Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của nông nghiệp, công nghiệp hiện đại cũng như tốc
độ đơ thị hố nhanh hiện nay dẫn tới các vấn đề môi trường ngày càng trở nên gay
gắt hơn. Nhiều loại chất thải như: khí thải, nước thải và chất thải rắn, thải ra ngày
càng nhiều và là nguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy mà vấn đề
bảo vệ mơi trường sinh thái của con đã và đang được nhiều quốc gia quan tâm.
Ở nước ta, lượng nước sinh hoạt và công nghiệp thải ra nhiều mà không
được xử lý một cách thích hợp, đã làm ơ nhiễm nguồn nước tự nhiên, ảnh hưởng
đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Do đó, vấn đề xử lý nước thải trở thành
nhiệm vụ hàng đầu. Các khu công nghiệp và các nhà máy xí nghiệp sản xuất, cần
phải đầu tư và tính đến việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhằm tránh gây ô
nhiễm môi trường ở vùng sản xuất nói riêng và mơi trường sống nói chung.
Ngành sản xuất đường mía là ngành có tiềm năng lớn ở nước ta. Nhiều nhà
máy sản xuất đường đã được xây dựng, đến nay cả nước có khoảng 44 nhà máy
đường đang hoạt động. Việc phát triển đường mía ở nước ta là một định hướng
đúng đắn, quan trọng. Tuy nhiên, sản xuất đường sử dụng một lượng lớn nước và
cũng thải ra một lượng không nhỏ nước thải giàu chất hữu cơ dễ chuyển hóa, gây ơ
nhiễm mơi trường đặc biệt là mơi trường nước.
Đã có một vài nghiên cứu về xử lý nước thải và tái sử dụng các chất thải của
sản xuất đường. Song việc ứng dụng và triển khai rộng rãi một cách có hiệu quả cịn
nhiều hạn chế. Đặc biệt việc xử lý nước thải còn nhiều bất cập. Nhiều hệ thống xử
lý được xây dựng với vốn đầu tư lớn nhưng hoạt động không hiệu quả hoặc không
hoạt động được gây tốn kém và làm nản lịng các nhà sản xuất.
Vì vậy, việc đưa ra biện pháp xử lý thích hợp đối với tính chất nước thải nhà
máy đường lúc này là rất cần thiết. Trên cơ sở đó, tơi chọn đề tài: “Thiết kế hệ

thống xử lý nước thải nhà máy đường năng suất 2000 tấn mía/ngày” làm đề tài tốt
nghiệp. Và chọn nhà máy đường Quảng Phú thuộc Công ty đường Quảng Ngãi để
tham khảo dây chuyền sản xuất và thành phần tính chất nước thải để đưa ra biện
pháp xử lý một cách có hiệu quả nhất và đó cũng là mục đích chính của đề tài này.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


Trang 2

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA.
1.1.1 Tình hình chung.
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến
Nam rất thuận tiện cho phát triển trồng mía, nhất là các tỉnh ven biển miền Trung và
Đơng Nam bộ. Vì thế ngành sản xuất đường mía có tiềm năng rất lớn.
Sau năm 1975, sản xuất đường mía được khuyến khích phát triển. Đến năm
1994, cả nước có 150.000 ha trồng mía, sản lượng 6,5 triệu tấn mía; sản xuất được
0,32 triệu tấn đường quy ra đường thơ; trong đó 0,11 triệu tấn được sản xuất ở 14
nhà máy đường
Năm 1996, chương trình quốc gia trọng điểm mía đường được phê duyệt và
triển khai thực hiện. Từ đó ngành đường phát triển một cách nhanh chóng. Đến năm

1998 cả nước có 41 nhà máy đường với sản lượng 0,567 triệu tấn.
Vụ ép 1999 – 2000 đạt 1,014 triệu tấn gấp 3 lần năm 1995. Đến nay cả nước
có 45 nhà máy đường có cơng suất ép từ 300 – 8.000 tấn mía/ngày.
Năm 2001 – 2002 đã vào vụ ép, cả nước có 44 nhà máy đang hoạt động để
thực hiện mục tiêu 1 triệu tấn đường.
Nước ta đang đẩy mạnh chương trình quốc gia về sản xuất mía đường, một
số cơng nghệ mới được áp dụng, góp phần giúp cho ngành đường phát triển mạnh
và ngày càng hoàn thiện hơn. Đồng thời góp phần chuyển đổi cơ cấu sản xuất nơng
nghiệp. Tăng đáng kể hiệu suất sử dụng đất nơng nghiệp góp phần xóa đói giảm
nghèo và tạo thêm nhiều mặt hàng xuất khẩu. [1, tr 3 - 4].
1.1.2 Những đặc trưng trong cơng nghệ sản xuất đường mía ở Việt Nam.
Cơng nghệ sản xuất đường thông thường trải qua 3 công đoạn chính:
Ép mía: mục đích chủ yếu của giai đoạn này là lấy kiệt lượng nước mía có
trong mía tới mức tối đa cho phép. Hiện nay, trong công nghiệp sản xuất đường
người ta thường sử dụng hai phương pháp là ép và khuếch tán. Trong đó phương
pháp ép được sử dụng phổ biến ở nước ta, chủ yếu do chi phí đầu tư thiết bị thấp,

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 3

Đồ án tốt nghiệp

vận hành đơn giản. Nguyên lý chung là xé và ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các
tế bào để lấy nước mía.[9, tr 33]

Làm sạch nước mía: Hiện nay trong các nhà máy đường thường dùng các
phương pháp làm sạch như: phương pháp sunfit hóa, vơi hố và cacbonat hóa. Các
phương pháp làm sạch đều lần lượt qua các giai đoạn: đun nóng, trung hịa, lắng,
lọc … để loại chất khơng đường và giảm màu sắc của nước mía.[9, tr 84-85]
Kết tinh: so với tất cả các sản phẩm công nghiệp, đường là loại được kết
tinh với quy mô lớn. Hàng năm trên thế giới có gần 90 triệu tấn đường tinh thể được
kết tinh từ dung dịch đường. [9, tr 224]
1.1.3 Nguyên liệu.
Nguyên liệu chính để sản xuất đường ở nước ta là mía. Các giống mía chủ
yếu trồng ở nước ta:
• Giống POJ 3016
• Giống POJ 2878
• Giống F 134
• Giống Việt đường 54/143. [9, tr 14 - 16].
Sau khi thu hoạch hàm lượng đường trong mía bắt đầu giảm. Do đó, mía cần
vận chuyển ngay về nhà máy và ép càng sớm càng tốt.
1.1.4 Các chất thải trong sản xuất đường mía:
Q trình sản xuất đường mía thải ra một lượng lớn chất thải dưới cả 3 dạng:
• Khí thải: các chất gây ơ nhiểm mơi trường khơng khí của q trình sản xuất
đường khơng lớn. Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dùng bã mía làm nhiên
liệu, từ q trình xử lý nước mía bằng CO 2 hoặc SO2 của công đoạn bổ sung.
Để hạn chế ơ nhiễm, khí thải lị hơi được tách bụi bằng hệ thống cyclon tách
bụi ẩm hoặc cyclon thủy lực có hiệu quả tách cao, và các nhà máy chú ý đến
việc tránh rị rỉ SO2.
•

Chất thải rắn:
Các loại chất rắn thải ra trong công nhiệp sản xuất đường mía chủ yếu là:

mật rỉ, bã mía, tro lị, bùn lọc,…

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


Trang 4

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

•

Đồ án tốt nghiệp

Nước thải: Nguồn ô nhiễm nước thải là quan trọng nhất do lưu lượng và

tải trong chất ô nhiễm lớn. Kết quả kiểm tra ở 1 số nhà máy cho thấy lưu lượng
nước thải đều vượt qua 3000m3/ngày. [14, tr 514]
Bảng 1.1 Thành phần nước thải cống của nhà máy đường.[14, tr 515]
Các chỉ tiêu
pH
COD
BOD5
SS
Tổng N
Tổng P

Đơn vị

Giá trị đo

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

4-9
1000 - 2000
600 - 900
220 - 800
10 - 30
20 - 40

TCVN 5945/1995
(Tiêu chuẩn loại B)
5,5 - 9
80
50
100
30
6

1.1.5 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn và xử lý nước thải của một số nhà máy
đường [13].
1.1.5.1 Sử dụng chất thải rắn.
•

Sản xuất cồn từ mật rỉ: mật rỉ hiện được sử dụng cho sản xuất mì

chính và sản xuất cồn.
•

Sản xuất phân hữu cơ vi sinh: phân hữu cơ được sản xuất từ phế

liệu của sản xuất đường gồm bã thải trong tinh chế nước mía, tro bã mía sau đốt lị
hơi. Ở những cơ sở có hệ thống xử lý sinh học nước thải, bùn hoạt tính dư là nguồn
nguyên liệu quý cho sản xuất phân bón.
•

Sản xuất ván ép: sản xuất ván ép từ bã mía là một định hướng kinh tế

và là một phương án khả thi, nhất là đối với các nhà máy đường có cơng suất ép từ
2.000 tấn mía/ngày trở lên, kể cả khi nhà máy dùng bã cho nồi hơi và sản xuất điện.
Ở nhiều nước trên thế giới một số nhà máy còn sản xuất men nở bánh mì,
làm thức ăn gia súc, sản xuất axit xitric, axit lactic…Bã rượu từ rỉ đường được dùng
sản xuất thức ăn gia súc, nấm men giàu đạm.
Ngoài các sản phẩm phụ trên, một số nhà máy còn sản xuất các sản phẩm sau
đường như bánh kẹo…Tuy nhiên các sản phẩm này chưa có sức cạnh tranh cao.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp

1.1.5.2 Hiện trạng xử lý nước thải ở các nhà máy đường.
Kết quả khảo sát ở 9 nhà máy và qua 7 bảng báo cáo đánh giá tác động môi
trường khác cho thấy hiện có trên 50% số nhà máy được khảo sát đã có hệ thống xử
lý nước thải với các công nghệ khác nhau: bằng bể UASB (Nhà máy đường Bình
Dương, Cam Ranh); kết hợp yếm - hiếu khí (Việt Trì, Ninh Hồ); UASB - hiếu khí lọc sinh học (Nông Cống); hồ sinh học (Lam Sơn, An Khê, Kontum…); xử lý hiếu
khí (Nhà máy đường Bình Định).
Tuy nhiên, ngồi hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy đường Bình Định và
Nhà máy đườngTây Ninh đang được chạy thử để bàn giao (nước sau xử lý đạt tiêu
chuẩn loại B). Các hệ thống cịn lại đều hoạt động khơng hiệu quả hoặc khơng hoạt
động được. Trong đó có những hệ thống từ khi xây dựng đến nay vẫn chưa vận
hành được.
Kết quả khảo sát cũng cho thấy nước thải cống chung của các nhà máy đều
vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Tải lượng ô nhiễm trong nước thải của các nhà máy
có sản xuất cồn rất cao. Kết quả phân tích dịch hèm của hai nhà máy điển hình cho
thấy việc xử lý nước thải của các nhà máy đường nói chung và các nhà máy đường
có sản xuất cồn nói riêng là rất bức xúc.
Thực tế khảo sát cũng cho thấy, việc xử lý nước thải ở nhiều nhà máy cịn
nhiều bất cập gây lãng phí tiền của và không đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường để
phát triển bền vững.
1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG QUẢNG PHÚ.
1.2.1 Giới thiệu về nhà máy.
Nhà máy được thành lập vào năm 1964 do tập đoàn HITACHI ZOSEN thiết
kế và lắp đặt với công suất thiết kế là 1500 tấn mía/ngày được mang tên là Cơng ty
đường Quảng Ngãi.
Từ 1970 đến 1972 lắp đặt thiết bị, trong qua trình thực hiện việc lắp đặt thiết
bị năm 1972 Công ty đường Quảng Ngãi được sắp nhập vào Công ty đường Việt
Nam và đổi tên thành Nhà máy đường Thu Phổ.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 6

Đồ án tốt nghiệp

Năm 1973 hoàn thành việc lắp đặt và tiến hành hoạt động thử nghiệm dây
chuyền công nghệ.
Năm 1974 vào vụ sản xuất đầu tiên. Năm 1975 ngày 20 tháng 11 vào vụ sản
xuất thứ hai.
Đến 30/4/1975 đất nước thống nhất. Nhà máy đường Thu Phổ được lấy tên
nhà máy đường Quảng Ngãi trực thuộc liên hiệp mía đường II.
Từ năm 1975 đến 1994 Nhà máy hoạt động với công suất 1500 tấn mía/ngày,
trong q trình củng cố và phát triển từ nguồn vốn tăng trưởng, năm 1977 khởi công
xây dựng phân xưởng Cồn - rượu.
Trong giai đoạn 1992 đến 1994 Nhà máy đường đầu tư nâng năng suất từ
1500 tấn mía/ngày lên 2000 tấn mía/ngày.
Năm 1997 để phù hợp với điều kiện phát triển, Nhà máy đường Quảng Ngãi
tách ra khỏi Liên hiệp mía đường II và đổi tên thành cơng ty đường Quảng Ngãi
trực thuộc Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nơng Thơn.
Trong q trình hình thành và phát triển Cơng ty đường Quảng Ngãi đã đầu
tư một số phân xưởng, nhà máy trực thuộc công ty: năm 1991 xây dựng Nhà máy
bia, 1994 xây dựng Nhà máy bánh kẹo và Nhà máy bao bì, 1996 xây dựng Nhà máy
nha và Nhà máy nước khoáng, 1997 xây dựng Nhà máy sữa.
Đến cuối năm 1997 Cơng ty đường Quảng Ngãi đã có 13 nhà máy, xí nghiệp
trực thuộc, trong đó có phân xưởng đường I. Năm 1998 phân xưởng đường I được

đổi tên thành nhà máy đường Quảng Phú trực thuộc Công ty đường Quảng Ngãi,
lĩnh vực hoạt động của nhà máy đường Quảng Phú: sản xuất đường kính trắng từ
mía.
Năm 1999 nhà máy được đầu tư lắp đặt thiêt bị mở rộng, nâng cơng suất từ
2000 tấn mía/ngày lên 2500 tấn mía/ngày .
1.2.2 Quy trình sản xuất của nhà máy.
Nước thẩm thấu

Mía cây
Ép mía

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

Bã mía

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 7

Đồ án tốt nghiệp

Làm trong

Bổ sung CO2,
SO2, gia nhiệt

Lắng trong

Lò hơi
Bùn

Lọc bùn
Bã bùn

Bốc hơi và sunfit hố lần 2
Cơ đặc nấu đường

Phân vi sinh

Kết tinh

Ly tâm

Sấy đường

Đường

Hình 1.1. Quy trình sản xuất đường
1.2.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường của nhà máy.
1.2.3.1 Ô nhiễm không khí.
Nguồn gây ơ nhiễm: tiếng ồn từ việc vận chuyển nguyên vật liệu, bán sản
phẩm, sản phẩm; các chất thải như bụi, xỉ, khí SO2… từ các phân xưởng sản xuất, từ
lị hơi dùng bã mía làm ngun liệu đốt, và khu hóa chế.
Các chất ơ nhiễm: bụi, xỉ tro, khí SO2 .

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp

Biện pháp xử lý hiện nay: nhà máy lắp đặt hệ thống dẫn bụi tro tạo ra trong
q trình đốt lị hơi thải ra cùng nguồn nước thải, và khí SO2 cũng được hấp thụ
bằng nước.
1.2.3.2 Ô nhiễm chất thải rắn: Các chất thải rắn của nhà máy chủ yếu gồm:
Bã mía: là chất thải của cơng đoạn ép mía, bã mía chiếm 25- 30% so với khối
lượng mía ép.
Bùn lọc: là chất thải rắn của cơng đoạn làm trong nước mía thơ sau khi ép
mía.
Mật rỉ: là chất thải của cơng đoạn ly tâm.
Biện pháp xử lý hiện nay: bùn lọc dùng làm phân bón vi sinh, bã mía dùng
làm chất đốt cho lò hơi và mật rỉ được dung làm ngun liệu sản xuất cồn.
1.2.3.3 Ơ nhiễm nước.
Nguồn ơ nhiễm: nước rửa sàn nhà, nước làm mát, vệ sinh thiết bị và nước
giặt băng tải tách bùn có hàm lượng chất hữu cơ cao nên cần phải xử lý.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


Trang 9

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Đồ án tốt nghiệp

1.2.3.4 Các cơng đoạn thải nước thải của nhà máy.
Nguồn nước

Mía
Nước làm mát
+ nước VSTB

Ép mía
Bã mía

Nước rửa

Khu
Lị
hơi

Khử bụi

Nước làm mát lị đốt S
Hóa chế,
bốc hơi

Khu
lắng lọc

Vệ sinh cơng nghiệp
Hệ
thống
XLNT

Nước làm mát

Nước sinh hoạt,
vệ sinh sàn nhà
Nước ngưng tụ tràn
Khu nấu
đường

Kết tinh,
Ly tâm

Sấy

Nước làm mát

Nước rửa

Nước ngưng

Thải
ra
sơng

Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống nước thải

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 10

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Nước thải chứa nhiều tạp chất khác nhau, mục đích của q trình xử lý nước
thải là khử các tạp chất đó sao cho sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức
chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra.
Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải khác nhau. Thơng thường q
trình được bắt đầu bằng phương pháp cơ học, lựa chọn phương pháp tiếp theo tuỳ
thuộc vào đặc tính, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết. Các phương
pháp xử lý nước thải thường dùng:
2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC.[10, tr 93]
Phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất rắn kích cỡ
khác nhau trong nước thải, nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của các cơng trình tiếp
theo.Các phương pháp xử lý cơ học thường dùng:
2.1.1 Song chắn rác:
Nhằm giữ lại các vật thô như: giẻ, giấy, rác, vỏ hộp, mẫu đất đá, gỗ ..ở trước
song chắn rác
Lọc qua song chắn, lưới chắn: mục đích là loại bỏ những tạp chất, vật thô
và các chất lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải để tránh gây ra sự cố trong

quá trình vận hành xử lý nước thải. Song chắn, lưới chắn hoặc lưới lọc có thể đặt cố
định hay di động, cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ. Thông dụng hơn
là các song chắn cố định.
Lọc qua vách ngăn xốp: cách này được sử dụng để tách các tạp chất phân
tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được. Phương
pháp này cho phép chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán lại, quá trình có thể xảy ra
dưới tác dụng của áp suất thuỷ tĩnh của cột chất lỏng, áp suất cao trước vách ngăn
hoặc áp suất chân không sau vách ngăn [10, tr 93 -94].
2.1.2 Lưới lọc:
Loại bỏ tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịn hơn.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 11

Đồ án tốt nghiệp

2.1.3 Lắng:
Quá trình lắng được tiến hành dưới tác dụng của trọng lực: nhằm để loại các
tạp chất ở dạng huyền phù thơ ra khỏi nước. Để tiến hành q trình này người ta
thường dùng các loại bể lắng khác nhau.
Theo chức năng các loại bể lắng được chia thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I,
bể lắng cấp II. Bể lắng cấp I có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các
chất rắn khác, còn bể lắng II có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải [10, tr
93 -94].

2.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ
Là phương pháp dùng hoá chất đưa vào bể phản ứng, nhằm nâng cao hiệu
quả và chất lượng nước thải xử lý, thường được áp dụng để xử lý nước thải cơng
nghiệp. Tùy thuộc vào tính chất nước thải mà phương pháp này được thực hiện ở
giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của q trình xử lý nước
thải.
2.2.1 Phương pháp trung hồ.
Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực có chứa axit hoặc kiềm. Để nước thải
được xử lý tốt ở giai đoạn xử lý sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH
về vùng 6,6 – 7,6. Trung hòa còn có mục đích làm cho một số kim loại nặng lắng
xuống và tách khỏi nước thải.
Dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm
để trung hòa nước thải [10, tr 97].
2.2.2 Phương pháp oxy hóa - khử.
Dùng các tác nhân là những hóa chất có tính oxi hóa - khử để phân hủy chất
hữu cơ, vơ cơ có trong nước.
Có thể sử dụng các chất oxy – hóa như: clo ở dạng khí và lỏng trong môi
trường kiềm, vôi clorua (CaOCl 2), hipoclorit, pecmanganat, ozon,…và các chất khử
như: natri sunfua (Na2S), natri sunfit (Na2SO3), sắt sunfit (FeSO4), khí SO2…

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 12

Đồ án tốt nghiệp

Phương pháp này không kinh tế, nên thường chỉ dùng trong những trường
hợp các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải có tính chất độc hại và khơng thể
tách bằng những phương pháp khác [10, tr 104 - 105].
2.2.3 Phương pháp đông tụ, keo tụ. [10, tr 98 - 99].
Tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ ở dạng keo, và các
tạp chất khác, sẽ giảm được nồng độ chất lơ lửng, mùi, màu trong nước thải.
Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua…
[10, tr98 - 100].
2.2.4 Tuyển nổi.
Các phân tử phân tán trong nước tuy khả năng tự lắng kém, nhưng có khả
năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên mặt nước, sau đó tách bọt khícungf các
phân tử dỉnha khỏi nước.[10, tr 100]
2.2.5 Hấp phụ
Tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải mà các phương pháp khác không
loại bỏ được với hàm lượng nhỏ.
Các chất hấp phụ thường dùng: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,
keo nhơm…Trong đó than hoạt tính được dùng phổ biến nhất, có thể hấp phụ được
58 – 98% các chất hữu cơ và màu [10, tr 100].
2.2.6 Trao đổi ion.
Là phương pháp thu hồi các Cation và Anion bằng các chất trao đổi ion
(ionit). Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa
nhân tạo, khơng hịa tan trong nước và trong dung mơi hữu cơ.
Phương pháp trao đổi ion cho phép thu được các chất quý trong nước thải và
cho hiệu suất xử lý khá cao [10, tr 104].
2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC.
Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học là dựa trên hoạt động sống của vi sinh
vật, sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khống có trong nước thải làm
nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 13

Đồ án tốt nghiệp

chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khống hóa và trở thành những chất vơ cơ, các
chất khí đơn giản và nước.
Biện pháp sinh học có thể làm sạch hồn tồn các loại nước thải cơng nghiệp
chứa các chất bẩn hịa tan hoặc các chất phân tán nhỏ. Do vậy biện pháp này thường
được dùng sau khi loại bỏ các hợp chất thô ra khỏi nước thải. Đối với nước thải
chứa các tạp chất vơ cơ thì biện pháp này dùng để khử các muối sunfat, muối
amonium, muối nitrat là những chất chưa bị oxi hóa hồn tồn [10, tr 105].
• Xử lý sinh học gồm hai phương pháp:
-

Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên.

-

Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo.

• Theo tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp xử lý sinh
học thành các q trình chính sau:
-

Các q trình hiếu khí (Aerobic): là các q trình xử lý

sinh học xảy ra trong điều kiện có mặt oxi.
-

Các q trình kị khí hay yếm khí (Anaerobic): là các quá

trình xử lý sinh học xảy ra trong điều kiện khơng có oxi. Q trình phân hủy kị khí
các chất hữu cơ thường xảy ra theo hai hướng chính: lên men axit, lên men mêtan.
-

Q trình thiếu khí hay thiếu oxi (Anoxic): q trình

chuyển hóa nitrat thành nitơ trong điều kiện khơng cấp thêm oxi từ ngồi vào. Q
trình này cũng được gọi là q trình khử nitrat kị khí.
2.3.1 Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên.
2.3.1.1 Hồ sinh học.
Ưu điểm: diện tích nhỏ, có thể nuôi trồng thủy sản, và cung cấp nước cho
trồng trọt, chi phí thấp.
Q trình chuyển hố các chất hữu cơ trong hồ sinh học chủ yếu dựa vào các
loại vi khuẩn và rong tảo. Trong số các chất hữu cơ đưa vào hồ thì các chất khơng
tan sẽ bị lắng xuống đáy hồ còn các chất tan sẽ được hòa lỗng trong nước. Ở đáy
hồ sẽ diễn ra q trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ tạo thành các chất
đơn giản như: NH3, H2S, CH4… Trên vùng yếm khí, vùng yếm khí tùy tiện và hiếu

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 14

Đồ án tốt nghiệp

khí với khu hệ vi sinh rất phong phú gồm các giống Pseudomonas, Bacillus,
Flavobacterium,… vi sinh vật phân giải chất hữu cơ thành nhiều chất trung gian
khác nhau, sản phẩm tạo thành sau khi phân huỷ lại được rong tảo sử dụng.
Căn cứ vào đặc tính tồn tại, tuần hồn của các vi sinh vật và cơ chế xử lý mà
ta phân biệt ba loại hồ sau: hồ hiếu khí, hồ tùy nghi, hồ kỵ khí.
* Hồ hiếu khí:
Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và
vi khuẩn hiếu khí sống ở dạng lơ lửng. Oxy cung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khuếch
tán qua bề mặt và quang hợp của tảo. Chất dinh dưỡng và CO 2 sinh ra trong quá
trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng.
* Hồ tuỳ nghi:
Trong hồ phân ra làm 3 vùng khác nhau:
Vùng hiếu khí: oxy cung cấp bởi khơng khí, và từ q trình quang hợp của vi
sinh vật.
Vùng kị khí (dưới đáy hồ): các vi sinh vật kị khí phát triển khá mạnh và phân
hủy khá nhanh các hợp chất hữu cơ lắng xuống, sinh ra khí CH4.
Vùng trung gian: giao thoa giữa vùng hiếu khí và yếm khí. Sự phát triển của
các vi sinh vật trong vùng này không ổn định cả về số lượng, số loài và cả về chiều
hướng sinh học.
* Hồ kị khí:
Thường áp dụng cho nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng
lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng. Ở đây các lồi vi sinh vật kỵ khí
và tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sunfat để oxy hóa chất hữu cơ tạo

thành CH4 và CO2. Hồ kị khí thường tạo ra mùi rất khó chịu.
2.3.1.2 Cánh đồng tưới và bãi lọc.
Việc xử lý sinh học được thực hiện trên những cánh đồng tưới và bãi lọc là
dựa vào khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua
màng lọc. Nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh
vật hoạt động hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống lượng

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 15

Đồ án tốt nghiệp

oxy càng ít và q trình oxy hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn giảm dần. Nên cánh
đồng tưới và bãi lọc chỉ được xây dựng ở những nơi có mạch nước nguồn thấp hơn
1,5 m so với mặt đất.
Cánh đồng tưới và bãi lọc có hai chức năng: xử lý nước thải và bón tưới cây
trồng. Nhưng trước khi đưa vào cánh đồng tưới và bãi lọc cần phải qua xử lý sơ bộ.
2.3.2 Cơng trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo:
2.3.2.1 Xử lý hiếu khí.
+ Bể phản ứng sinh học hiếu khí sinh học Aeroten:
Q trình hoạt động sống của quần thể vi sinh vật trong Aeroten thực chất là
q trình ni vi sinh vật trong các bình phản ứng hay bình lên men thu sinh khối.
Sinh khối vi sinh vật trong xử lý nước thải là quần thể vi sinh vật, chủ yếu là vi
khuẩn có sẵn trong nước thải.

Bể Aeroten thường có dạng hình khối chữ nhật hoặc hình trịn. Thường hiện
nay nguời ta dùng Aeroten hình khối chữ nhật. Nước thải chảy qua suốt chiều dài
của bể và được sục khí khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hịa tan và tăng
cường q trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước.
Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở
dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aeroten. Các chất lơ lửng này là một số
chất rắn và có thể là các chất hữu cơ hòa tan. Các chất này là nơi vi khuẩn bám vào
để cư trú, sinh sản và phát triển, hình thành các hạt cặn bơng. Các hạt này to dần và
lơ lững trong nước. Các hạt bông này chính là bùn hoạt tính.
Trong nước thải có những hợp chất hữu cơ hòa tan, loại hợp chất dễ bị phân
hủy nhất. Cịn loại hợp chất khó bị phân hủy, các hợp chất chưa hịa tan, khó hịa tan
ở dạng keo có cấu trúc phức tạp, cần được vi khuẩn tiết ra enzym ngoại bào phân
hủy thành những chất đơn giản, rồi sẽ thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxy hóa tiếp
thành sản phẩm cung cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO 2 và
H2O.
Q trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong bể Aeroten qua 3 giai
đoạn:

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 16

Đồ án tốt nghiệp

* Giai đoạn 1: tốc độ oxy hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxy. Giai đoạn này bùn

hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxy cần cho vi sinh vật sinh trưởng,
đặc biệt là ở thời gian đầu thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng
sinh khối trong thời gian này rất ít. Sau khi vi sinh vật thích nghi với mơi trường
chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy lượng oxy tiêu thụ tăng dần.
* Giai đoạn 2: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy cũng ở
mức ít thay đổi. Ở giai đoạn này chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. Hoạt lực
enzyme của bùn cũng đạt đến mức cực đại và kéo dài một thời gian. Tốc độ tiêu thụ
oxy ở giai đoạn này thấp hơn giai đoạn đầu rất nhiều.
* Giai đoạn 3: sau một thời gian khá dài tốc độ oxy hóa hầu như khơng thay
đổi và có chiều hướng giảm, tốc độ tiêu thụ oxy lại tăng lên. Sau cùng nhu cầu oxy
lại giảm và cần kết thúc quá trình làm việc của bể Aeroten. Cần phải tách bùn ra
khỏi nước sau khi oxy hóa được 80 ÷ 95% BOD trong nước. Nếu không nước sẽ bị
ô nhiễm do vi sinh vật tự phân.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước của bể Aeroten:
* Lượng oxy hòa tan trong nước.
* Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật.
* Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải để đảm bảo cho
bể Aeroten làm việc có hiệu quả.
* Các chất có độc tính trong nước thải ức chế vi sinh vật.
* pH của nước thải.
* Nhiệt độ.
* Nồng độ các chất lơ lửng.
Các loại bể Aeroten: bể Aeroten truyền thống, bể Aeroten nhiều bậc, bể
Aeroten có khuấy đảo hồn chỉnh, bể Aeroten thơng khí kéo dài…
+ Mương oxy hoá:
Đây là một dạng cải tiến của Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong
điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính chuyển động tuần hồn trong mương.
Nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 ÷ 5000 mg/l có thể đưa vào xử

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 17

Đồ án tốt nghiệp

lý ở mương oxy hố. Đối với nước thải sinh hoạt thì khơng cần qua lắng 1 mà có
thể cho ln vào mương. [10, tr 175]
+ Bể lọc sinh học:
Nguyên tắc: dựa vào hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học để oxy hóa
các chất bẩn hữu cơ trong nước thải.
Màng sinh học là tập thể các vi sinh vật hiếu khí, kị khí, tuỳ tiện. Các vi
khuẩn hiếu khí được tập trung ở phần lớp ngoài của màng sinh học. Ở đây chúng
phát triển và gắn với giá mang là các vật liệu lọc.
Chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải bị oxy hoá bởi quần thể vi sinh vật ở
màng sinh học. Khi các chất hữu cơ trong nước thải cạn kiệt, vi sinh vật ở màng
sinh học sẽ chuyển sang hô hấp nội bào và khả năng kết dính cũng giảm dần, cuối
cùng nó bị vỡ và cuốn theo nước lọc gọi là hiện tượng tróc màng. Sau đó lớp màng
mới lại xuất hiện.
Các loại bể lọc sinh học đang được dùng hiện nay: lọc sinh học có vật liệu
tiếp xúc khơng ngập nước, lọc sinh học có vật liệu tiếp xúc đặt ngập trong nước, lọc
sinh học có vật liệu tiếp xúc là các hạt cố định, đĩa quay sinh học RBC.
2.3.2.2 Xử lý nước thải phương pháp kị khí sinh học:
Là q trình phân huỷ sinh học yếm khí các hợp chất hữu cơ chứa trong
nước thải để tạo thành khí CH4 và các sản phẩm vô cơ kể cả CO2, NH3…
+ Ưu điểm của phương pháp này:

* Nhu cầu về năng lượng không nhiều.
* Ngồi vai trị xử lý nước thải và bảo vệ mơi trường, q trình cịn tạo ra
nguồn năng lượng mới là khí sinh học, trong đó CH4 chiếm tỷ lệ 70 ÷ 75%.
* Bùn hoạt tính dùng trong quy trình này có lượng dư thấp, có tính ổn định
khá cao, để duy trì hoạt động của bùn khơng địi hỏi cung cấp nhiều chất dinh
dưỡng, bùn có thể tồn trữ trong thời gian dài.
+ Hạn chế:

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


Trang 18

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Đồ án tốt nghiệp

* Quá trình nhạy cảm với các chất độc hại, với sự thay đổi bất thường về tải
trọng của cơng trình, vì vậy khi sử dụng cần có sự theo dõi sát sao các yếu tố của
môi trường.
* Xử lý nước thải chưa triệt để, nên bước cuối cùng là phải xử lý hiếu khí.
+ Các q trình chuyển hóa chủ yếu trong xử lý kị khí:
* Q trình thuỷ phân: để hấp thụ được các chất hữu cơ trong nước thải, các
vi sinh vật phải tiết ra các enzym thủy phân như proteinase, lipase, cellulase… để
phân hủy các chất hữu cơ có phân tử lượng cao thành các chất đơn giản như: amino
axit, đường, rượu, các axit béo mạch dài…
* Quá trình axit hóa: các sản phẩm của q trình thủy phân sẽ được tiếp tục
phân giải dưới tác dụng của vi sinh vật lên men axit để tạo thành axit béo dễ bay hơi

như axit axetic, axit formic, axit propionic. Ngồi ra cịn có một số dạng khác như
rượu, methanol, ethanol, axeton, NH3, CO2.
* Q trình axetat hóa: các axit là sản phẩm của quá tình trên lại được tiếp
tục thủy phân để tạo lượng axit axetic cao hơn. Sản phẩm của quá trình phụ thuộc
vào áp suất riêng phần của H2 trong môi trường. Áp suất riêng phần của H 2 được
giữ < 103 atm để vi sinh vật có thể biến đổi H2 thành CH4 theo phản ứng:
4H2 + CO2

CH4 + 2H2O

* Q trình mêtan hóa: đó là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy các
sản phẩm hữu cơ đơn giản của các giai đoạn trước để tạo CH 4, CO2 nhờ các vi
khuẩn lên men mêtan.
+ Các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình phân huỷ kị khí:
* Nhiệt độ: t0opt = 35 ÷ 55 0C
* Nguyên liệu: là các loại nước thải có độ ô nhiễm cao (BOD từ 4000 ÷ 5000
mg/l), các loại cặn phân rác thải.
* pH môi trường: pHopt = 6,4 ÷ 7,5. Thực tế có những biện pháp kỹ thuật cho
lên men ở độ pH = 7,5 ÷ 7,8 vẫn hiệu quả.
* Các ion kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến hệ vi sinh vật sinh mêtan.
+ Các dạng cơng trình xử lý kị khí:

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 19

Đồ án tốt nghiệp

* Bể tự hoại: Là cơng trình xử lý nước thải loại nhỏ. Cơng trình này thực
hiện 2 chức năng: lắng và chuyển hóa cặn lắng của nước thải bằng q trình phân
giải kị khí.
* Bể mêtan cổ điển: được ứng dụng để xử lý cặn lắng (từ bể lắng) và bùn
hoạt tính dư của trạm xử lý nước thải.
* Bể lọc kị khí AF: q trình xử lý nước thải qua vật liệu lọc để vi sinh vật kị
khí bám vào và thực hiện q trình chuyển hóa sinh hóa các hợp chất hữu cơ chứa
trong nước thải, đồng thời tránh được rửa trôi của màng vi sinh vật.
* Bể lọc UASB với dịng chảy ngược qua bơng bùn hoạt tính: ở đây các vi
sinh vật kị khí liên kết và tập hợp lại thành đám lớn dạng hạt và có vai trị chủ yếu
để chuyển hóa các hợp chất hữu cơ. Chúng đủ nặng để tránh hiện tượng rửa trôi ra
khỏi cơng trình. Bể UASB có cấu tạo gồm hai ngăn: ngăn lắng và ngăn phân hủy.
Bằng biện pháp thiết kế khá đặc biệt của ngăn lắng cùng với tính lắng cao của bùn
hoạt tính đã giải quyết được vấn đề lưu lại nồng độ sinh khối bùn cao trong bể và
giảm được thời gian lưu nước. Ngoài ra, người ta cịn phối kết hợp giữa cơng trình
UASB với cơng trình AF và nhiều cơng trình khác.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 20

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3

LỰA CHỌN BIỆN PHÁP XỬ LÝ VÀ THUYẾT MINH DÂY
CHUYỀN CÔNG NGHỆ.
3.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI.
Nước thải trong công nghiệp sản xuất đường chủ yếu là nước dùng để làm mát,
nước sinh hoạt, nước vệ sinh công nghiệp và vệ sinh thiết bị. Nước thải của các
công đoạn này có hàm lượng chất hữu cơ cao vì bị nhiễm đường, nhiễm dầu mỡ, xỉ
tro, SO2…nên cần phải được xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Bảng 3.1. Thành phần – tính chất nước thải [14, tr 515].
Các chỉ tiêu
pH
COD
BOD5(20OC)
SS
Tổng N
Tổng P

Đơn vị

Giá trị đo

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

4-9

1000 - 2000
600 - 900
220 - 800
10 - 30
20 - 40

TCVN 5945/2005
(Tiêu chuẩn loại A)
6 -9
50
30
50
15
4

3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ.
Dựa trên thành phần và tính chất nước thải của nhà máy đường, ta thấy nước
thải của nhà máy chứa nhiều hidratcacbon mà trước hết là đường sacaroza, nồng độ
BOD khá cao, do đó các q trình xử lý sinh học được xem là thích hợp nhằm giảm
nồng độ ơ nhiễm xuống mức cho phép, phù hợp với điều kiện thực tế của nhà máy.
Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 : 2005 loại A

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


Trang 21

GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Đồ án tốt nghiệp

3.3 DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ.
Nước
thải vào

Khơng khí

NaOH H 2SO4 Khơng khí

Song
chắn rác

Hầm
bơm
tiếp
nhận

Bể
lắng
cát

Bể
điều
hịa

Bể
lắng
đợt I

Bùn hồi lưu
Bãi rác

Bể Aeroten
bậc một

Sân phơi cát
Khơng khí
Nước
tách

Bể thu
bùn I

Bể lắng II
bậc một
Bùn hồi lưu

bùn

Bể Aeroten
bậc hai
Khơng khí

Phân bón
vi sinh

Máy
ép bùn

Bể nén
bùn

Bể thu
bùn II

Bể
lắng II
Clo

Bể khử
trùng

Thải ra nguồn tiếp nhận
Hình 3.1. Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải
Ghi chú:

Nước thải
Bùn
Hoá chất

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 22

Đồ án tốt nghiệp

Khơng khí
3.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
Nước thải từ các công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất cùng với
nước thải sinh hoạt theo đường cống dẫn chung được đưa vào hệ thống xử lý. Tại
đây nước thải được xử lý lần lượt qua các cơng trình đơn vị như sau:
3.4.1 Song chắn rác:[ 7, tr 74-75]
Song chắn rác được sử dụng để giữ lại các chất rắn thơ có kích thước lớn có
trong nước thải mà chủ yếu là rác nhằm tránh hiện tượng tắc nghẽn đường ống,
mương dẫn hay hư hỏng bơm. Khi lượng rác giữ lại đã nhiều thì dùng cào để cào
rác lên rồi tập trung lại đưa đến bãi rác và hợp đồng với công nhân vệ sinh để
chuyển rác đến nơi xử lý.
Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau trên mương dẫn nước.
Thanh đan có thể tiết diện trịn hay hình chữ nhật, thường là hình chữ nhật. Song
chắn rác thường dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mương dẫn và đặt
nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc 60 o_75o để tăng hiệu quả và tiện lợi khi
làm vệ sinh.
Do nước thải nhà máy có lượng rác không lớn nên chọn song chắn rác làm
bằng thủ công.
3.4.2 Bể tập trung:
Để thuận tiện cho việc phân phối nước thải cho hệ thống xử lý tiếp theo,
người ta thường thiết kế bể tập trung sau song chắn rác. Từ bể tập trung nước thải sẽ
được bơm bơm đến bể lắng cát.
3.4.3 Bể lắng cát:
Bể lắng cát dùng để loại bỏ các tạp chất vơ cơ khơng hồ tan như: cát, sỏi,
sạn… và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân
huỷ trong nước thải. Việc tách các tạp chất này ra khỏi nước thải nhằm bảo vệ các
thiết bị máy móc khỏi bị mài mịn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống,

bảo vệ bơm…

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 23

Đồ án tốt nghiệp

Bể có cấu tạo giống bể chứa hình chữ nhật, dọc một phía tường của bể đặt
một hệ thống ống sục khí nằm cao hơn đáy bể 45 ÷ 60 cm. Dưới dàn ống sục khí là
máng thu cát. Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,2 ÷ 0,4, dốc nghiêng về phía máng thu
để cát trượt theo đáy vào máng.
Tại bể lắng cát khơng khí được đưa vào đáy bể, kết hợp với dòng nước chảy
thẳng tạo thành quỹ đạo vịng của chất lỏng và tạo dịng ngang có tốc độ không đổi
ở đáy bể. Do tốc độ tổng hợp của các chuyển động đó mà các chất hữu cơ lơ lửng
không lắng xuống nên trong thành phần cặn lắng chủ yếu là cát đến 90 ÷ 95% và ít
bị thối rữa. Nhưng cần phải kiểm soát tốc độ thổi khí để đảm bảo tốc độ dịng chảy
đủ chậm để hạt cát lắng được, đồng thời dễ dàng tách cặn hữu cơ bám trên hạt và đủ
lớn không cho các cặn hữu cơ lắng. Cát sau khi tách sẽ được chuyển đến sân phơi
cát.
3.4.4 Bể điều hoà:
Bể điều hoà dùng để điều hoà lưu lượng nước thải, tạo chế độ làm việc ổn
định cho các cơng trình phía sau, tránh hiện tượng q tải.
Chọn bể điều hồ có thổi khí nén. Mục đích của việc thổi khí là:
+ Tạo nên sự xáo trộn cần thiết để tránh hiện tượng lắng cặn và phát sinh mùi

hôi.
+ Làm cho các chất ô nhiễm dễ bay hơi đi một phần hay toàn bộ.
+ Tạo điều kiện tốt cho quá trình xử lý sau đó như tăng lượng oxy hồ tan
trong nước thải, tăng hiệu suất lắng nước thải ở các công đoạn sau.
3.4.5 Bể lắng ly tâm đợt 1:
Bể lắng ly tâm đợt 1 dùng để loại bỏ bớt các tạp chất lơ lửng có trong nước
thải trước khi xử lý sinh học.
Nước thải chảy vào ống trung tâm qua múi phân phối và vào bể. Sau khi ra
khỏi ống trung tâm, nước thải va vào tấm chắn hướng dòng và thay đổi hướng đi
xuống, sau đó sang ngang và dâng lên thân bể. Nước đã lắng trong tràn qua máng
thu đặt xung quanh thành bể và được dẫn ra ngoài. Khi nước thải dâng lên thân bể

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 24

Đồ án tốt nghiệp

và đi ra ngồi thì cặn thực hiện chu trình ngược lại. Cặn được hệ thống thanh gạt
cặn gom lại và đưa xuống giếng cặn.
Bể lắng ly tâm đợt 1 có thể loại bỏ được 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và 25 ÷
50% BOD5 [14, tr 138]
3.4.6 Bể Aeroten sục khí liên tục:
Aeroten là cơng trình bê tơng cốt thép có dạng hình chữ nhật hoặc hình trịn,
thơng dụng nhất hiện nay là các Aeroten hình bể khối chữ nhật. Tại bể Aeroten nước

thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí từ dưới đáy bể lên nhằm tăng
cường lượng oxy hoà tan, tăng khả năng khuấy trộn mơi trường và tăng hiệu quả
q trình oxy hố chất bẩn hữu cơ có trong nước thải bởi vi sinh vật.
Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu nước trong bể Aeroten
không đủ để giảm nhanh hàm lượng các chất bẩn hữu cơ, do đó phải hồn lưu bùn
hoạt tính đã lắng ở bể lắng 2 vào đầu bể nhằm duy truỳ nồng độ đủ của vi sinh vật.
3.4.7 Bể lắng ly tâm đợt 2:
Bể lắng ly tâm đợt 2 có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động tương tự như bể
lắng ly tâm đợt 1. Bể lắng ly tâm đợt 2 có nhiệm vụ chắn giữ các bơng bùn hoạt tính
đã qua xử lý ở bể Aeroten và các thành phần chất khơng hồ tan chưa được giữ lại ở
bể lắng 1. Bùn cặn sau khi ra khỏi bể lắng 2 thì một phần được tuần hoàn lại bể
Aeroten, phần bùn dư sẽ đưa đến bể nén bùn, còn nước thải sẽ đưa đến bể tiếp xúc
clo.
3.4.8 Bể tiếp xúc clo:
Bể tiếp xúc clo dùng để khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu
diệt các loại vi khuẩn gây bệnh chưa được hoặc không thể khử bỏ ở các công đoạn
xử lý trước. Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể sử dụng các biện pháp như:
clo hoá, ozon, khử trùng bằng tia hồng ngoại UV. Ở đây chỉ đề cập đến phương
pháp khử trùng bằng clo vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả
chấp nhận được.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh


GVHD: Th.S Trần Thế Truyền

Trang 25

Đồ án tốt nghiệp

Nước thải vào bể sẽ chảy theo đường dích dắc qua các ngăn để tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo với nước thải, khi đó sẽ xảy ra phản ứng
thủy phân như sau:
Cl2 + H2O

HCl + HClO

Axit hypocloric HClO rất yếu, không bền và dễ dàng phân hủy thành HCl và
oxy nguyên tử:
HClO

HCl + [O]

Hoặc có thể phân ly thành H+ và OCl- :
HClO

H+ + OCl-

OCl- và oxy ngun tử là các chất oxy hố mạnh có khả năng tiêu diệt vi
khuẩn.
3.4.9 Bể nén bùn ly tâm:
Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư ở bể lắng đợt
2 và cặn tươi ở bể lắng 1.
Dung dịch cặn loãng đi vào buồng phân phối đặt ở tâm bể, cặn lắng xuống và
được lấy ra ở đáy bể, nước được thu bằng máng vòng quanh chu vi bể đưa trở lại bể
điều hịa để tiếp tục xử lý. Trong bể có tấm gạt cặn để gạt cặn ở đáy bể về hố thu
trung tâm. Để tạo các khe hở cho nước chuyển động lên trên mặt, trên tay đòn của
máy cào cặn gắn các thanh dọc, khi máy cào chuyển động quanh trục, hệ thanh dọc

này khuấy nhẹ khối cặn, nước trào lên trên làm cho cặn đặc hơn.
3.4.10 Máy ép bùn:
Máy ép bùn dây đai dùng để loại nước ra khỏi bùn. Đầu tiên cặn bùn từ
thùng định lượng sẽ được phân phối vào đoạn đầu của băng tải, ở đoạn này nước
được lọc qua dây đai theo nguyên tắc trọng lực, sau đó cặn bùn di chuyển theo dây
đai qua các con lăn thì nước của cặn bùn cũng được tách do lực ép giữa con lăn với
dây đai, cuối cùng cặn bùn đi qua trục ép thì nước được tách ra bằng lực ép và lực
cắt. Nước tách ra được đưa trở lại bể điều hòa để xử lý tiếp, cịn bánh bùn có thể
làm phân vi sinh.

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

SVTH: Nguyễn Thị Tú Oanh