai 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 lọc sinh học, đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy – Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sát nhau Đĩa nhúng chìm một phần trong nước thải và quay ở tốc độ chậm Tương tự như bể lọc sinh học, màng vi sinh hình thành và bám trên bề mặt đĩa Khi đĩa quay, mang sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí Đồng thời, khi đĩa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt hai

b Phương pháp sinh học tự nhiên

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

– Cánh đồng tưới

– Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối

– Hồ sinh học

vô cơ không gây ô nhiễm

- Xử lý bằng phương pháp sinh học kị khí: Biện pháp này dùng các vi sinh vật kị khí để phân hủy các chất hữu cơ và các thành phần gây ô nhiễm trong nước Cơ chế phân hủy này diễn ra trong điều kiện kị khí nên có thể áp dụng cho những nơi có quỹ đất hẹp và không có mặt thoáng lớn; có thể áp dụng trong khu vực đông dân cư

- Xử lý bằng phương pháp lọc sinh học: Xử lý sinh học nói chung rất phù hợp đối với các loại nước thải công nghiệp thực phẩm do bản chất dễ thối rữa và dễ phân huỷ của chất ô nhiễm