hệ thống xử lý nước thải trái cây

Chương 1







1.1.
Ngành công nghiệp đồ hộp thực phẩm phát triển mạnh có ý nghĩa to lớn cải
thiện được đời sống của nhân dân, giảm nhẹ việc nấu nướng hàng ngày. Giải quyết nhu
cầu thực phẩm các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, cho
các đoàn du lịch, thám hiểm và cung cấp cho quốc phòng. Góp phần điều hòa nguồn
thực phẩm trong cả nước. Tăng nguồn hàng xuất khẩu, trao đổi hàng hóa với nước
ngoài.
Đồ hộp rau quả ngày nay trở thành một mặt hàng có giá trị và có thị trường rộng lớn
trên thế giới. Rau quả rất cần cho nhân loại, nó không chỉ để phối liệu trong khẩu phần ăn
nhằm cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng, chất khoáng, sinh tố cần thiết cho con người
mà còn là thành phần không thể thay thế được bằng các chất khác trong nhu cầu ăn uống,
nhu cầu đề kháng bệnh tật của c
on người.





,

. Sản lượng
rau quả ngày càng nhiều và . Tuy vậy, trái cây đóng hộp
Việt Nam vẫn chưa khắc phục được những nhược điểm về bao bì, mùi vị tự nhiên. Ða số
vẫn còn ở dạng hộp kim loại không nhìn thấy được sản phẩm bên trong.





1





Các nhà máy đóng hộp trình độ công nghệ vẫn còn thấp so với thế giới. Trong sản
xuất lượng phế thải nhiều, hao hụt lớn. Điều này cũng đồng nghĩa với lượng chất thải ra
môi trường nhiều, gây ô nhiễm lớn so với sản xuất trình độ cao. Mặc dù vậy,
hiện nay
hầu hết các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lí chất thải hoặc xử lí ở
dạng rất sơ
sài. Các chất thải (khí thải, nước thải, chất thải rắn) đều trực tiếp thải ra môi trường gây ô
nhiễm môi trường nặng cục bộ vùng cũng như môi trường chung toàn thành phố và toàn
Việt Nam.

1.2. P

ồ hộp quả nước đường:
Loại đồ hộp này được chế biến từ các loại quả, qua các
quá trình xử lý sơ bộ, rồi ngâm trong dung dịch nước đường. Loại đồ hộp này c

òn giữ được
tính chất đặc trưng của nguyên liệu.
1.
2.1.
























2








Trái cây








Đường, nươc, acid
citric, phụ gia bảo
quản




Chuân bi dich ngâm




Hôp

Chọn lựa, phân loai


Ngâm, rưa


Căt, gọt vỏ


Chân


Xêp hôp


Rót dịch



Bài khí



Ghép mí



Thanh trung

Trái cây đóng hộp
Trái cây dâp, hư
Nươc thai ngâm,
rưa trai cây
Nươc thai dung
dịch bóc vỏ
Nươc thai sau chân
Nươc thai pha chê
dung dich ngâm
Nươc thai rưa hôp



1. [1])


3





1.2.2.
1.2.2.1. Chọn lựa: là loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ qui cách để chế
biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, không đủ kích thước và hình dáng, màu sắc không
thích hợp.
1.2.2.2.

Phân loại
: nhằm phân chia nguyên liệu thành các phần có tính chất
giống nhau, có cùng kích thước, hình dáng, màu sắc, trọng lượng để có chế độ
xử lý thích hợp cho từng loại và giúp thành phẩm có phẩm chất được đồng đều.
1.2.2.3.

Ngâm,

r
: Sau khi lựa chọn phân loại, nguyên liệu được đưa qua khâu
rửa. Ở giai đoạn rưả này nhằm mục đích là loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám
xung quanh nguyên liệu, đồng thời làm giảm 1 lượng lớn vi sinh vật ở nguyên
liệu.
1.2.2.4. :
:
, cơ
:
Đối với một số quả có vỏ mỏng như khoai tây,
carrot, mận, ổi, múi cam quít, ta có thể dùng dung dịch kiềm để bóc vỏ
.

2CO3
,

nồng độ NaOH thường sử dụng 1,5 - 2 %. Thời gian ngâm rửa
nguyên liệu phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của dung dịch NaOH. Tác
dụng bóc vỏ đạt được khi nào rửa xối, lúc đó vỏ nguyên liệu bong tróc ra dễ
dàng.
: Dùng máy làm sạch, tùy theo yêu cầu làm sạch mà sử

dụng máy thích hợp.
: Để bóc vỏ loại quả có múi, cà chua, người ta nhúng vào
nước sôi. Nếu chần cam, quít trong nước 90
0
- 100
0
C trong 20 - 60 giây hay 80
0

- 90
0
C trong 60 - 90 giây thì tốc độ bóc vỏ, tách múi, tước xơ tăng gấp 4 lần so
với không chần.



4





1.2.2.5. : Trong quá trình chế biến đồ hộp, nhiều loại nguyên liệu trong chế
biến sơ bộ bằng cơ học, cũng như trước khi cho vào bao bì được xử lý bằng nhiệt.
Người ta nhúng nguyên liệu vào nước hay dung dịch, hay xử lý nguyên liệu bằng
hơi nước, tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến, ở nhiệt độ 75
0
-
100
0

C, trong thời gian 3 - 15 phút.
2


1.2.2.6. H : Phải đáp ứng các yêu cầu :
Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất
lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm.
Bền đối với tác dụng của thực phẩm.

Chịu được nhiệt độ và áp s
uất cao.
Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ. Dễ
gia công, rẻ tiền.
Hì
nh thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm.
Sử dụng vận chuyển, bảo quản tiện lợi.
1.2.2.7. :



. Acid
citric đ




Đa số các loại đồ hộp gồm có phần rắn chiếm từ 60 - 70 % và phần lỏng
chiếm từ 30 - 40 %

5





1.2.2.8. :
. Trong các quá trình
chế biến cơ học như nghiền, chà, lọc, ép v.v và vận chuyển các bán chế phẩm
như bơm chuyển từ thùng chứa này sang thùng chứa khác, khi cho thực phẩm vào
trong bao bì, đều làm cho một số không khí xâm nhập, hòa lẫn vào các sản phẩm
đó. :


Hạn c
hế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong đồ hộp. Hạn
chế hiện tượng ăn mòn sắt.
Tạo độ ch
ân không trong đồ hộp khi đã làm nguội.
1.2.2.9.
: Trong quá trình chế biến đồ hộp, quá trình ghép kín nắp vào
bao bì để ngăn cách hẳn sản phẩm thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật
ở bên ngoài, là một quá trình quan trọng, có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản lâu dài
các thực phẩm đó. Nắp hộp phải được ghép thật kín, chắc chắn.
1.2.2. :

Đây là biện pháp cất giữ thực phẩm theo nguyên lý tiêu
diệt mầm móng gây hư hỏng thực phẩm (nguyên tắc đình chỉ sự sống) bằng nhiều

phương pháp khác nhau:
Thanh trùng bằng tia ion hóa.
Thanh trùng bằng sóng siêu âm.
Thanh trùng bằng dòng điện cao tần.
Thanh trùng bằng sử dụng áp suất cao.
Thanh trùng bằng xung điện từ.
Lọc thanh trùng.
1.2.2. :
(C
5
H
7
COOK) hay Natri
benzoate (C
6
H
5
COONa)


1.
3.


6






, n
sau đây:



Q âm



Q

,



cao vô cơ
, ngâm, như: NaOH, CaCl
2
, acid citric (C
6
H
8
O
7
),
Natri benzoate, Kali sorbate.
1.1: ( )
quy QCVN
24:2009/BTNMT ( 1):

l
pH
5,6 - 8,2
6 - 9
5,5 - 9
SS mg/l 260 50 100
BOD
5
mg/l 950 30 50
COD mg/l 1100 50 100
N mg/l 12 15 30
P mg/l 5 4 6



, n : SS,
BOD
5
, COD. , BOD
5
11



7






1.4.

xả thải ra nguồn
nước g
ây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái nước:
o , )
, l


o

Hàm lượng chất hữu cơ cao trong điều kiện thiếu oxy trong nước xảy ra quá

trình phân hủy yếm khí sinh ra sản phẩm độc hại như H
2
S, mercaptan gây mùi
hôi thối làm cho nước có màu đen. Hậu quả là hệ sinh thái trong nước bị hủy
diệt, là nguồn gốc lây lan dịch bệnh theo đường nước, làm ô nhiễm tầng nước
ngầm.
o

Gây do
o
→

8



Chương

Chương 2

2.1.
2.1.1.
o

%
SS

o

%BOD 5
o

%COD





:


:
SS 60
SS
0 260

5:
BOD 0
BOD 5 950

5:
COD 1100
COD 0 1100

2.1.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ
o :
- Công suất của trạm xử lý
- Thành phần và c thải
- Mức độ cần thiết xử lý nước thải
- Tiêu chuẩn xả thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng
- Phương pháp xử lý cặn
-

Đi chất thuỷ văn khu vực xây dựng trạm
xử lý nước thải
- Các chỉ tiêu kinh tế k thuật khác






9


Chương


o
BOD 950

COD 1100


o
5 = 950 mg/L, COD = 1100
BOD
5

10


Chương



Đường nước
Nươc

Máy
thôi khi
thải

SCR


Đường
nước tách bùn
Đường hóa chất
Bê c
hưa



Bê điêu hoa

Lăng I


Aerotank



Lăng II




Nguôn tiêp
nhân
Đường khí
Đường bùn
Bơm
dd NaOH
dd H
2
SO
4
Bê nén bùn
Sân phơi bun

11


Chương


2.1.3.
Nước thải


, lưu
lượng nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định. Tại đây nước thải được thổi khí để làm
thoáng sơ bộ và phâ
. L
1000m
3


tự chảy từ bể diều hòa qua
hơn bể điều hòa khoảng 0,5m


2SO4


2
SO4

khi lắng
vì bể lắng I sẽ được đặt thấp
. Nước thải sau

Aerotank. Tại đây xảy ra quá trình xử lí sinh học, khí được thổi vào bể bằng các đĩa phân
phối khí nhằm tăng cường sự xáo trộn chất bẩn và oxi trong không khí đồng thời giữ cho
bùn ở trạng thái lơ lửng .
Sau thời gian lưu, nước từ Aerotank tự chảy qua bể lắng II








12


Chương


Bùn từ bể lắng được bơm t ; phần
còn lại bơm qua bể nén bùn
bùn b

2.2.
2.2.1. Song chắn rác:


-

Các tạp chất n y có thể gây ra sự cố cho quá trình xử lí nước thải như làm tắc
bơm, đường ống và cánh khuấy… Ngoài ra, các tạp chất này còn có thể bào mòn
đường ống vận chuyển, làm tăng trở lực dòng chảy nên làm tiêu hao năng lượng của
bơm.
Song chắn rác là một hay nhiều lớp thanh đan xen kẽ vớ






:
 :
- : 30 - 200 mm
- : 16 - 30 mm
- 16 mm
 : lo








13


Chương













2.2.2. :





- ).

2.2.3. :




ó nhiệm vụ:
- Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải cho các quá trình xử lí tiếp theo.
-
- Nâng cao hiệu suất cũng như giảm chi phí cho các quá trình xử lí phía sau.
-






14


Chương


:
-
- 1,5
-
-
: 3:1 - 2:1.
- ần có khuấy trộn để ngăn cản sự lắng

đọng của cặn, và thổi khí
để ngăn cản sự hình thành của mùi.
2.2.
4. :





2.2.5. (Aerotank):
Bể Aerotank là công trình bằng bê tông, cốt thép….với mặt bằng thông dụng là

hình chữ nhật. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò la các hạt nhân để cho vi
khuẩn cư trú, sinh sản, phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn
hoạt tính chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có

trong nước thải. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh
dưỡng (Nito, Photpho) làm thức ăn và chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa
tan và thành tế bào mới. Quá trình chuyển hóa được thực hiện theo từng bước xen kẽ
và nối tiếp nhau. Một vài loại vi khuẩn tấn công vào các chất hữu cơ có cấu trúc phức
tạp, chuyển hóa chất thải ra các chất hữu cơ có cấu t
rúc đơn giản, một vài loại vi khuẩn
khác dùng các chất này làm thức ăn và lại thải ra các chất hữu cơ đơn giản hơn nữa,
quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể dùng làm thức ăn cho
bất cứ loại vi khuẩn nào nữa.
Để đảm bảo oxy cho các quá trình oxy hóa chất hữu cơ và giữ cho bùn hoạt tính
ở trạng thái lơ lửng thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí. Số lượng bùn tuần
hoàn và lượng khí cung cấp phụ thuộc độ ẩm và mức độ yêu cầu xử lí của nước thải.

15


Chương

Trong bể Aerotank cần kiểm soát BOD, COD để giữ tải trọng bể ổn định và đạt hiệu suất
tối ưu.
Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông. Khi bông đư
ợc tạo thành thì một
số
vi khuẩn bên trong bị tiêu diệt và phân hủy. Do đó, thời gian lưu nước trong bể

. Số lượng quần thể vi sinh vật trong nước thải phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như thành phần, tính chất nước thải, hàm lượng chất thải, lượng oxy hòa tan,
chế độ thủy động học của bể…
Trong bể, :
1


, s



2



3

:
-
5 < 500 mg/L

5
- : BOD
5
: N : P = 100 : 5 : 1
-







16


Chương


-

p -



- 25

0
- 37
0
C.
-



2.
2.6.
Bể lắng II được đặt sau bể Aerotank, có chức năng làm trong nước, cô đặc bùn
hoạt tính đến nồng độ nhất định. Một phần bùn lắng tại bể sẽ được tuần hoàn lại bể
Aerotank, phần bùn dư còn lại sẽ được bơm tới bể nén bùn để giảm bớt độ ẩm trước khi
đưa đến sân phơi.
Để chống rong rêu, thời gian lưu nước không quá 2 ngày và phải thiết kế hồ sao cho
nước lưu thông đều, không có vùng nước chết.
có dạng tròn (bể lắng đứng, bể lắng ly tâm), dạng hình chữ
nhật (bể lắng nga
ng). Bể lắng ngang, chữ nhật thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể lắng
tròn vì cặn lắng tích lũy ở các góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo d
òng
nước vào máng thu nước ra.
Bể lắng đợt II phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Thời gian lưu nước lớn hơn 12 giờ, đủ để lắng cặn nhẹ.
- Chiều cao lắng ≥ 1m.
- Có đủ dung tích ở đáy hồ để chứa lượng bùn lắng trong thời gian né
n và
phân hủy bùn trong điều kiện yếm khí t ≥ 1 năm.
- Không để rong rêu, tảo mọc và phát triển.
- Không để mùi hôi ảnh hưởng đến người dân xung quanh.

2.
2.7.




17


Chương


Thu go


2.
2.8.

18




Chương 3





3.1.

3.
1:



pH
5,6 - 8,2

SS mg/l
260

BOD
5

mg/l 950

COD mg/l 1100

N mg/l 12

P mg/l 5


o Lưu lượng ngày trung bình: Q = 1000 m
3
/ngày
o ờ trung bình:
Q
tb
tb
1000
Qh
o
o
o Lưu lượng giờ lớn nhất:

t
max
Q
b
24 24
: Q
tb,s
= 11,58 L/s

ch = 2,8


1000
h
Q
h
o
24 24
:




19









max
qs


ch

max
Q
3600
s
/
h







3
117m
/
h
3600
s
/
h
:
3.2: H

ch

Q
tb,s
5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250
(L/s)

K
ch
3,0 2,5 2,0 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15

: Tiêu
51 - 84:
-
n - 2.1.2).

3.2.

3.2.1. :


3.3: C



1.
- , mm 5 - 15
- , mm 25 - 38
2. , mm 15 - 75
3. θ 0 - 30

4. Tốc độ dòng chảy trong mương U, m/s 0,4
5. , m/s 0,3 - 1,0
6.
L, mm
150 - 600

[2]


20




o Kích thước của mương đặt song chắn
Chọn tốc độ dòng chảy trong mương U = 0,4 m/s.
Giả sử độ sâu đáy ống cu i cùng của mạng lưới thoát nước bẩn là H = 0,7 m.
Chọn kíc
h thước mương: rộng × sâu = B × H = 0,5m × 0,7m.
Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

h
qmax 32,5L
/
s
v
a
o Kích thước song chắn rác:
Chọn kích thước thanh: rộng × dày = b × d = 10mm × 25mm
Khe hở giữa các thanh là w = 25 mm.

Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở là m = n + 1
Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau:
B = n × b + (n + 1) × w
500 = n × 10 + (n + 1) × 25
Giải phương trình trên, ta tìm được n = 13,6.
Nếu chọn số thanh là n = 14, ta có thể điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại là:
500 = 14 × 10 + (14 + 1) × w
w = 24 mm

o Tổn thất áp lực qua song chắn
Tổng tiết diện các khe song chắn:
A = (B - b × n) × h
Trong đó: B - chiều rộng mương, m

b - chiều rộng thanh, m
n - số thanh
h - chiều cao lớp nước trong mương, m
A = (0,5m - 0,01m × 14 thanh) × 0,163m = 0,06 m
2
Vận tốc dòng chảy qua song chắn:



21







V



3.4: H




q







max
32, 5L / s
A 0, 06m
20
0
.

β
2,42
1,83
1,79
1,67
0,76

: Kriengsak Udomsinrot, Wastewater Engineering Design, AIT, 1989.
Tổn thất áp lực qua song chắn:

4
h
L

β = 2,42
θ

4
h
L

→

22




3.5:



1.
h
max m
3
/h 117
2.
- mm 10
- mm 25
3. thanh 14
4. mm 24
5. θ 20
6. Tốc độ dòng chảy trong mương U m/s 0,4
7. m/s 0,542
8.
- m 0,5
- m 0,7
9.
L
mm 60

3.2.2. :

h
max
= 117 m
3
/h.
o

C
15 )
o :
V= Q
hmax
× t = 117/60 × 15 = 29,25 m
3
o = 3 m
o
bv = 0,7 m

o :



23




H = h + h
bv

= 3 + 0,7 = 3,7 m
o :





o

:
N

:

Q
hmax








F = V/h = 29,25/3 = 9,75 m
2

:
W = L =
9, 75

:

Q max
1000


, W
, Q
hmax
= 117 m
3
/h = 1,9 m
3
= 0,0325 m
3
/s ,
g = 9,81 kg/ms
2
, ρ = 1000 kg/m
3

= 10 m
η = 0,8

0, 0325
N


CNL Series): Model CN 150
- 7,5 kW

-
- 12m
1000
- Submersible Pumps (CN/CNH-
2)

2,48 m
3















24

