TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I. Giới thiệu chung
II. Các phương pháp xử lý nước thải
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DẦU ĂN
I. Dầu ăn :
II. Các bước tinh luyện dầu:
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT DẦU ĂN
I. Các thông số của dòng thải:
1. Lưu lượng nước thải :
2. Thành phần nước thải:
II. Phương pháp và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải:
1. Những phương pháp chung xử lý nước thải :
2. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải :
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
I. Song chắn rác :
II.

Bể tách dầu mỡ và lắng cát :
III.

Bể điều hòa :
IV.

Tuyển nổi :
V.

Bể aerotank :
1. Các thông số thiết kế :
2. Tính hiệu quả xử lý :

3. Tính thể tích của bể:
4. Lượng bùn phải xả ra mỗi ngày:
5. Tính hệ số tuần hoàn α bỏ qua lượng bùn họat tính tăng lên trong bể
6. Lượng oxy cần thiết
7. Cách bố trí đầu phân phối khí
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 1
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
8. Tính toán các thiết bị phụ
VI. BỂ LẮNG 2 :
1. Diện tích mặt bằng của bể lắng
2.

Xác định chiều cao bể
3.

Thời gian lưu nước trong bể lắng
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 2
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I. Giới thiệu chung
Ngày nay chất lượng cuộc sống con người đang được nâng cao rất nhiều nhờ vào sự phát
triển của khoa học kĩ thuật với nhiều ngành sản xuất được đẩy mạnh. Kinh tế phát triển cũng làm
nảy sinh nhiều nhu cầu vật chất của con người, từ đó các ngành công nghiệp không ngừng được
phát minh và đưa vào hoạt động sản xuất. Nhưng cũng từ đó phát sinh ra một vấn đề mới mà con
người cần giải quyết. Đó là vấn đề ô nhiễm môi trường. Vấn đề đó ngày càng lớn hơn và hiện nay
đã ở mức báo động. Chính vì thế việc cân bằng giữa kinh tế và môi trường là bài toán khó cần sự
hợp tác tham gia của tất cả mọi người trên thế giới.
Việt Nam đang trong giai đoạn đổi mới, nền kinh tế chuyển mình phát triển mạnh mẽ. Các
ngành công nghiệp, các đơn vị sản xuất tranh đua phát triển, mở rộng sản xuất nhằm đáp ứng nhu

cầu ngày càng tăng về mọi mặt của con người. Cũng như các ngành công nghiệp khác, ngành sản
xuất dầu thực vật đang phát triển không ngừng với chủng loại sản phẩm ngày càng đa dạng. Thế
nhưng đó cũng là nguyên nhân của việc lượng nước thải cũng như chất thải khác gia tăng đe dọa ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng và cần được kiểm soát.
II. Các phương pháp xử lý nước thải
Xử lý nước thải là một quá trình bao gồm việc kết hợp một hoặc nhiều phương pháp vật lý,
hoá học, sinh học hoặc hỗn hợp để tách/phân huỷ chất ô nhiễm trong nước thải.
Phương pháp xử lý cơ học: là phương pháp ứng dụng các quá trình vật lý như lực trọng
trường, lực ly tâm để phân huỷ/tách các chất ô nhiễm ra khỏi nước. Phương pháp này thường đơn
giản, chi phía đầu tư và vận hành thấp, hiệu quả tách các chất lơ lửng cao. Các quá trình được áp
dụng rông rãi như: chắn rác, điều hòa, khuấy trộn, lắng, lắng cao tốc, tuyển nổi, lọc, bay hơi và
tách khí kỹ thuật,….
Phương pháp hoá học: Là phương pháp dụng các chất hóa học để chuyển đổi các tính chất
của các chất ô nhiễm thành cách chất dễ loại bỏ và tách ra khỏi nước. Phương pháp này thường có
chí phí vận hành cao, hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi nước lớn. Trong phương pháp này, các
hoá chất (dạng khí, lỏng hoặc rắn) được bổ sung trực tiếp vào nước thải.
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 3
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
Phương pháp sinh học: Là phương pháp ứng dụng vi sinh vật tham gia vào quá trình làm
sạch nước thải chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ. Là một cơ thể sống, nên các vi sinh vật này
đòi hỏi phải được cung cấp đẩy đủ dưỡng chất cũng như môi trường sống tốt nhất (không có chất
độc). Chất thải (các chất hữu cơ) được tách ra khỏi nước bằng các phản ứng enzym trong tế bào vi
sinh vật. Phương pháp này về cơ bản chia làm 02 loại như sau.
- Phương pháp xử lý kỵ khí: Sử dụng các vi sinh vật kỵ khí, thường được áp dụng đối với
nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan cao. Hoạt động trong môi trường không có oxy.
- Phương pháp xử lý hiếu khí: Sử dụng các vi sinh vật hiếu khí, thường được áp dụng đối
với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan thấp. Hoạt động trong môi trường cấp oxy liên
tục.
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 4
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DẦU ĂN
I. Dầu ăn :
Thành phần chính của dầu là các glycerit của các acid béo no hay không no và có công
thức tổng quát như sau :





"
'
2
2
OCORCH
CHOCOR
OCORCH
RCOOH là gốc của các acid béo
- Dầu chứa nhiều acid béo không no sẽ có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn dầu có nhiều
acid béo no.
- Dầu thực vật chứa nhiều acid béo không no nên ở nhiệt độ thường chúng ở thể
lỏng. Các glycerit không thể chưng cất được vì chúng phân hủy khi đạt nhiệt độ
bốc hơi.
- Về tính chất hóa học các glycerit cho phản ứng oxy hóa, phản ứng hydro hóa, phản
ứng thủy phân là những phản ứng có nhiều ý nghĩa trong thực tế.
Acid béo về chủng loại không nhiều lắm, chủ yếu là các chất sau:
Acid caproic CH3(CH2)4COOH
Acid caprilic CH3(CH2)6COOH
Acid caprinic CH3(CH2)9COOH
Acid lauric mạch thẳng CH3(Ch2)10COOH

Acid myristic mạch thẳng CH3(CH2)12COOH
Acid palmitic mạch thẳng CH3(CH2)14COOH
Acid stearic mạch thẳng CH3(CH2)16COOH
Acid oleic có 1 liên kết đôi CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
Acid linoleic có 2 liên kết đôi
CH3(CH2)4CH=CH-CH=CH(CH2)7COOH
Acid ricinoleic có 2 liên kết đôi và nhóm hydroxyl
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 5
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
Những acid có liên kết đôi có thể bị oxy hóa dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt độ
thành các sản phẩm phân hủy như các aldehyt, các acid có mạch cacbon thấp thường có
mùi khó chịu ( hiện tượng dầu ôi ).
Trong thành phàn dầu thô còn chứa nhiều loại tạp chất khác nhau. Trước tiên phải kể
đến là các acid béo tự do, chúng tạo nên độ acid của dầu. Tiếp theo là fotfolipit, sáp,
tạp chất vô cơ, các protein, gluxit, các hợp chất gây mùi và màu.
II. Các bước tinh luyện dầu:
Vì trong thành phần dầu nguyên liệu còn chứa rất nhiều loại tạp chất khác nhau nên
cần phải qua các bước tinh luyện trước khi dùng trong công nghiệp cũng như bán ra thị
trường tiêu dùng. Trong công nghiệp, có 2 loại sơ đồ tinh chế : tinh chế hoàn chỉnh và
tinh chế 1 phần. Với sơ đồ tinh chế hoàn chỉnh ta thu được dầu hoàn toàn không còn
mùi vị đặc trưng của dầu nguyên liệu ( ví dụ : dầu mè tinh luyện ). Ngược lại, với kiểu
tinh chế 1 phần ta thu được dầu còn hương vị của dầu nguyên liệu ( ví dụ : dầu mè rang
), tùy theo thị hiếu mà đáp ứng.
Dầu ăn tinh luyện dược sản xuất qua các công đoạn sau:
a) Công đoạn khử gum dầu đặc biệt (UF - Degumming):
Mục đích của công đoạn khử gum là loại các chất gum, sáp, photphatit và một phần
nhỏ các vết kim loại... có trong một số loại dầu thô ban đầu bằng nước hoặc acid Citric,
acid Photphoric ở nhiệt độ thích hợp. Đây là các hợp chất mà nếu không tách loại ra sẽ
làm cho dầu thành phẩm không trong suốt và có hại cho sức khỏe con người.
b) Công đoạn trung hòa dầu (Neutralisation):

Mục đích của công đoạn này là loại các Acid béo tự do có trong dầu mà nếu hàm
lượng acid béo tự do cao sẽ làm ảnh hưởng tới quá trình bảo quản và có hại cho sức
khỏe người tiêu dùng. Để loại acid béo tự do người ta dựa vào phản ứng trung hòa giữa
acid béo và sud ở nồng độ và nhiệt độ thích hợp tạo thành xà phòng và xà phòng cùng
với gum loại ra ở công đoạn khử gum được máy ly tâm tách loại ra ngoài. Dầu sau tách
cặn xà phòng sẽ được rửa nước để loại tối đa hàm lượng xà phòng còn lại trong dầu.
Ngoài acid béo tự do được tách loại, quá trình này còn loại trừ được tạp chất cơ học lẫn
trong dầu thô và góp phần tẩy được một phần các chất gây màu có trong dầu thô ban
đầu.
c) Công đoạn tẩy màu dầu tuần hòan liên tục (LOOP - Bleaching):
Mục đích của công đoạn này là sử dụng than hoạt tính và đất hoạt tính để hấp phụ
màu dầu và hấp phụ thêm vết xà phòng còn lại trong dầu và các ion kim loại trong điều
kiện nhiệt độ và chân không thích hợp làm cho màu dầu trở nên trong sáng.
d) Công đoạn khử mùi - khử axít béo (Deodorization):
Mục đích của công đoạn này là dùng hơi nước quá nhiệt sục vào dầu ở điều kiện
nhiệt độ và chân không thích hợp để lôi cuốn các chất mùi, acid béo tự do còn lẫn trong
dầu để loại thải chúng ra ngoài. Ở đây, yếu tố thiết bị và chế độ công nghệ là rất quan
trọng do nó liên quan đến chất lượng dầu thành phẩm sau này khi lưu thông trên thị
trường. Dầu tinh luyện sau khử mùi bảo đảm an toàn thực phẩm.
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 6
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
e) Công đoạn Hydro - hóa dầu:
Ðược thực hiện với công nghệ và thiết bị được nhập từ Mỹ, trong đó có dây chuyền
sản xuất khí hydro đạt độ tinh khiết đến 99,99% hiện có duy nhất tại Việt Nam. Công
đoạn Hydro - hóa dầu là một công đoạn chính yếu trong việc sản xuất Shortening và
Margarine và giữ một vai trò khá quan trọng trong công nghiệp chế biến thực phẩm,
nhất là công nghệ sản xuất bánh, kẹo và mì ăn liền. Mục đích của công đoạn này là làm
tăng điểm tan chảy của dầu, làm dạng dầu lỏng tự nhiên trở thành dầu đặc qua phản
ứng cộng Hydro vào vị trí các nối đôi của phân tử dầu lỏng để được các sản phẩm dầu
đặc theo yêu cầu sử dụng. Dầu sau công đoạn Hydro - hóa sẽ được khử mùi và sau đó

phối trộn để đạt tiêu chuẩn dầu thành phẩm Shortening và Margarine.
f) Hệ thống đóng gói dầu thành phẩm các loại:
- Dầu lỏng tinh luyện được chiết rót vào các lọai bao bì bằng chai nhựa PET có dung
tích chứa từ 0,25 lít đến 5 lít trên các dây chuyền thiết bị chiết dầu chai tự động của
CHLB Đức, Ý. Các công đoạn đều hiện đại và hiện có duy nhất ở Việt Nam.
- Dầu đặc tinh luyện được làm lạnh kết tinh sau khi đã được phối chế với các phụ gia
thực phẩm, các chất bảo quản trong qui trình chế biến Shortening và Magarine, được
đóng gói trong hộp nhựa PE hoặc trong túi PE có bao bì ngoài là thùng carton trên dây
chuyền thiết bị đóng gói VOTATOR theo công nghệ sản xuất chế biến của Mỹ.
- Dầu bơ thực vật thành phẩm được đóng gói bảo đảm tiêu chuẩn kỹ thuật, vệ sinh an
toàn thực phẩm và mỹ quan sản phẩm.
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DẦU ĂN
I. Các thông số của dòng thải:
1. Lưu lượng nước thải :
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 7
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
Lưu lượng nước thải và tính chất nước thải là một trong hai thông số quan trọng nhất
để lựa chọn công nghệ cũng như tính toán các quá trình xảy ra. Lưu lượng nước thải
150 m3/ngày đêm.
2. Thành phần nước thải:
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị QCVN 24-2009 (A)
01 pH - 7,01-7,21 5.5-9
02 SS mg/l 440-550 50
03 COD mgO
2
/l 1200-1350 50
04 BOD
5
mgO

2
/l 750-980 30
05 Tổng Nitơ mg/l 25-45 15
06 Tổng Phốt pho mg/l 9-14 4
07 Dầu mỡ thực vật mg/l 180-280 10
08 Coliform MPN/100ml 9.600 3.000
II. Phương pháp và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải:
1. Những phương pháp chung xử lý nước thải :
Các phương pháp xử lý nước thải theo hiệu quả xử lý được xếp làm 3 bậc :
• Xử lý bậc 1(xử lý cơ học)
• Xử lý bậc 2 (xử lý hóa lý, sinh học)
• Xử lý bậc 3 (xử lý bổ sung)
1.1.Xử lý bậc một :
Xử lý bậc 1 hầu như không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải. Đây là bước
ban đầu nhằm chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý sau đó diễn ra thuận lợi và ổn định.
Song chắn rác, lưới lọc :
o Song chắn rác : chắn giữ các cặn, rác, bao nilông…kích thước lớn hay ở dạng sợi.
Giúp cho thiết bị trong hệ thống họat động ổn định, tránh sự cố nghẹt ống, hỏng
bơm…
o Lưới lọc : dùng để thu hồi các thành phần quý không tan hay cần phải tách các loại
rác có kích thước bé hơn.
Bể điều hòa : Bể điều hòa là cần thiết vì :
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 8
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
o Lượng nước thải không bao giờ ổn định tuyệt đối mà luôn luôn biến động cả về
nồng độ và lưu lượng .
o Bể điều hòa không những làm cho lưu lượng vào hệ thống xử lý ổn định mà còn có
tác dụng tránh gây sốc cho vi sinh vật trong giai đoạn xử lý sau.
o Quá trình khuấy trộn trong bể điều hòa làm giảm nhiệt độ nước thải, có lợi cho vi
sinh vật.

Bể lắng đợt một :
Công trình thiết kế nhằm mục đích : loại bỏ các chất rắn lơ lửng mà các chất rắn
này có khả năng gây nên hiện tượng bồi lằng trong nguồn tiếp nhận. Tách dầu mỡ hay các
chất nổi khác, làm giảm tải trọng hữu cơ cho công trình xử lý sinh học sau đó. Bể lắng đợt
một nếu thiết kế tốt có khả năng loại 50-70% hàm lượng chất lơ lửng và 25-40% BOD. Về
kết cấu thường có ba dạng :
o Bể lắng ngang : bể lắng ngang có thể được làm từ các vật liệu khác nhau như bê
tông cốt thép, gạch hay bằng đất tùy thuốc vào kích thước, yêu cầu quá trình lắng
và điều kiện kinh tế.
Bể lắng ngang được chia làm bốn vùng : vùng nước thải vào, vùng lắng, vùng xả
nước và vùng bùn. Vùng lắng chiếm phần lớn thể tích bể. Chế độ dòng chảy trong
vùng lắng cần duy trì ở điều kiện chảy tầng và ổn định. Do đó, bán kính thủy lực
của bể cần phải thích hợp.
Bể lắng ngang được dùng khi lượng nước thải > 15000m
3
/ngày
Hiệu suất 60%
Vận tốc dòng < 0,01m/s
Thời gian lưu 1-3h
o Bể lắng đứng : dạng hộp hay trụ , đáy hình chóp. Nước thải được đưa vào từ tâm
bể với vận tốc < 30mm/s. Nước chảy theo phương thẳng đứng từ dưới lên tới vách
tràn với vận tốc 0,5-0,6m/s. Thời gian lưu 45-120phút. Chiều cao vùng lắng 4-5m.
Hiệu suất bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10-20%.
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 9
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
o Bể lắng ly tâm : bể có tiết diện hình tròn, đường kính từ 16-40m hay lớn hơn
(60m). Chiều sâu nước chảy 1,5-5m. Tỷ lệ đường kính và chiều sâu là 6-30. Độ dốc
của đáy i = 0,02 hay lớn hơn. Thời gian lưu 85-90phút. Hiệu suất đạt 60%. Bể được
ứng dụng với lưu lượng > 20000m
3

/ngày.
1.2.Xử lý bậc hai :
Xử lý bậc hai là giai đoạn tiếp theo của gia đoạn xử lý bậc một. Giai đoạn xử lý này có
tác dụng khử các chất ô nhiễm ở trạng thái hòa tan hay nhũ tương ra khỏi nước thải.
Tùy theo đặc tính nước thải mà giai đoạn xử lý bậc hai được chia ra làm ba nhóm quá
trình khác biệt nhau : xử lý hóa học, xử lý hóa lý, xử lý sinh học.
Xử lý hóa học :
Các phương pháp xử lý hóa học được dùng trong xử lý nước thải gồm có : trung hòa,
oxy hóa và khử. Tất cả các phương pháp đều dùng các tác nhân hóa học nên là phương
pháp đắt tiền. Người ta thường dùng phương pháp này để khử các chất hòa tan và trong
các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ
nước trước khi xử lý sinh học hay là xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào nguồn
nước.
Xử lý hóa lý :
Các phương pháp xử lý hóa lý gồm có: đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi
ion, các phương pháp tách bằng màng , các phương pháp điện hóa. Trong đó:
o Đông tụ, keo tụ : tách các hạt gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan. Vì chúng là
những hạt có kích thước quá nhỏ nên để tách được chúng thì cần làm cho các
hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng của
chúng.
o Tuyển nổi : thường được áp dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hay lỏng)
phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi chất lỏng. Trong một số trường hợp,
quá trình này còn được dùng để tách các tạp chất tan như các chất hoạt động bề
mặt. Trong xử lý nước thải, về nguyên tắc, tuyển nổi thường được dùng để khử
các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm của phương pháp này so với
phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng
chậm, trong thời gian. Nhược điểm của phương pháp tuyển nổi là khó tạo ra các
bọt khí có kích thước nhỏ và đồng đều.
o Hấp phụ : là phương pháp được sử dụng để làm sạch triệt để nước thải khỏi các
chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải

SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 10
Đồ án chuyên ngành GVHD :TS. Mai Thanh Phong
có chứa 1 lượng nhỏ các chất, các chất này không thể xử lý bằng phương pháp
sinh học và thường có độc tính cao.
o Trao đổi ion : thường được dùng để làm sạch nước hay nước thải khỏi các kim
loại như : Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn…cũng như các hợp chất của As, P,
Cyanua và chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị
và đạt được mức độ làm sạch cao.
Xử lý sinh học :
Người ta dùng phương pháp này để làm sạch nước thải sinh họat cũng như nước thải của
nhiều ngành sản xuất khỏi nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H
2
S, cacs
sunfit, amoniac, nitơ… Để tiến hành bằng phương pháp này nước thải cần không có các
hợp chất độc, các muối kim loại nặng hay nồng độ của chúng không được vượt giới hạn
cho phép và tỷ số BOD/COD > 0,5.
Công trình xử lý sinh học phân làm hai nhóm :
o Công trình thực hiện trong điều kiện tự nhiên : cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học,
…Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào oxy và vi sinh vật có trong nước
và đất.
o Công trình thực hiện trong điều kiện nhân tạo : bể lọc sinh học (biophin), bể là
thoáng sinh học (aerotank),…Do trong điều kiện nhân tạo nên quá trình xử lý diễn
ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.
Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có khả năng đạt mức hoàn toàn
với BOD giảm 90-95% và không hoàn toàn với BOD giảm 40-80%. Trong trường
hợp xử lý trên bể aerotank thường đưa một phần bùn họat tính trở lại để tạo điều
kiện cho công trình đạt hiệu quả hơn. Phần bùn họat tính còn lại gọi là bùn họat
tính dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi đưa vào bể
Metantank để lên men.
Bể Metantank là công trình tương đối hiện đại, chỉ dùng để lên men cặn lắng. Đôi

khi được dùng để xử lý sơ bộ nước thải có chứa các chất độc trước khi xử lý sinh
học.
1.3.Xử lý bậc ba :
SVTH: Ngô Thị Phương Thùy 11