ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SỮA THỐNG NHẤT Công suất 900m3/ngày

Chia sẻ: Nguyễn Thị Mỹ Hạnh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

491
lượt xem 95
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Sữa là một loại thực phẩm quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, cung cấp đường lactose, chất béo, protein, các chất khoáng và nhiều loại vitamin. Các loại thực phẩm từ sữa rất phong phú và đa dạng như; phomat, bơ, sữa tươi, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột kem, sữa đậu nành.. đã được sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng, tiêu thụ của con người, đồng nghĩa với sự ra đời của rất nhiều nhà máy sản xuất sữa với quy mô lớn hơn, sản xuất...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SỮA THỐNG NHẤT Công suất 900m3/ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Báo cáo chuyên đề ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SỮA THỐNG NHẤT Công suất 900m3/ngày SINH VIÊN THỰC HIỆN: 1. Nguyễn Thị Mỹ Hạnh 10157057 2. Huỳnh Thị Bích Liêm 10157086 3. Bùi Hữu Long 10157095 4. Lê Thị Kim Ngân 10157119 5. Lê Thị Mỹ Nhung 10157137 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: VŨ VĂN QUANG TP. Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Sữa là một loại thực phẩm quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, cung cấp đường lactose, chất béo, protein, các chất khoáng và nhiều loại vitamin. Các loại thực phẩm từ sữa rất phong phú và đa dạng như; phomat, bơ, sữa tươi, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột kem, sữa đậu nành.. đã được sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu s ử dụng, tiêu thụ của con người, đồng nghĩa với sự ra đời của rất nhiều nhà máy sản xuất sữa với quy mô lớn hơn, sản xuất với số lượng nhiều hơn. Như vậy bên cạnh nguồn lợi nhuận thu được từ ngành công nghiệp chế biến sữa, ta không thể không quan tâm đến một lượng lớn nước thải được hình thành. Trong bối cảnh hiện nay, công nghiệp sản xuất và chế biến sữa không chỉ phát triển mạnh ở các nước châu Âu, châu Mĩ mà ngày càng phát triển rất mạnh ở Việt Nam. Các nhà máy sản xuất và chế biến các loại thực phẩm từ sữa lại thường nằm ở các khu dân cư và th ải ra một lượng lớn nước thải có độ ô nhiễm cao gây mùi khó chịu nếu không đ ược xử lí. Do đó việc xử lí nước thải ở các nhà máy sữa phải được quan tâm từ giai đoạn thiết kế, nước thải cần phải được xử lí trước khi đổ ra nguồn. Công ty cổ phần sữa Việt Nam - Vinamilk hiện là doanh nghiệp đứng đầu cả nước về cung ứng các sản phẩm sữa dinh dưỡng và chiếm 75 % thị phần toàn quốc. Trong tương lai công ty đang hướng mở rộng thị trường ra các nước châu Âu. Vì vậy việc nâng cấp cải tạo hệ thống nước thải hiện chưa đạt yêu cầu tại nhà máy là việc làm thiết y ếu nhằm hướng tới mục tiêu đạt được chứng nhận ISO 14001: 2005. Đó cũng là lí do nhóm chọn đề tài “ Đề xuất phương án xử lí nước thải nhà máy sữa Thống Nhất” với công suất 900m3 / ngày.
CHƯƠNG 2 :TÔNG QUAN ̉ 1.1 Giới thiêu về công ty sữa Vinamilk ̣ 2.1.1. Hinh thanh và phat triên ̀ ̀ ́ ̉ Công ty cổ phần sữa Việt nam Vinamilk có trụ sở chính tai 184 - 186 - 188 Nguy ễn ̣ Đình Chiểu, Phường 6, Quận 3, TP HCM. Được hình thành từ năm 1976a, Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam (VINAMILK) đã lớn mạnh và trở thành doanh nghiệp hàng đầu của ngành công nghiệp chế biến sữa, hiện chiếm lĩnh 75% thị phần sữa tại Việt Nam. Ngoài việc phân phối mạnh trong nước với mạng lưới 183 nhà phân phối và gần 94.000 đi ểm bán hàng phủ đều 64/64 tỉnh thành, sản phẩm Vinamilk còn được xuất khẩu sang nhiều nước Mỹ, Pháp, Canada, Ba Lan, Đức, khu vực Trung Đông, Đông Nam Á… 2.1.2. Ngành nghề kinh doanh - Sản xuất và kinh doanh sữa hộp, sữa bột, bột dinh dưỡng, bánh, sữa t ươi, s ữa đ ậu nành, nước giải khát và các sản phẩm từ sữa khác; - Kinh doanh thực phẩm công nghệ, thiết bị phụ tùng, hoá chất và nguyên liệu. - Kinh doanh nhà, môi giới cho thuê bất động sản; Kinh doanh kho bãi, bến bãi; Kinh doanh vận tải hàng bằng ô tô; Bốc xếp hàng hoá; - Sản xuất mua bán rượu, bia, đồ uống, thực phẩm chế biến, chè uống, café rang– xay– phin – hoà tan; - Sản xuất và mua bán bao bì, in trên bao bì; - Sản xuất, mua bán sản phẩm nhựa. Với sự đa dạng về sản phẩm, Vinamilk hiện có trên 200 mặt hàng sữa và các sản phẩm từ sữa gồm: Sữa đặc, sữa bột, bột dinh dưỡng, sữa tươi, kem, sữa chua, phô mai. Và các sản phẩm khác như: Sữa đậu nành, nước ép trái cây, bánh, cà phê hòa tan, nước uống đóng chai, trà, chocolate hòa tan ...
2.1.3 Cac đơn vị trực thuôc ́ ̣ Stt Đơn vị ̉ San phâm chinh ̉ ́ Đia chỉ ̣ Sữa đặc có đường, ̣ 12 Đăng Văn Bi, P sữa tươi tiêt trung, sữa ̣ ̀ Nhà may sữa ́ Trường Tho, Q ̣ 1 chua, sữa chua uông, ́ ́ Thông Nhât ́ Thủ Đức, TP kem, banh flan, sữa ́ HCM ̣ đâu nanh ̀ Sữa đặc có đường, ̣ 32 Đăng Văn Bi, P sữa tươi tiêt trung, sữa ̣ ̀ Nhà may sữa ́ Trường Tho, Q ̣ 2 chua, sữa đâu nanh, ̣ ̀ Trường Thọ Thủ Đức, TP nước ep trai cây, ́ ́ HCM phômai, banh flan ́ Sữa tươi tiêt trung, sữa ̣ ̀ KCN Tân Thới Nhà may sữa ́ 3 đâu nanh, sữa chua ̣ ̀ ̣ Hiêp, Q 12, TP ̀ Sai Goǹ uông, nhựa và thiêc in ́ ́ HCM Sữa bôt, bôt dinh ̣ ̣ Nhà may sữa ́ dưỡng danh cho trẻ em KCN Biên Hoa – ̀ ̀ 4 Dielac và người lớn, trà và cà ̉ Tinh Đông Nai ̀ phê Nhà may sữa ́ Sữa tươi tiêt trung, ̣ ̀ KCN Trà Noc, TP ́ 5 Cân Thơ ̀ kem, sữa chua, banh ́ Cân Thơ ̀ Sữa tươi tiêt trung, sữa KV1 – P Quang ̣ ̀ Nhà may sữa ́ 6 chua, sữa chua uông, ́ Trung, TP Quy ̀ ̣ Binh Đinh kem Nhơn, Binh Đinh ̀ ̣ Đường Sao Nam, ̀ Nhà may sữa ́ Sữa tươi tiêt trung, sữa ̣ ̀ 7 Nghi Thu, Thị Xã Nghệ An chua, nước ep trai cây ́ ́ Cửa Lo, Nghệ An ̀ Sữa đặc có đường, Nhà may sữa ́ sữa tươi tiêt trung, ̣ ̀ Xã Dương Xa, ́ 8 Hà Nôị kem, sữa chua, banh ́ Gia Lâm, Hà Nôi ̣ flan ̣ 32 Đăng Văn Bi, Xí nghiêp ̣ 9 ̣ Vân chuyên, giao nhân ̉ ̣ Q. Thủ Đức, TP Kho Vân ̣ HCM 2.2 Giới thiêu về nhà may sữa Thông Nhât ̣ ́ ́ ́ 2.2.1 Khai quat nhà may sữa Thông Nhât ́ ́ ́ ́ ́ Nhà may sữa Thông Nhât tại phường Trường Thọ (Q. Thủ Đức, TP HCM) được ́ ́ ́ xây dựng từ năm 1963 và đến sau năm 1975 được Cty CP sữa Việt Nam (Vinamilk) tiếp quản.
Nhà may san xuât chủ yêu cac san phâm như: sữa đặc có đường, sữa tươi tiêt trung, sữa ́ ̉ ́ ́ ́ ̉ ̉ ̣ ̀ chua, sữa chua uông, kem, banh flan, sữa đâu nanh. ́ ́ ̣ ̀ Theo thiêt kê, hiên công suât đat 142 triêu lit sữa cac loai/năm, nhà may hoat đông san xuât ́ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ́ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̉ ́ trên tông diên tich 27.000 m2, tai số 12 đường Đăng Văn Bi, phường Trường Tho, Quân Thủ ̉ ̣ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ Đức, TP HCM. Môi ngay nhà may sẽ thai ra khoang 900 m 3 nước, cung với khí thai từ viêc đôt dâu FO cho ̃ ̀ ́ ̉ ̉ ̀ ̉ ̣ ́ ̀ hệ thông lò hơi.Toan bộ hệ thông nước xả thai đựơc bố trí xả ra kênh Thai Binh. ́ ̀ ́ ̉ ́ ̀
2.2.2. Quá trinh san xuât ̀ ̉ ́  Sữa tươi tiêt trung ̣ ̀
 Sữa đăc có đường ̣ Sơ đồ công nghệ san xuât ̉ ́ Sau công đoạn xử lý chung như trên, sữa cô đặc được đưa qua bộ phận rót hộp và ti ệt trùng.  Sữa chua Sơ đồ công nghệ sữa chua uống:
 Thuyết minh qui trình • Tiêu chuẩn hóa Mục đích: Trong phạm vi ở đây,khi nói đến tiêu chuẩn hóa sữa người ta chỉ đ ề cập tới 1 chỉ tiêu đó là chất béo. Cần điều chỉnh sao cho thành phẩm có hàm lựợng béo như đã định (ví dụ như 3.2% hay 3.6% ). Có thể tiến hành tiêu chuẩn hóa sữa bằng 2 phương pháp: bằng máy ly tâm tiêu chuẩn hóa tựđộng hoặc bằng phối trộn. Tốt nhất là làm bằng máy ly tâm-điều chỉnh tự động làm đồng thời 2 nhiệm vụ là tiêu chuẩn hóa sữa và ly tâm làm sạch. • Đồng hóa Mục đích: Làm giảm kích thước các cầu mỡ, làm cho chúng phân bố đ ều chất béo trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất. Đồng hóa có thể làm tăng độ nhớt c ủa s ữa lên chút ít nhưng làm giảm đáng kể quá trình oxi hóa, làm tăng chất lượng của sữa và các sản phẩm từ sữa.Các sản phẩm sữa sau khi đồng nhất sẽ được cơ thể hấp thụ dễ dàng . • Phối trộn Mục đích: Phối trộn đều các nguyên liệu sữa bột, nước, đ ường RE, chất ổn định, chất nhũ hóa,…nhằm tạo ra sữa hoàn nguyên có thành phần các chất, tỷ trọng, độ nhớt như yêu cầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đồng hóa. • Tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature) Mục đích: Quá trình tiệt trùng ở 138 -1400C nhằm tiêu diệt toàn bộ các vi sinh vật có mặt trong sữa, đồng thời góp phần loại bỏ những chất gây mùi khó chịu còn sót l ại trong sữa. Nhờvậy thời gian bảo quản được kéo dài, chất lượng sản phẩm ổn định.
• Ủ chín (ageing) Mục đích: Hydrate hóa các chất ổn định protein và kết tinh chất béo. Ủ ở 2-5 trong khoảng 4 giờ. • Lạnh đông Mục đích: Thổi một lượng không khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm tăng thế tích của chúng. Lạnh đông một phần nước trong hỗn hợp tạo các tinh thể với kích thước r ất nhỏ, đồn nhất và phân bố đều trong hỗn hợp. 2.2.3. Đăc trưng cua nước thai nganh chế biên sữa ̣ ̉ ̉ ̀ ́ Nước thải của nhà máy chế biến sữa nói chung là sự pha loãng của sữa và các sản phẩm từ sữa do sự rơi vãi từ các công đoạn chế biến, hoặc do sự rò rỉ được phép của thiết bị công nghệ, cùng với các hóa chất tẩy rửa, dầu mỡ dùng để vệ sinh thiết bị cũng như các dụng cụ lưu trữ, …. Dựa vào qui trình công nghệ sản xuất sữa, ta thấy nước thải chung của nhà máy chế biến sữa bao gồm: - Nước thải sản xuất: • Nước rửa các bồn chứa và căn ở các trạm tiếp nhận. ̣ • Nước súc rửa các sản phẩm dư bên trong hoặc trên bề mặt của tất cả các đ ường ống, bơm, bồn chứa, thiết bị công nghiệp, máy đóng gói,… • Nước rửa thiết bị, rửa sàn cuối mỗi chu kỳ hoạt động. • Sữa rò rỉ từ các thiết bị, hoặc do làm rơi vãi nguyên liệu và sản phẩm. • Một số chất lỏng khác như sữa tươi, sữa chua kém chất lượng, bị hư hỏng do quá trình bảo quản và vận chuyển cũng được thải chung vào hệ thống thoát nước. • Nước thải từ nồi hơi, từ máy làm lạnh. • Dầu mỡ rò rỉ từ các thiết bị và động cơ. Đặc tính nước thải trong nhà máy là hàm lượng hữu cơ cao, chủ yếu là đ ường,protein, acid béo và các chất có khả năng phân hủy sinh học. Tùy theo công nghệ sản xuất ra t ừng chủng loại sản phẩm sữa hay tùy theo công suất nhà máy, xí nghiệp mà tính chất hóa lý của nước thải cũng rất khác nhau. - Nước thải sinh hoạt.  Thành phần, tính chất của nước thải ngành chế biến sữa:
- Đăc tinh nước thai: ̣ ́ ̉ o Tỉ lệ COD/BOD5 trong sữa là 1.4 và trong huyết thanh sữa là 1.9 o BOD : 0,8 – 2,5 kg/tân sữa ́ o COD = 1,5BOD o BOD7 : 500 – 3500 g/m3 o Chât răn lơ lửng : 100 – 1000g/m3 ́ ́ o Lượng thải theo tổng Nito : từ 15 – 250 g/m3 o Tông lượng phospho : 10 – 100 mg/m3 ̉ o pH sau khi đồng nhất khoảng 7.5-8.8 o lượng nước thai : 1 – 3 m3/tân sữa ̉ ́ ̀ ̀ ́ ́ - Thanh phân, tinh chât: Nếu loại trừ nước thải sinh hoạt, thành phần gây ô nhiễm chính trong quá trình s ản 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. S ữa t ươi nguyên chất có giá trị BOD cao (khoảng 100.000 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 . Sự tạo thành tương đương trong thành phần là 1kg chất béo của sữa – 3kg COD, 1kg Lactose = 1.13kg COD, vaø 1kg Protein =1.36 kg COD. Cac công nghệ tinh chế băng tach chiêt cung lam tăng lượng căn ở thiêt bị tach. Loai ́ ̀ ́ ́ ̃ ̀ ̣ ́ ́ ̣ căn nhỏ nay chứa 95% nước và tỉ lệ tiêu thụ oxi hoa sinh dự tinh là 30kg BOD 7/m3. Cứ 1m3 ̣ ̀ ́ ́ sữa tao ra khoang 1,3 lit căn. ̣ ̉ ́ ̣ 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, đều phản ánh sự ảnh hưởng lấn át của sữa. Tuy nhiên các quá trình khác nhau làm ảnh hưởng đến thành phần chi tiết.Vì vậy, thành phần và l ưu lượng nước thải của mỗi nhà máy tùy thuộc vào các quá trình thực hiện, điều kiện và công nghệ sản xuất. 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 s ự 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 đ ến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước. Lượng chât beo trong nước thai đat mức 45 – 230g chât beo/m3. Nhưng sự khac nhau ́ ́ ̉ ̣ ́ ́ ́ về lượng nước tiêu thụ và mức độ ô nhiêm, nhin chung là do điêu kiên cụ thể cua từng nơi ̃ ̀ ̀ ̣ ̉ như trang thiêt bi, trong tâm san xuât ́ ̣ ̣ ̉ ́ 2.3. Tổng quan về các phương pháp xử lí nước thải ngành sản xuất sữa Theo phân tích thành phần nguồn thải thì nước thải sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa chủ yếu chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố như ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, rác, cát bụi, dầu mỡ… Vì thế các phương pháp được đề xuất để nghiên cứu khả năng xử lý phù hợp với nguồn thải này là: Xử lý bằng phương pháp cơ học. Xử lý bằng phương pháp hóa lý. Xử lý bằng phương pháp sinh học. 2.3.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học. Xử lý cơ học được đặt ở đầu hệ thống xử lý,gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Xử lý c ơ học nhằm loại bỏ các chất rắn, vô cơ và hữu cơ, dầu mỡ, nhựa, tạp chất nổi, rác… nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo. Tùy theo đặc điểm các loại cặn trong rác thải, các công trình xử lý cơ học thường được sử dụng là: - Song chắn rác : Giúp ngăn chặn các vật cứng, vật nổi đi vào máy bơm, vào các bể xử lý công đoạn sau. - Các loại bể lắng : lắng đứng, lắng ngang, lắng ly tâm… giúp loại bỏ các cặn nặng gây cản trở cho các quá trình sinh học trong các bể xử lý sinh học.
- Bể tuyển nổi và vớt bọt : giúp loại bỏ dầu mỡ và các chất hoạt đ ộng bề mặt gây cản trở cho các quá trình oxy hóa và khử mầu. - Bể lọc : giúp loại bỏ cặn lơ lửng, làm nước trong trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. - Bể điều hòa : để pha loãng và đồng nhất nồng độ các chất trong nước thải cho phù hợp trước khi xử lý. Việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào kích thước rác, hạt lơ lửng, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lưƣợng nước thải và độ sạch cần thiết phải đ ạt được theo yêu cầu của nơi tiếp nhận. 2.3.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý Bản chất của quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp hoá lí là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Người ta sử dụng phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước. Các phương pháp sử dung trong xử lý hoa học - Phương pháp trung hòa : Dùng các tác nhân hóa học hay trộn lẫn nước thải đ ể 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.÷ đưa PH về khoảng 6,5 - Phương pháp oxy hóa khử : Dùng các chất oxy hóa mạnh để chuyển các chất độc hại trong nước thải thành dạng ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Các công trình thích hợp được đề xuất như: Tuyển nổi Keo tụ Tạo bông… Các phương pháp này được ứng dụng để loại bỏ các hạt lơ lửng phân tán (rắn và lỏng), khí tan, chất vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước thải. Ưu điểm của phương pháp hóa lý so với các phưƣơng pháp khác hiện nay đang áp dụng là: Có khả năng loại bỏ các chất độc hữu cơ không oxi hóa sinh học. Hiệu quả xử lý cao và ổn định.
Kích thước hệ thống xử lý nhỏ. Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp . Có thể tự động hóa hoàn toàn. Động học của quá trình hóa lý đã được nghiên cứu kĩ hơn. Phương pháp hóa lý không cần phải theo dõi các hoạt động của sinh vật. Có thể thu hồi các chất có giá trị. 2.3.3. Xử lí bằng phương pháp sinh học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa, trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước.Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (có thể là gần như hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại bỏ các tạp chất thô ra khỏi nước thải trong các công đoạn xử lý trước đó. Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các chất sunfit, muối amôn, nitrat… - các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, nước, khí N2, ion sunfat… 2.3.3.1. Điều kiện của nước thải có thể xử lý sinh học Để cho quá trình chuyển hoá vi sinh vật xảy ra được thì vi sinh vật phải tồn tại được trong môi trường xử lý. Muốn vậy thì được xử lí sinh học phải thoả mãn các điều kiện sau: - Nước thải không có chất độc với vi sinh vật như các kim loại nặng, dẫn xuất phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ hoặc nước thải không có hàm lượng axit hay kiềm quá cao, không được chứa dầu mỡ. - Trong nước thải, hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân huỷ so với các chất hữu cơ chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm lượng BOD/COD 0,5.
2.3.3.2. Nguyên lý của quá trình oxi hoá sinh học Quá trình oxi hoá sinh hoá các chất hữu cơ trong môi trường nước thải chính là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các vi sinh vật. Quá trình này gồm 3 giai đoạn, diễn ra với tốc độ khác nhau nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhau: Giai đoạn khuyếch tán chất hữu cơ từ nước thải tới bề mặt các tế bào vi sinh vật. Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và trạng thái thuỷ động của môi trường quyết định. Giai đoạn chuyển các chất hữu cơ đó qua màng bán thấm của tế bào do sự chênh lệch bên trong và bên ngoài của tế bào. Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá các chất trong tế bào vi sinh vật đ ể tạo ra năng lượng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới. 2.3.3.3. Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý Vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học là vi sinh vật. Hệ vi sinh vật trong nước nói chung và trong nước thải nói riêng rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc vào bản chất của nước và nước thải cũng như các điều kiện về môi trường. thường trong n ước thải có chứa nhều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật, protozoa… Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải được xử dụng chủ yếu dưới hai dạng:  Bùn Hoạt tính: Là huyền phù trong nước thải đưới dạng bong màu nâu vàng có kích thước 3-5 µm. Bông này khi tụ hợp lại với nhau thì dễ lắng. Bùn hoạt tính có cấu tạo gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, các nguyên sinh động vật protoza… phát triển thành sinh khối nhày và chắc. Hoạt tính của vi sinh vật là kết quả của sự vận chuyển oxi vào bông sinh học. Trong điều kiện khuấy trộn và làm thoáng ở bể với bùn hoạt tính thông thường bông sinh học có một lớp phủ trên bề mặt được gọi bề mặt hiếu khí. Tính chất lắng và nén của bùn hoạt tính là hai chỉ tiêu chính để đánh giá sự thành công của phương pháp xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính. Việc tạo bông liên quan chặt chẽ tới tốc độ phát triển của vi sinh vật và ph ụ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm, nồng độ oxi hoà tan và mức độ chảy rối.  Màng sinh học (mang sinh vât) Màng sinh học là môt hệ thống vi sinh vật phát triển trên bề mặt các vật liệu xốp, tạo thành màng dày 1-3 mm.Màng sinh học cũng bao gồm các vi khuẩn, nấm, nguyên sinh
động vật… Quá trình xảy ra ở màng sinh học thường được xem như quá trình hiếu khí nhưng thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu và yếm khí. Khi dòng nước thải chảy trên lớp màng sinh vật, các chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó diễn ra các quá trình trao đổi chất. Sản phẩm của quá trình trao đổi chất thải ra ngoài qua màng. Trong suốt quá trình, oxi hoà tan luôn được bổ sung từ không khí. Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau một thời gian màng bung ra và được thay thế bằng một l ớp màng khác. 2.3.3.4. Các phương pháp sinh học xử lý nước thải  Phương pháp hiếu khí Sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxi liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 200-400oC  Ưu điểm của phương pháp hiếu khí : Thời gian xử lý nhanh Tải trọng lớn (do tốc độ xử lý nhanh) Xử lý triệt để BOD hơn phương pháp yếm khí Khử Nitơ trong nước thải tốt hơn phương pháp yếm khí  Nhược điểm của phương pháp hiếu khí : Lượng bùn phát sinh lớn Yêu cầu BOD đầu vào nhỏ (≤ 500 mg/l) Khó phân hủy được một số chất béo, Protein, và chất rắn hữu cơ lơ lửng Trong điều kiện tự nhiên, xử lý hiệu quả không cao do thiếu oxy Trong điều kiện nhân tạo, tốn nhiều năng lượng cho sục khí, khuấy đảo  Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí : Cánh đồng tưới Cánh đồng lọc Hồ sinh học Lọc sinh học hiếu khí Bể Aeroten  Phương pháp yếm khí
Phương trình sinh hóa tổng quát quá trình phân hủy yếm khí tạo CH4 :  Ưu điểm của phương pháp yếm khí : Lượng bùn phát sinh nhỏ Có thể xử lý BOD đầu vào lớn (>500 mg/l) Phân hủy được các chất béo, Protein, và chất rắn hữu cơ lơ lửng Tạo ra khí biogas có thể dùng làm nhiên liệu  Nhược điểm của phương pháp yếm khí : Thời gian xử lý chậm Thiết bị xử lý lớn Cần duy trì ở dải nhiệt độ phù hợp Xử lý không triệt để BOD Khử Nitơ trong nước thải kém Trong quá trình xử lý có sinh ra một số khí có mùi khó chịu  Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí : Hồ yếm khí Lọc sinh học yếm khí Bể ủ khí metan Bể UASB
CHƯƠNG 3 :ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA THỐNG NHẤT 3.1. Hiện trạng của hệ thống xử lý nước thải hiện tại: Hình 4.1. sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hiện tại 3.1.1. Thuyết minh sơ đồ công nghệ: - Bể gom:Chức năng: thu gom nước thải từ hệ thống mương dẫn nước thải của nhà máy, tập trung nước thải để chuẩn bị bơm lên các bể xử lý chính trong dây chuyền. - Bơm nước thải bể gom:Chức năng bơm nước thải từ bể gom qua máy tách rác vào bể điều hòa lưu lượng. bơm hoạt động do hệ thống VDS-SCADA điều khiển tự động các hoạt động ( tự động đổi bơm ,điều tiết tăng giảm bơm theo chế độ cài đặt của người điều hành,hiển thị trạng thái hoạt động của các bơm. - Máy tách rác:Chức năng: tách các loại rác kích thướt > 2mm trước khi nước thải được đưa vào bể điều hòa lưu lượng. - Thiết bị đo lưu lượng:Xác định lưu lượng thải để kiểm soát số bơm hoạt động.Chế độ hoạt động: thiết bị đo lưu lượng bằng từ tính,hoạt động liên tục, có khả năng lưu trữ số liệu , các chỉ số lưu lượng sẽ được hiển thị trên máy tính trung tâm. - Bể điều hòa :Chức năng là điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm trước khi đưa nước thải qua bể Aerotank tránh trường hợp quá tải cục bộ.
- Bơm nước thải bể điều hòa: Chức năng: bơm nước thải qua điều chỉnh pH trước khi qua bể Aerotank.Chế độ hoạt động: 2 bơm hoạt động luân phiên có cả 2 chế độ điều khiển thủ công bằng tay cũng như tự động bằng máy tính. - Bể Aerotank: Chức năng: thông khí liên tục cho nước thải , khuấy trôn , tăng khả năng tiếp xúc giữa nước thải, bùn hoạt tính và oxy làm tăng khả năng oxy hóa cho nước thải.Chế độ hoạt động: không khí từ máy thổi khí theo ống dẫn đến các đầu phân phối khí ở đáy bể. Khí được cấp cho nước thải ở dạng bọt mịn, dòng bọt khí có tác dụng khuấy trộn dòng nước thải trong bể, oxy bọt khí đươc hấp thụ vào nước thải cho các vi sinh vật trong nước sử dụng oxy hóa chất thải. - Bể lắng: Chức năng tách bùn ra khỏi nước sau khi dã xử lý, một phần bùn sẽ được hồi lưu tại bể Aerotank, phần dư sẽ được thải bỏ qua bể chứa bùn sinh họcTại đây có hệ thống bơm bùn airlift hiện hữu hoạt động theo chế độ cài đặt hoặc thủ công. - Bể chứa bùn: Chức năng là chứa lượng bùn dư, phân hủy 1 phần lượng bùn sinh học dư, giảm thiểu thể tích bùn cần thải bỏ. - Hệ thống máy thổi khí: Chức năng là cung cấp khí cho hệ thông phân phối khí của bể Aerotank, bể điều hòa bể chứa bùn cũng như bể thu gom. Hoạt đông dưa trên cài đặt hoặc thủ công với 2 chế độ riêng biệt, 2 máy hoạt động song song hoặc luân phiên. - Bơm định lượng hóa chất: Chức năng là bơm hóa chất bổ sung cho dòng thải đầu vào, hoạt động dựa trên các tín hiệu từ bộ điều khiển PLC hoặc điều khiển bằng tay. - Thiết bị pha trộn hóa chất: Pha trộn hóa chất bổ sung ở dạng lỏng nguyên chất, dạng hạt rắn thành dung dịch có nồng độ riêng biệt trước khi bổ sung vào dòng thải. Thiết bị này hoạt động dưới sự điều khiển hoàn toàn thủ công. - Bơm bùn bể bùn: vận chuyển bùn từ bể bùn tới máy ép bùn, hoạt động bằng tay hoặc tự động. - Máy ép bùn: tách nước ra khỏi bùn, giảm độ ẩm của bùn, hoạt động tự động hoặc thủ công. - Các thiết bị điều khiển: + Thiết bị đo mức: dùng đo mức nước thải trong bể gom, bể điều hòa, dữ liệu được truyền về máy tính ở phòng điều khiển trung tâm và máy tính sẽ điều khiển hoạt động của chúng qua bộ điều khiển PLC . PLC điều chỉnh hoạt động của bơm nước thải từ bể gom, bơm định lượng hóa chất, bơm tuần hoàn bùn.
+ Thiết bị đo pH: đo định lượng pH của nước thải trước khi vào bể Aerotank, máy tính trung tâm điều khiển hoạt động của bơm định lượng axit/kiềm thông qua bộ điều khiển PLC để điều chỉnh lương axit/kiềm cần bổ sung. + Thiết bị đo DO: đo nồng độ DO trước khi nước thải vào bể Aerotank truyền về máy tính trung tâm để xử lý điều chỉnh máy thổi khí điều tiết lương khí cần cung cấp. 3.1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống Ưu điểm : vẫn đáp ứng được nhu cầu xử lý ở những giờ làm việc bình thường, lượng nước thải của nhà máy đều được xử lý trước khi thải ra môi trường bằng công nghệ vi sinh và đạt tiêu chuẩn loại A theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 24: 2009/BTNMT) Nhược điểm : tại những giờ cao điểm công suất không đủ để xử lý  KÉM HIỆU QUẢ
3.2. Đề xuất phương án hệ thống xử lí 3.2.1. Sơ đồ hệ thống