đồ án xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất sữa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.83 MB, 73 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG TRÌNH
ĐỘC LẬP – TỰ DO –HẠNH PHÚC
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI/ NƯỚC CẤP
Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn
Lớp: 66DCMO21
Tính toán hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất sữa với số liệu giả đinh như sau:
1. Tổng lưu lượng nước cần xử lý Q = 250 m3/ngày.đêm.
2. Các thông số cho trước:
pH =6,5; BOD5 (20oC) = 800mg/l; COD = 1490 mg/l; SS = 620 mg/l; N tổng = 55
mg/l; P tổng = 2,5 mg/l; Dầu mỡ thực vật = 75,7 mg/l; Coliform =
50000MNP/100ml.
3. Tiêu chuẩn nước sau xử lý: QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
4. Nguồn tiếp nhận: Ao hồ.
Hà Nội, ngày 13 tháng 9 năm 2017
Xác nhận của giáo viên
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
2
MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT………………………………………………..5
DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………………..6
DANH MỤC CÁC HÌNH……………………………………………………...7
LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………….8
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO
NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP NGÀNH SẢN XUẤT SỮA………………...9
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa………………………….9
1.1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa trên thế giới………..9
1.1.2 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa tại Việt Nam……….10
1.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất sữa ở Việt Nam……………………..10
1.2. Đặc điểm, thành phần và tính chất của nguồn nước xử lý…………….18
1.2.1. Đặc điểm………………………………………………………...….18
1.2.2.Thành phần và tính chất của nguồn nước thải sản xuất sữa…………17
1.3. Hiện trạng ô nhiễm của nước thải…………………………………….....19
1.4. Kết luận……………………………………………………………………20
CHƯƠNG 2:CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH
CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT SỮA………………………………………….21
2.1.Các phương pháp xử lý nước thải…………………………………….....21
2.1.1. Phương pháp xử lý cơ học…………………………………………21
2.1.2. Phương pháp xử lý hóa lý………………………………………….25
2.1.3. Phương pháp xử lý sinh học……………………………………….26
2.1.4. Phương pháp kỵ khí………………………………………………..26
2.1.5. Phương pháp hiếu khí……………………………………………...27
2.1.6. Phương pháp khử trùng nước thải………………………………….28
2.2.Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất sữa.......29
2.2.1. Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sữa Nutifood………………29
3
2.2.2. Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sữa Thống Nhất…………30
2.3. Phân tích đặc điểm, tính chất dòng nước thải cần xử lý…………..... 31
2.4. Đề xuất công nghệ xử lý…………………………………………….....32
2.4.1 Bể lọc sinh học……………………………………………………33
2.4.2. Bể Aerotank………………………………………………………34
2.5. Lựa chọn công nghệ xử lý………………………………………….......35
2.5.1. So sánh phương án xử lý…………………………………………35
2.5.2. So sánh về kỹ thuật quản lý và vận hành của phương án xử lý….36
2.5.3. Lựa chọn công nghệ xử lý………………………………………. 36
2.6. Thuyết minh quy trình công nghệ………………………………… 36
CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG HỆ THỐNG
XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA……………………………………38
3.1.Xác định hiệu quả cần xử lí……………………………………………38
3.2. Tính toán lưu lượng dòng nước thải………………………………….39
3.3.Song chắn rác………………………………………………………… ..39
3.4.Bể lắng cát nằm ngang………………………………………………….42
3.5.Bể điều hòa………………………………………………………………44
3.6.Bể đông keo tụ…………………………………………………………...48
3.6.1.Bể phản ứng………………………………………………………….48
3.6.2.Bể tạo bông…………………………………………………………..48
3.7.Bể Aerotank ……………………………………………………………..55
3.8.Bể lắng đợt 2……………………………………………………………..61
3.9.Bể tiếp xúc khử trùng……………………………………………………64
IV.Kết luận và Kiến nghị……………………………………………………67
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………69
4
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Diễn giải
BOD5
Nhu cầu oxy sinh học
COD
Nhu cầu oxy hóa học
GDP
Tổng sản phẩm nội địa (Gross Domestic Product)
USD
Đồng đô la Mỹ (United States dollar)
SS
Chất rắn lơ lửng
QCVN
Quy chuẩn kĩ thuật
BTNMT
Bộ Tài nguyên môi trường
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
5
Bảng 2.1. Thông số ô nhiễm nước thải nhà máy sữa cần xử lý…………….31
Bảng 2.2. Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm có
trong nước thải……………………………………………………………….32
Bảng 3.1.Bảng thông số của nước thải nhà máy sữa……………………….39
Bảng 3.1. Thông số thiết kế song chắn rác…………………………………42
Bảng 3.2. Thông số thiết kế bể lắng cát…………………………………….44
Bảng 3.3. Thông số thiết kế bể điều hòa……………………………………47
Bảng 3.5. Thông số thiết kế bể phản ứng…………………………………..50
Bảng 3.6. Bảng lượng phèn tiêu tốn theo hàm lượng cặn………………….54
Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể tạo bông……………………………………55
Bảng 3.8. Bảng công suất hòa tan oxygen vào nước của thiết
bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn…………………………………………...59
Bảng 3.9. Thông số thiết kế bể Aerotank……………………………………..61
Bảng 3.10.Thông số thiết kế bể khử trùng…………………………………....66
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
6
Hình 1.1 Quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường……………………..12
Hình 1.2 Quy trình sản xuất sữa đặc có đường………………………………...14
Hình 1.3 Quy trình sản xuất sữa chua………………………………………….16
Hình 1.4 Song chắn rác cơ giới,song chắn rác thủ công………………………..23
Hình 1.5 Bể lắng cát ngang……………………………………………………...24
Hình 1.6 Bể lắng cát đứng……………………………………………………….24
Hình 1.7 Hệ thống khử trùng……………………………………………………28
Hình 1.8 Sơ đồ một bể tiếp xúc chlorine …………………………………………28
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty sữa Nutifood. ………..29
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty sữa Thống Nhất……...30
Hình 2.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng bể sinh học……………33
Hình 2.4. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng Aerotank……………...34
Hình 3.1. Song chắn rác……………………………………………………………39
7
LỜI NÓI ĐẦU
Nước tự nhiên được coi là tài nguyên vô giá đối với con người.Nhu cầu về nước là
một nhu cầu không thể thiếu đối với đời sống con người và trong mọi hoạt động của xã
hội.Đối với những quốc gia phát triển tài nguyên nước đóng vai trò vô cùng quan trọng và
được đặt lên hang đầu trong việc khai thác,sử dụng và quản lý với quy mô lớn.Ngược lại
với những quốc gia chậm phát triển hoặc những quốc gia đang phát triển ,thì vai trò của
nước vẫn chưa được nhận thức rõ rang,và song hành với điều đó là việc sử dụng lãng phí
và có ít động thái để bảo tồn và sử dụng nguồn khoáng sản quý báu này.trong tình hình
thực tế của nước ta tài nguyên nước chưa được sử dụng hợp lý và đang để lại nhiều hệ lụy
khôn lường.Cùng với nhu cầu sử dụng nước sạch để phục vụ đời sống sản xuất thì chúng ta
lại thải ra môi trường rất nhiều các loại nước nhiễm bẩn chưa được xử lý.nghiêm trọng hơn
khi hang tỷ khối nước bẩn đó lại được thải thẳng ra sông ,hồ , biển gầy chết các loài động
vật thủy sinh,ô nhiễm môi trường,mất cân bằng sinh thái.Do đó việc sử lý nước thải từ các
nhà máy sản xuất,các khu dân cư đã trở thành một vẫn đề cấp bách và cần thiết nhất hiện
nay.
Ở Việt Nam trong nhiều năm qua nhu cầu về sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa ngày
càng tăng cao đòi hỏi nguồn cung lớn.Chính về thế ngành công nghiệp sản xuất sữa cũng
vì thế mà phát triển mạnh.Do có điều kiện khai thác nguyên liệu tại chỗ ngành công nghiệp
sữa của Việt Nam có điều kiện để phát triển.Tuy nhiên bên cạnh những đóng góp về kinh tế
thì ngành công nghiệp sữa cũng chính là nguyên nhân góp phần gây ra ô nhiễm môi trường
ở những khu vực xung quanh đó.Nhiều nhà máy đã không chú tâm vào đầu tư hệ thống xử
lý nước thải hoặc đã có nhưng lại xử dụng những công nghệ quá cũ gây ra nhiều tác động
xấu đến môi trường.Điều này đã thúc đẩy chúng ta đầu tư và lựa chọn những công nghệ để
xử lý lượng nước thải đầu ra sao cho phù hợp để hạn chế ảnh hưởng đến môi trường xung
quanh.
8
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO
NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP NGÀNH SẢN XUẤT SỮA
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa:
1.1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa trên thế giới:
New Zealand nổi tiếng thế giới về các sản phẩm sữa và là quốc gia xuất khẩu sữa lớn
nhất thế giới. Trong hơn 15 năm qua, ngành sữa đã đóng góp đáng kể cho kinh tế của New
Zealand với tốc độ tăng trưởng 3,5% năm và số lượng việc làm được tạo ra tăng 1,7%/năm.
Năm 2016, ngành sữa đóng góp 7,8 tỷ USD (tương đương 3,5%) cho tổng GDP trên cả
nước trong đó 5,96 tỷ từ chăn nuôi bò sữa và 1,88 tỷ từ chế biến sữa. Hiện nay, ngành này
tạo ra việc làm cho 40.000 người (trong đó 27.500 việc làm tại các trang trại và hơn 13.000
việc làm tại các cơ sở chế biến sữa).
Ngành sữa New Zealand có lịch sử phát triển từ năm 1814, từ đó đến nay ngành này
liên tục phát triển và trở thành ngành công nghiệp toàn cầu mang lại nhiều lợi nhuận nhất.
Hiện nay, đàn bò sữa của New Zealand có 5,8 triệu con, sản lượng sữa 21 tỷ lít sữa, chiếm
3% sản lượng sữa thế giới, là quốc gia sản xuất sữa lớn thứ 8 trên toàn cầu. Chăn nuôi bò
sữa tập trung chủ yếu ở đảo bắc: 73% tổng đàn bò sữa, 57% tổng sản lượng sữa. 95%
lượng sữa sản xuất ra được xuất khẩu tới nhiều nước trên thế giới, ngược với xu hướng của
hầu hết các nước trên thế giới là sản xuất sữa để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa.[1]
Ngành sữa đã tạo ra 2.4 tỷ tiền lương cho người chăn nuôi bò sữa và người lao động
làm việc trong lĩnh vực chế biến sữa với mức lương trung bình cao hơn so với thu nhập
bình quân đầu người (34.000 USD/năm) cũng như các ngành khác trong lĩnh vực nông
nghiệp và ngành chế biến thực phẩm khác. Ngành sữa không chỉ có tác động trực tiếp tới
tăng trưởng xuất khẩu, việc làm và gia tăng thu nhập mà nó còn có vai trò quan trọng đối
với các hoạt động hỗ trợ các thành phần kinh tế khác của New Zealand.[2]
Đến năm 2016, doanh thu của người chăn nuôi bò sữa đạt 12,2 tỷ USD, trong khi đó
họ chi 711 triệu USD cho phân bón và hóa chất cho nông nghiệp, 393 triệu USD cho trồng
cỏ và 190 triệu USD cho máy nông nghiệp. Đồng thời, người chăn nuôi bò sữa còn đầu tư
vào hệ thống xử lý môi trường với mức trung bình 90.000USD/trang trại. Bên cạnh đó, các
yếu tố đầu vào của chế biến sữa chiếm khoảng 18.8 tỷ USD (đóng gói: 288 triệu, thuê thiết
bị 199 triệu) góp phần thúc đẩy ngành phụ trợ cho công nghiệp chế biến sữa.[3]
9
1.1.2 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sữa tại Việt Nam:
Mười năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, thị trường rộng lớn và môi
trường đầu tư thông thoáng, hấp dẫn, là những điều kiện thuận lợi để phát triển thị trường
sữa tại Việt Nam. Là một quốc gia đông dân và mức tăng dân số cao khoảng 1.2%/năm, thị
trường sữa tại Việt Nam có tiềm năng lớn. Tỷ lệ tăng trưởng GDP 6-8%/năm, thu nhập
bình quân đầu người tăng 14.2%/năm, kết hợp với xu thế cải thiện thiện sức khỏe và tầm
vóc của người Việt Nam khiến cho nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm sữa luôn giữ mức tăng
trưởng cao. Năm 2010, trung bình mỗi người Việt Nam tiêu thụ khoảng 15 lít sữa/năm.
Đến năm 2015, lượng sữa tiêu thụ là 17- 18 lít sữa/ năm/ người và có thể tăng 2728 lít sữa/ năm/ người vào năm 2020. Có thể thấy ngành công nghiệp chế biến sữa ở Việt
Nam đang trên đà phát triển mạnh chưa từng thấy. Nhu cầu sữa tươi nguyên liệu tăng
khoảng 61% , từ 500 triệu lít (năm 2010) lên đến 805 triệu lít (năm 2015). Đặc điểm địa lý
và khí hậu nhiệt đới xen với vành đai ôn đới tại Việt Nam rất thuận lợi cho phát triển đàn
bò sữa. Các đồng cỏ như Hà Tây, Mộc Châu, Bình Dương… cung cấp nguồn thức ăn dồi
dào, phong phú và điều kiện sinh trưởng tốt. Ngành sữa phát triển tạo điều kiện cho doanh
nghiệp phát triển sản xuất với chi phí nhân công thấp đồng thời mang lại sinh kế cho người
dân thiếu việc làm và thiếu thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo, tăng cường an sinh xã
hội, gắn liền lợi ích doanh nghiệp với cộng đồng. [4]
Bên cạnh đó ngành công nghiệp sản xuất sữa ở Việt Nam cũng gặp nhiều thách thức
lớn. Để xây dựng một hệ thống chăn nuôi bò sữa đạt chuẩn, doanh nghiệp phải đầu tư một
số vốn rất lớn. Hơn nữa, muốn đáp ứng yêu cầu thị trường, các doanh nghiệp trong ngành
sữa phải nhập khẩu công nghệ, nguyên liệu, thiết bị từ nước ngoài do kỹ thuật trong nước
còn hạn chế ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm, doanh thu của doanh nghiệp. Các công
ty sữa vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu các nguyên liệu đầu vào. Vấn đề chất lượng và an toàn
vệ sinh thực phẩm cũng ảnh hưởng lớn đến tâm lý người tiêu dùng. Một vấn đề nữa là
nhiều công ty đang gây ô nhiễm môi trường khi không xử lý nước thải trước khi xả ra
nguồn tiếp nhận. Mặc dù đã được các cơ quan chức năng nhắc nhở và xử phạt vẫn có một
số ít công ty vẫn không thay đổi, vẫn gây ô nhiễm môi trường.
1.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất sữa ở Việt Nam:
Sữa tươi các loại sữa động vật (bò sữa, dê, cừu…) ở dạng nguyên liệu thô, dạng nước,
chưa qua chế biến hoặc chỉ mới qua sơ chế và chưa được tiệt trùng hay khử trùng triệt để
bởi các thiết bị xử lý nhiệt vi lọc hay nói cách khác, sữa tươi là sữa nước sau khi thu gom
qua công đoạn tiệt trùng sơ qua rồi đưa ra sử dụng, sữa tươi được bảo quản và vận chuyển
trong điều kiện lạnh trước và trong khi sử dụng.Sữa tươi được xem là thực phẩm rất giàu
10
dinh dưỡng, giàu vitamin và khoáng chất từ thiên nhiên, rất tốt cho cơ thể. Sữa tươi không
những được sử dụng thường xuyên như một thức uống hàng ngày, mà còn dùng dưới nhiều
hình thức khác nhau từ pha chế, trộn với trái cây, làm bánh và thêm vào các món ăn.thành
phần chính của sữa tươi là:nặng lượng ,chất béo,chất đạm,hydrat carbon,vitamin A,vitamin
D,vitamin C,canxi,phốt pho,magie,selen. Có thể thấy các sản phẩm sữa trên thị trường chủ
yếu là sữa bò. Ba sản phẩm có lượng tiêu thụ lớn nhất trong tất cả các sản phẩm là:
- Sữa tươi tiệt trùng có đường
- Sữa chua
- Sữa đặc có đường
Quy trình vắt sữa, bảo quản, chế biến chung:[5]
-Bước 1: Vắt sữa bò: bò được vắt sữa với tần suất 2 lần/ ngày. Vắt sữa bằng máy mất
khoảng 5 phút/ con phụ thuộc vào từng loại máy và năng suất sữa hàng ngày của bò. Phần
lớn các trang trại bò sữa có đủ máy để vắt sữa 20 con một lần.
-Bước 2: Bảo quản: các téc chứa hay các xilo có gắn hệ thống làm mát co hình dạng
và kích thước khác nhau. Sữa thường được bảo quản tại trang trại ở nhiệt độ 39 độ F hoặc
lạnh hơn trong khoảng 48h. Các téc và xilo được khuấy đê đảm bảo toàn bộ thể tích sữa
được làm lạnh và các chất béo trong sữa không bị tách rời ra khỏi dung dịch. Sau khi sữa
được xả ra thì các téc, xilo và các thiết bị ông dẫn làm bằng thép không dỉ sẽ được xử lý
làm sạch cho lần sử dụng tiếp theo.
-Bước 3: Vận chuyển bằng xe chuyên dụng vận chuyển sữa. Sữa được thu gom từ
trang trại sau 24h hoặc 48h. Thùng téc được sử dụng làm bằng thép không dỉ có gắn hệ
thống cách ly cao để giữ cho sữa được làm lạnh trong quá trình vận chuyển sữa từ trang
trại về nhà máy chế biến sữa. Sau khi lấy mẫu đại diện, sữa được đưa đến các nhà máy,
được bảo quản trong các xilo có gắn hệ thống làm lạnh trước khi chế biến.
Mẫu sữa lấy tại trang trại được xét nghiệm để xác định hàm lượng các chất béo,
protein, số lượng tế bào sữa, số lượng vi khuẩn,…
11
Quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường:
Nước
Chất ổn
định
Sữa bột
gầy
Đường
Bơ nấu
Vitamin, hương liệu,
chất màu
Phối trộn
Lọc lần 1
Gia nhiệt 1
Thanh trùng
Làm lạnh
ủ hoàn nguyên
Gia nhiệt 2
Tiệt trùng
Làm nguội
12
Vô trùng
Rót vô trùng
Xếp thùng
Kiểm tra bảo quản
Làm lạnh, ủ chín
Bảo quản lạnh
Sản phẩm sữa tiệt trùng
Hình 1.1 Quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường
13
Quy trình sản xuất sữa đặc có đường:
Nước (42o45o)
Sữa bột
gầy
Đường
Bơ nấu
chảy
Vitamin
Phối trộn- TCH
Lọc
Gia nhiệt
14
Đồng hóa
Thanh trùng
Làm nguội
Cô đặc
Làm lạnh kế tinh
Bổ sung mầm kết
tinh
Tạm chứa kiểm tra
Rót hộp
Hộp sắt
Ghép nắp
Hoàn thiện
Xếp thùng
Kho bảo quản
Hình 1.2 Quy trình sản xuất sữa đặc có đường
15
Quy trình sản xuất sữa chua:
Nước 42o45o
Chất ổn
định
Sữa bột gầy
Đường
sacanon
Bơ nóng
chảy
Vitamin,
hương liệu
chất màu
Phối trộn
Lọc
Gia nhiệt
16
Đồng hóa 1
Thanh trùng 1
Làm lạnh
Ủ hoàn nguyên
Gia nhiệt 2
Đồng hóa 2
Thanh trùng 2
Làm nguội
Trộn men giống
Men giống
Lên men
Làm lạnh
Rót hộp đóng nắp
Làm lạnh ủ chín
17
Bảo quản lạnh
Sản phẩm sữa chua
Hình 1.3 Quy trình sản xuất sữa chua
1.2. Đặc điểm, thành phần và tính chất của nguồn nước xử lý:
1.2.1. Đặc điểm:
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 quy trình công nghệ sản xuất sữa, ta thấy nước thải chung của
nhà máy chế biến sữa bao gồm:
- Nước thải sinh hoạt: từ các hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân như ăn uống, tắm
giặt,... Nước thải sinh hoạt thường không cố định lưu lượng theo giờ hay ngày.
- Nước thải sản xuất:
18
+ Nước rửa các bồn chứa và can ở các trạm tiếp nhận.
+ Nước súc rửa các sản phẩm dư bên trong hoặc trên bề mặt của tất cả các đường
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.
1.2.2.Thành phần và tính chất của nguồn nước thải sản xuất sữa
- Thành phần gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất sữa là sữa và các sản phẩm
từ sữa (chiếm 90% tải lượng hữu cơ BOD). Vì vậy, trong nước thải có các chỉ số gây ô
nhiễm là BOD, COD, SS và chất béo. Nước thải chế biến sữa thường có hàm lượng chất
hữu cơ hòa tan cao, ít chất lơ lửng. Vì vậy, chúng là nguồn thức ăn cho vi khuẩn và các vi
sinh vật, gây nên sự thiếu hụt oxy nghiêm trọng do được vi khuẩn và các vi sinh vật tiêu
thụ với tốc độ rất nhanh. Ngoài ra sữa cũng chứa cả Nitơ và Photpho, là thức ăn tốt cho
thực vật có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước.
- Sữa tươi nguyên chất có giá trị BOD cao (khoảng 100.000 mg/l), có khoảng 0.82.5 kg BOD/tấn sữa. SS khoảng 100- 1000g/m3. Hàm lượng N, P vượt chuẩn từ 2- 10 lần
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.
- Các chất thải từ các quá trình sản xuất trong dây chuyền sản xuất sữa 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 lưu lượng nước thải của mỗi nhà máy tùy thuộc vào
các quá trình thực hiện, điều kiện và công nghệ sản xuất. Muốn xác định chính xác thành
phần nước thải của mỗi nhà máy, chúng ta phải tiến hành khảo sát thực tế.
- 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
19
lên men của lactose thành acid lactic, khi đó pH giảm và có khả năng gây ra sự kết tủa
casein.
1.3. Hiện trạng ô nhiễm của nước thải:
- Ngành chế biến sữa ở Việt Nam chưa sản xuất các loại sản phẩm có nước thải ô
nhiễm cao như: phô-mát, bơ, dịch sữa… Vì vậy hàm lượng COD, BOD 5 trong nước thải
chế biến sữa ở nước ta nói chung tương đối thấp, lưu lượng và thành phần nước thải ít thay
đổi theo mùa.
- Tuy nhiên do trang thiết bị công nghệ, trình độ sản xuất còn kém nên mức độ tiêu
hao nguyên liệu cao làm gia tăng ô nhiễm bởi các sản phẩm hỏng hoặc thất thoát nguyên
liệu trong quá trình sản xuất.
- Bên cạnh đó, các nhà máy chế biến sữa thường nằm gần hoặc trong khu vực dân cư,
chưa có hệ thống xử lý nước thải sản xuất do đó nước thải sản xuất chưa qua xử lý được
trộn lẫn với nước thải sinh hoạt trước khi đi vào hệ thống cống thoát chung. Điều này gây ô
nhiễm môi trường cho các khu vực xung quanh.
-Do không được đầu tư nhiều kinh phí cho hệ thống xử lí nức thải nên phần lớn các doanh
nghiệp chỉ chọn biện pháp xử lí nào ít tốn kém nhất cho nên không xử lí được triệt để
nguồn nước thải nguy hại gây ra ô nhiễm môi trường xung quanh.
-Ý thức của các doanh nghiệp còn kém nên dẫn tới hiện tượng xả trộm nước thải chưa xử lí
ra ngoài môi trường hay xả vào khu vực nước ngầm gây ra ô nhiễm môi trường sinh thái và
ô nhiễm nguồn nước ngầm.
-khâu quản lí và lưu kho chưa được kĩ càng nên dẫn tới nhiều mẻ nguyên liệu hoặc sữa
thành phẩm hỏng và lại tiếp tục xả sản phẩm hỏng ấy vào nguồn nước thải gây ra quá tải
cho hệ thống xử lí.
1.4. Kết luận:
Hiện nay đất nước ta đang hướng đến mục tiêu phát triển bền vững, đạt được sự đầy đủ về
vật chất, sự giàu có về tinh thần và văn hóa, sự bình dẳng của cá công dân và sự đồng
thuận của xã hội, sự hài hòa giữa con người và tự nhiên. Cùng với sự phát triển mạnh về
kinh tế thì bảo vệ môi trường cũng rất quan trọng. Cho nên hiện nay ngành công nghiệp
sản xuất sữa cần phải chú trọng bảo vệ môi trường. Xử lý nguồn nước thải trước khi xả ra
20
môi trường là việc đầu tiên để bảo vệ môi trường. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải
là cần thiết hơn bao giờ hết
CHƯƠNG 2:CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT SỮA
2.1.Các phương pháp xử lý nước thải:
Hiện nay để xử lý nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, trên thế giới có rất nhiều phương
pháp khác nhau:
• Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học.
• Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học.
• Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý.
• Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
• Xử lý nước thải bằng phương pháp nhiệt.
21
Mỗi phương pháp đều giúp loại bỏ một số thành phần ô nhiễm có trong nước thải. Việc sử
dụng riêng lẻ hoặc kết hợp các phương pháp trên, tùy thuộc vào các yếu tố sau:
• Yêu cầu xử lý: cần xác định chất lượng nước đầu ra phải thỏa mãn một yêu cầu cụ thể
nào?
• Đặc tính của nước thải: cần xác định cụ thể thành phần các chất gây ô nhiễm có trong
nước thải, dạng tồn tại của chúng (lơ lửng, dạng keo, dạng hòa tan, . . .), khả năng phân
hủy sinh học và độ độc của các thành phần vô cơ và hữu cơ.
• Chi phí xử lý, chi phí đầu tư cho từng phương án đưa ra.
Các quy định về môi trường của địa phương
2.1.1. Phương pháp xử lý cơ học:
Mục đích:
Loại bỏ các tạp chất không hòa tan bao gồm vô cơ và hữu cơ, những vật chất lơ
lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi
nước thải.
Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh…
Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử
lý hoá lý và sinh học.
Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo.
Phân loại, thiết bị:
2.1.1.1.Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác:
Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác hoặc thiếtbị
nghiền rác. Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây,
bao nilông, đá cuội… sẽ được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh
dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả
hệ thống xử lý nước thải.
Thiết bị:
22
A)
B)
Hình 1.4: A: Song chắn rác cơ giới; B: Song chắn rác thủ công
2.1.1.2. Bể điều hòa:
- Có thể đặt sau song chắn rác, trước trạm bơm, bơm đều nước thải lên bể lắng đợt 1
23
- Nhằm mục đích điều hòa lưu lượng cũng như chất lượng của nước cho các công trình
trong hệ thống xử lý nước thải
- Thường có thiết bị khuấy trộn nhằm hòa trộn để san bằng nồng độ các chất bẩn cho toàn
bộ thể tích nước thải có trong bể để ngăn ngừa cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các
chất độc hại nếu có để đảm bảo chất lượng của nước thải là ổn định đối với hệ thống xử lý
sinh học phía sau
- Trong bể cũng phải đặt các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi
- Bể điều hoà được tiến hành sục khí hay khuấy trộn để ngăn cản quá trình lắng của hạt rắn
và các chất có khả năng tự phân huỷ.
2.1.1.3.Bể lắng:
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn hình thành
trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh
học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bể lắng ngang và bể
lắng đứng.
Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không
lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ. Đối với bể lắng đứng, nước thải
chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s
và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ.
Thiết bị:
Hình 1.5 Bể lắng ngang
24
Hình 1.6. Bể lắng đứng
2.1.2. Phương pháp xử lý hóa lý:
2.1.2.1 Keo tụ:
Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn
tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ
học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo
ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước,
tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn mới tạo
thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong
nước các chất keo tụ thích hợp như : phèn nhôm Al 2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3
hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.
2.1.2.2. Tuyển nổi:
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các
bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn
nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương
thức cấp không khí vào nước
2.1.2.3. Phương pháp trung hòa:
25
