Đồ án xử lí nước thải sữa công suất 2500m3 ngày đêm

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
Ngày … tháng …năm
Ký tên

1


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU.........................................................................................................10
1/ Nội dung đồ án....................................................................................................10
2/ Mục tiêu đồ án.....................................................................................................10
3/ Nhiệm vụ.............................................................................................................11

4/ Phương pháp........................................................................................................11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA
NGUỒN THẢI............................................................................................................ 12
1/ Tổng quan về ngành sản xuất sữa........................................................................12
2/ Các nguyên liệu sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa...............................................14
3/ Quy trình công nghệ chế biến sữa (Công ty TNHH sữa Bình Định)....................15
3.1/ Quy trình công nghệ chế biến sữa tươi tiệt trùng...........................................15
3.2/ Quy trình chế biến sữa chua..........................................................................16
3.3/ Quy trình chế biến kem.................................................................................17
4/ Hiện trạng............................................................................................................18
5/Các đặc trưng của nước thải ngành sản xuất sữa:.................................................19
5.1/ Nguồn gốc nước thải sữa:..............................................................................19
5.2/ Thành phần và tính chất nước thải.................................................................19
5.3/ Khả năng gây ô nhiễm của nước thải.............................................................20
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI......22
1/ Các phương pháp xử lí chất thải..........................................................................22
2/ Các phương pháp xử lí chất thải thường dùng.....................................................22
2.1/ Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học....................................................22
2.2/ Xử lý nước bằng phương pháp hóa lý...........................................................24
2.3/ Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học..................................................27
3/ Lựa chọn công nghệ xử lý...................................................................................32
3.1/ Mức độ cần thiết để xử lý nước thải..............................................................32
3.2/ Cơ sở lựa chọn công trình xử lý....................................................................33
4/ Công nghệ xử lý nước thải đã triển khai trên thực tế:..........................................35
4.1/ Công nghệ xử lý nước thải nhà máy sữa Vinamilk:.......................................35
4.2/ Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sữa Vinamilk.. . .36
2


5/ Đề xuất phương án xử lý nước thải......................................................................37

6/ Lựa chọn và thuyết minh công nghệ xử lý nước thải:..........................................40
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY
SỮA CÔNG SUẤT 2500M3/NGÀY...........................................................................43
1/ Song chắn rác......................................................................................................43
1.1/ Số lượng khe hở............................................................................................43
1.2/ Bề rộng thiết kế song chắn rác.......................................................................44
1.3/ Tổn thất áp lực qua song chắn rác.................................................................44
1.4/ Chiều dài phần mở rộng trước SCR...............................................................44
1.5/ Chiều dài phần mở rộng sau SCR..................................................................45
1.6/ Chiều dài xây dựng mương đặt SCR.............................................................45
1.7/ Chiều dài xây dựng mương đặt SCR.............................................................45
2/ Tính toán hố thu gom:..........................................................................................46
2.1/ Thể tích thu gom:..........................................................................................46
2.2/ Đường kính ống dẫn qua bể điều hòa............................................................46
2.3/ Tính toán bơm hút nước thải.........................................................................46
3/ Bể vớt dầu............................................................................................................49
4/ Tính toán bể điều hòa:.........................................................................................51
4.1/ Thiết kế bể điều hòa......................................................................................51
4.2/ Tính toán máy nén khí cho thiết bị khuấy trộn..............................................52
4.3/ Chọn đường ống dẫn và cách bố trí...............................................................53
4.4/ Tính toán đường ống dẫn nước thải vào và ra khỏi bể...................................56
5/ Tính toán bể tuyển nổi:........................................................................................57
5.1/ Lượng khí cần cung cấp cho bể.....................................................................57
5.2/ Chọn máy nén khí..........................................................................................59
5.3/ Tính toán máy bơm nước cho bình áp lực:....................................................60
5.4/ Tính toán thông số bể:...................................................................................61
5.5/ Hiệu suất xử lý thành phần nước thải............................................................61
5.6/ Tính toán đường ống dẫn nước......................................................................62
5.7/ Tính toán đường ống dẫn bùn........................................................................62
5.8/ Tính toán máy bơm bùn.................................................................................63

6/ Tính toán bể trung gian:.......................................................................................64
6.1/ Tính toán kích thước bể:................................................................................64
3


6.2/ Tính toán máy bơm nước thải từ bể trung gian lên bể UASB........................65
6.3/ Tính toán đường ống dẫn qua bể UASB........................................................66
7/ Tính toán bể UASB:............................................................................................67
7.1/ Tính toán thông số đầu vào............................................................................67
7.2/ Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể UASB:.......................................70
7.3/ Tính ống thu khí:...........................................................................................74
7.4/ Tính ống thu bùn và bơm bùn:.......................................................................74
7.5/ Tính chiều cao ngăn lắng :.............................................................................75
7.6/ Tính toán các tấm chắn khí, tấm hướng dòng, thời gian lưu nước và ngăn lắng
:............................................................................................................................ 75
7.7/ Máng thu nước :............................................................................................76
8/ Tính toán bể SBR:...............................................................................................78
8.1/ Xác định dữ liệu về thành phần nước thải đầu ra của bể:..............................79
8.2/ Xác định thời gian hoạt động cho một chu kỳ:..............................................79
8.3/ Xác định thể tích của bể:...............................................................................80
8.4/ Xác định kích thước bể..................................................................................81
8.5/ Tính lượng nước xả.......................................................................................82
8.6/ Tính toán lượng bùn xả.................................................................................83
8.7/ Xác định tỉ lệ F/M.........................................................................................84
8.8/ Lượng không khí cần cung cấp......................................................................84
8.9/ Tính toán các thiết bị phụ..............................................................................85
9/ Tính toán bể khử trùng:.......................................................................................89
9.1/ Xác định thông số nơi chứa Clo....................................................................89
9.2/ Tính toán lượng Chlorine thêm vào...............................................................94
9.3/ Tính toán bể tiếp xúc.....................................................................................95

9.4/ Lượng Chlorine tiêu thụ trong 1 ngày...........................................................95
10/ Bể nén bùn.........................................................................................................96
10.1/ Nhiệm vụ.....................................................................................................96
10.2/ Tính toán thông số bể nén bùn.....................................................................96
10.3/ Tính toán đường ống dẫn bùn về máy ép bùn..............................................97
10.4/ Tính toán bơm bùn sang máy ép bùn...........................................................97
11/ Máy ép bùn bùn.................................................................................................99
11.1/ Tính toán:..................................................................................................100
4


11.2/ Tính toán đường ống dẫn nước tuần hoàn..................................................100
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH......................102
1/ Chi phí xây dựng công trình..............................................................................102
2/ Chi phí xây dựng lắp đặt hệ thống, thiết bị........................................................103
3/ Chi phí hóa chất và nhân công...........................................................................105
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................107
1/ Kết luận :...........................................................................................................107
2/ Kiến nghị :.........................................................................................................107
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................108

5


TỪ VIẾT TẮT
BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa.
BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường.
COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học.
DAF: Dissolved Air Flotaion – Bể tuyển nổi khí hòa tan.
FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations – Tổ chức Lương thực

và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (hay Tổ chức Nông lượng Liên Hiệp Quốc).
F/M: Food to Microorganism – Thực phẩm cung cấp cho vi khuẩn.
MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng
hay nồng độ chất rắn có trong bể bùn hoạt tính.
MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong hỗn hợp dễ
bay hơi.
OECD: Organization for Economic Co-operation and Development – Tổ chức Hợp
tác và Phát triển Kinh tế.
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam.
SBR: Sequencing Batch Reactor – Bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục.
SCR: Song chắn rác.
SP: Sản phẩm.
SS: Suspended solids – Chất rắn lơ lửng.
TN: Tổng Nitơ.
TP: Tổng Photpho.
TSS: Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng.
UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket – Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua
tầng bùn kỵ khí.
VSV: Vi sinh vật.

6


PHẦN MỞ ĐẦU
1/ Nội dung đồ án
Thiết kế hệ thống xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất sữa với công suất =
2500m3/ngày để chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải loại B QCVN 5945.
Với cách thành phần chính có trong sữa bò như bảng sau :
Bảng 1.1. Thành phần chính trong sữa bò. Đơn vị tính : g/100g sữa.

Sữa bò

Protein

Casein

3.6

3

Protein
nhũ
0.6

Đường

Chất béo

Chất tro

5.0

3.7

0.7

2/ Mục tiêu đồ án
Sữa là nguồn dinh dưỡng có giá trị, phù hợp với mọi lứa tuổi, đặc biệt là trẻ em,
người lớn tuổi và phụ nữ mang thai. Sữa cung cấp nhiều chất bổ dưỡng và năng lượng

cần thiết cho quá trình hoạt động của cơ thể. Ngày nay, khi mức sống ngày càng được
nâng cao thì các sản phẩm sữa càng được sử dụng rộng rãi. Chương trình phát triển
sữa còn gắn với các chương trình dinh dưỡng học đường, chương trình chống suy dinh
dưỡng, cải thiện chiều cao của người Việt Nam.
Như một hệ quả tất yếu, khi có điều kiện khai thác nguyên liệu tại chỗ, ngành công
nghiệp chế biến sữa của Việt Nam sẽ có đủ các điều kiện thuận lợi để phát triển. Tuy
nhiên, bên cạnh những đóng góp về mặt kinh tế, những sản phẩm dinh dưỡng cần thiết
cho cuộc sống của con người, công nghiệp chế biến sữa cũng tạo ra nhiều chất thải
góp phần làm ô nhiễm môi trường tự nhiên. Nhiều nhà máy không chú trọng và đầu tư
cho hệ thống xử lý nước thải đã gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng cho những khu
vực xung quanh. Khả năng gây ô nhiễm của nước thải ngành chế biến sữa ở Việt Nam:
Do thiếu nguồn nguyên liệu tại chỗ nên các nhà máy chế biến sữa ở nước ta chủ yếu
xuất phát với nguồn nguyên liệu là dạng sữa thành phẩm nhập ngoại, không sản xuất
các loại sản phẩm có nước thải ô nhiễm cao như: phô-mát, bơ, dịch sữa… Vì vậy hàm
lượng COD, BOD5 trong nước thải chế biến sữa ở nước ta nói chung tương đối thấp,
lưu lượng và thành phần nước thải ít thay đổi.
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

7


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
Hiểu được tầm quan trọng trong việc xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa, chúng
ta cần phải tìm hiểu hệ thống xử lí nước thải với công nghệ xử lý hiện đại, hiệu quả,
tiết kiệm chi phí xử lý.

3/ Nhiệm vụ
-

Giới thiệu về nhà máy sữa;

-

Tổng quan về thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải nhà máy sữa;

-

Xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 2500m3/ngày.đêm;

-

Tính toán các công trình theo phương án đề xuất;

-

Dự toán kinh tế hệ thống xử lý nước thải thủy sản;

-

Bố trí công trình và vẽ mặt bằng tổng thể trạm xử lý theo phương án đã chọn;

-

Vẽ sơ đồ mặt cắt công nghệ (theo nước, cao độ công trình);

-

Vẽ chi tiết các công trình đơn vị hoàn chỉnh.

Yêu cầu sau xử lý
Nước thải sau khi qua hệ thống đạt QCVN 40:2011, loại B. Các thông số ô nhiễm
trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp
nước sinh hoạt.

4/ Phương pháp
Điều tra khảo sát, thu nhập số liệu, tài liệu liên quan, quan sát trực tiếp, lấy mẫu đo
đạc và phân tích cái chỉ tiêu chất lượng nước.
Phương pháp lựa chọn:
-

Thu nhập số liệu;

-

Tổng hợp số liệu;

-

Phân tích khả thi;

-

Đưa ra các phương án khả thi;

-

Tính toán phương án đã chọn;

-

Tính toán kinh tế.
8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN
XUẤT VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA NGUỒN THẢI
1/ Tổng quan về ngành sản xuất sữa
Như chúng ta đã biết, sữa là nguồn dinh dưỡng có giá trị, phù hợp với mọi lứa
tuổi, đặc biệt là trẻ em, người lớn tuổi và phụ nữ mang thai. Sữa cung cấp nhiều chất
bổ dưỡng và năng lượng cần thiết cho quá trình hoạt động của cơ thể. Ngày nay, khi
mức sống ngày được nâng cao thì các sản phẩm sữa ngày càng được sử dụng rộng rãi
trên thế giới cũng như ở Việt Nam tạo điều kiện cho ngành sản xuất sữa ngày càng
phát triển hơn.
Chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa đã trải qua nhiều thời kì cùng với sự phát
triển của khoa học kĩ thuật. Các quốc gia ở khu vực châu Âu và châu Mỹ là những
nhân tố quan trọng góp phần tác động đến sự thay đổi trong công nghệ chế biến sữa và
các sản phẩm từ sữa. Những loại sữa từ động vật đang được sử dụng trên thế giới gồm
có: sữa dê, sữa bò, sữa cừu. Mỗi loài động vật sẽ cho sữa với tính chất khác nhau.
Trong đó, phổ biến nhất ở Việt Nam là sữa bò. Do vậy, trong suốt phần trình bày này
chỉ đề cập tới nguyên liệu là sữa bò. Công nghiệp sản xuất và chế biến sữa đang phát
triển không chỉ ở các nước châu Âu, châu Mỹ mà đang phát triển với tốc độ rất nhanh
ở Việt Nam. Do đó, việc xử lý nước thải ngành sữa phải được quan tâm từ giai đoạn
thiết kế nhà máy. Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân, nếu trước
những năm 90 chỉ có 1 - 2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột
(nhập ngoại), hiện nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều

doanh nghiệp phân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với 80 triệu dân. Về
mức tiêu thụ sữa trung bình của Việt Nam hiện nay khoảng 7, 8 kg/người/năm tức là
đã tăng gấp 12 lần so với những năm đầu thập niên 90. Theo dự báo trong thời gian
sặp tới mức tiêu thụ sữa sẽ tăng từ 15 - 20% (tăng theo thu nhập bình quân). Sản phẩm
sữa là sản phẩm dinh dưỡng bổ sung ngoài các bữa ăn hàng ngày, với trẻ em, thanh
thiếu niên và những người trung tuổi - sữa có tác dụng lớn hổ trợ sức khỏe. Trên thị
trường có rất nhiều loại bột ngũ cốc , đồ uống tăng cường sức khỏe,… nhưng các sản
phẩm này về chất lượng và độ dinh dưỡng không hoàn toàn thay thế được sữa.
Trong khi sản xuất , việc pha chế các sản phẩm từ sữa cũng còn nhiều bất cập vì
các tỉ lệ vitamin , chất dinh dưỡng được pha trộn theo hàm lượng , có thông tin đầy đủ
trên bao bì.
Nguồn cung nguyên liệu không ổn định , chất lượng chưa được đảm bảo nên hầu
hết nguồn sữa này được tiêu thụ trực tiếp qua các cửa hàng sữa tại các thành phố lớn ,
còn các công ty sữa sử dụng nguồn sữa nhập ngoại để chế biến những sản phẩm của
mình , trên thị trường hiện tại có các sản phẩm chính như sau :

9


 Sữa lỏng ( Liquid Milk ) - bao gồm sữa tươi , sữa đặc.
 Sữa bột ( Powder Milk )
 Sữa chua ( Drink Yoghurt )
Trên thế giới
Lượng sữa được sản xuất trên thế giới tăng 49% trong 3 thập kỷ qua, năm 1983 là
500 triệu tấn và năm 2013 là 747 triệu tấn. Theo tổ chức FAO, vào năm 2013 thì top
10 nước sản xuất sữa nhiều nhất trên thế giới lần lượt là India(18%), Mỹ(12%), Brazil
và Trung Quốc(5%), Russian Federation và Germany (4%), France và
NewZealand( 3%), Turkey và Pakistan (2%). Các nước này chiếm gần 60% lượng sữa
của cả thế giới. Trong công nghiệp sản xuất sữa thì bơ và các sản phẩm từ bơ chiếm
23,1%, sữa tươi và các thức uống khác chiếm 42,9%, phô mai chiếm 25,2 %, sữa bột

nguyên chất chiếm 3,7% và sữa bột tách kem chiếm 5,1%.
Ngành sản xuất sữa toàn cầu đang đối mặt với thách thức của việc nhu cầu sữa
đang tăng với tốc độ nhanh trong thập kỷ tới. Trong thập kỷ qua việc buôn bán sữa bột
trên toàn cầu khá ổn định, nhưng kể từ 2006 đã tăng tốc với mức 8% mỗi năm tính về
khối lượng, do điều kiện thắt chặt hơn, nên thị trường vốn đã được thắt chặt. Thương
mại trong năm 2011 tăng trưởng 10% .Tăng trưởng thương mại đã được đáp ứng bằng
việc sản xuất sữa mạnh hơn và tăng trưởng xuất khẩu bởi các nhà xuất khẩu lớn, và
việc đáp ứng cho giá cả đang cải thiện để trả cho người sản xuất.
Theo OECD - FAO cho đến năm 2020 sản lượng sữa dự kiến của toàn cầu sẽ tăng
ở mức 2% mỗi năm. Cơ hội cho sự tăng trưởng nhu cầu về sữa ở các nước đang phát
triển là đáng kể .Tại đô thị do tăng di cư sẽ đẩy tăng trưởng nhu cầu sữa nhanh hơn ở
một số vùng khác, vì dân chúng làm việc tại thành phố sẽ kiếm được nhiều tiền hơn và
vì thế sẽ tìm kiếm một chế độ dinh dưỡng tốt hơn và đa dạng trong bữa ăn của họ.
Sự tăng trưởng mạnh mẽ dự kiến trong nền kinh tế châu Á và các nước Đông Bắc
Phi (MENA) sẽ tạo cơ hội lớn nhất cho việc mở rộng thị trường sữa. Ngành sữa cũng
sẽ được hình thành như là một yếu tố quan trọng trong việc tạo nên bữa ăn giàu
protein ở các khu vực này.
Các hợp tác xã lớn mong đợi tăng trưởng mạnh mẽ từ các nhà cung cấp cạnh tranh
của họ. Trong năm 2012 Rabobank đưa ra dự báo dự kiến có thêm 9 tỷ lít sữa có từ
EU từ năm 2010 đến năm 2016.
Việt Nam
Cũng như các ngành công nghiệp khác, trong những năm gần đây, ngành công
nghiệp chế biến sữa của Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Các sản
phẩm sữa được sản xuất tại Việt Nam được bày bán và tiêu thụ khắp nơi. Chương
10


trình phát triển sữa còn gắn liền với các chương trình dinh dưỡng học đường, chương
trình chống suy dinh dưỡng, cải thiện chiều cao của người Việt Nam,….
Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân. Nếu trước những năm

1990 chỉ có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột( nhập
ngoại) thì hiện nay, thị trường sữa Việt Nam đã tăng lên 72 doanh nghiệp.
Ngành sản xuất chế biến sữa gồm : sữa chua, sữa bột, sữa đặc, sữa nước, kem, phô
mai. Trong nhiều năm trở lại đây, nhu cầu sử dụng sữa tại Việt Nam tăng lên đáng kể.
Theo Thống kê từ Hiệp hội Thức ăn gia súc Việt Nam, nhu cầu sữa tươi nguyên liệu
tăng khoảng 61% , từ 500 triệu lít (năm 2010) lên đến 805 triệu lít (năm 2015). Các
nhà chuyên môn đánh giá rằng tiềm năng phát triển của thị trường sữa tại Việt Nam
vẫn còn rất lớn.
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, 18 lít sữa/năm vào năm 2013 và năm 2014 là 19-20 lít sữa/người/năm. Dự
báo đến năm 2020, con số này sẽ tăng gần gấp đôi, lên đến 28 lít sữa/năm/người.
Trong những năm tới, ngành sữa vẫn có tiềm năng lớn khi nhu cầu tiêu thụ được dự
báo tăng trưởng 9%/năm.

2/ Các nguyên liệu sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa
Đường: Đường được dùng để hiệu chỉnh chất khô và vị ngọt của sản phẩm. Một số
loại đường thường được sử dụng như đường latose, đường saccaroze, đường glucose,
fructo,… Chỉ tiêu hóa lý quan trọng của đường là độ ẩm, hàm lượng saccaroze, độ tro,
độ màu…
Sữa và các sản phẩm từ sữa: Trong sản xuất kem, các loại sữa có thể được sử dụng
như sữa tươi, sữa đặc, sữa bột nguyên cream, chất béo từ sữa như cream, bơ, chất béo
khan…
Dầu thực vật: Người ta có thể dùng dầu đậu nành, dầu dừa, dầu hướng dương hoặc
dầu cải để làm nguyên liệu sản xuất một số loại kem. Chỉ tiêu hóa lý quan trọng của
dầu thực vật: chỉ số acid, chỉ số peroxyc… Hàm lượng dầu thực vật có thể chiếm từ 6
– 10 % khối lượng kem thành phẩm. Dầu thực vật cũng được bảo quản trong những

điều kiện phù hợp .
Các chất ổn định: Các chất ổn định trong sản xuất kem là những hợp chất ưa nước,
thường có chứa protein hoặc carbonhydrate. Mục đích là để quá trình lạnh đông

11


nguyên liệu sản xuất kem, các tinh thể đá xuất hiện sẽ có kích thước nhỏ, nên kem
được đồng nhất.
Các chất nhũ hóa: Chất nhũ hóa thường là những hợp chất có tính ra nước và ưa
béo. Trong sữa có chứa một số chất nhũ hóa như lecithine, protein, phosphate…
nhưng với hàm lượng thấp. Lòng đỏ trứng gà cũng là một chất nhũ hóa thông dụng
trong ngành sản xuất kem, nhưng giá thành cao.
Các chất tạo hương: Người ta sẽ dùng các chất có hương khác nhau như các loại
hoa quả tự nhiên, hạt khô (đậu phộng, hạt điều, nho khô, hạt socola…), mức quả, nước
quả, vanilla, dâu, sầu riêng, socola…
Chất màu: Mục đích của chất màu là làm tăng màu sắc và vẻ hấp dẫn cho kem. Có
2 loại chất màu chính: chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp.
Các chất khác: Để bảo quản chất lượng ke, người ta bổ sung thêm một số loại acid
hữu cơ như acid citric, acid tatric… để tạo độ chua cần thiết cho kem và ức chế sự
phát triển của một số loại vi sinh có trong kem thành phẩm.

3/ Quy trình công nghệ chế biến sữa (Công ty TNHH sữa Bình Định)
Nhà máy sữa Bình Định thuộc Công ty TNHH sữa Bình Định có diện tích
13.000 m 2 nằm tại đường Hoàng Văn Thụ, Thành phố Quy Nhơn, Tỉnh Bình
Định. Nhà máy chế biến sữa chung, sữa tươi tiệt trùng, sữa chua, sữa tươi.

3.1/ Quy trình công nghệ chế biến sữa tươi tiệt trùng
Sữa tươi tiệt trùng là sản phẩm dinh dưỡng được sản xuất từ sữa bò tươi (hoặc từ
sữa bột hoàn nguyên đặc trùng) qua quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao để diệt hầu

hết các loại vi khuẩn và có thể bảo quản trong vòng 6 tháng ở điều kiện bình thường ở
nước ta. Sữa tươi tiệt trùng được rót và đóng gói trên máy rót tự động Tetra Brik
Aseptic, hoạt động trong điều kiện vô trùng, có dung tích 180 ml, 250 ml và 1 lít.
Công ty chế biến sữa tươi tiệt trùng với công suất 2.000 lít/h (14.200.000 lít/năm) theo
quy trình chế biến đi qua các bước như sơ đồ sau:

12


Sữa tươi

Sữa bột nguyên kem
Trộn

Tiếp nhận và kiểm tra
Thanh trùng

chất lượng SP phẩm

Đồng hóa
Lọc sạch
Trữ lạnh 6 h

Thanh trùng

Đồng hóa

Gia nhiệt

Tiệt trung (138 – 140)

Làm lạnh (20)
Vỏ hộp
Bảo quản (28)
Tiêu thụ

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sữa tươi tiệt trùng.
Sữa tươi tiệt trùng được sản xuất từ sữa bò tươi nguyên chất, sữa tươi được mua từ
các hộ nông dân với tiêu chuẩn kỹ thuật cao, bảo đảm vệ sinh thực phẩm. Sau khi thu
mua, sữa được qua xử lý nhiệt, kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn kỹ thuật trước khi
đưa và dây chuyền chế biến. Sữa tươi tiệt trùng cũng có thể được sản xuất từ sữa bột
nguyên kem có chất lượng cao, dành riêng cho việc sản xuất sữa tiệt trùng.

3.2/ Quy trình chế biến sữa chua
Sữa chua là loại sản phẩm giàu chất dinh dưỡng, dễ hấp thụ, đồng thời mang tính
chất trị bệnh và tăng cường sức khỏe. Sữa chua được sản xuất từ sữa bột, dầu, bơ,
đường, sữa tươi qua xử lý nhiệt và lên men. Công ty chế biến sữa chua với công suất
600 lít/h (1.260.000 lít/năm) theo quy trình công nghệ như sau:

13


Sữa tươi, đường, các
chất phụ gia

Sữa bột, đường, dầu bơ,
các chất phụ gia

Trộn

Trộn

Thanh trùng
Thanh trùng

Trữ lạnh 6h

Đồng hóa
Làm nguội (43 - 45)
Cấy men, ủ (3h)
Trộn (2 phút)
Làm lạnh (15)
Đóng hộp
Làm lạnh (5)
Bảo quản (5)
Tiêu thụ

Hình 1.2 : Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sữa chua.
Sữa chua được đóng gói trên dây chuyền tự động vào hộp nhựa và dán nắp nhôm
kín, có dung tích 110 ml với các loại như sau:
 Sữa chua trắng.
 Sữa chua trái cây.
 Sữa chua uống với các hương vị trái cây.

3.3/ Quy trình chế biến kem
Kem là loại sản phẩm giàu chất dinh dưỡng được sản xuất từ bột sữa, dầu bơ,
đường, trái cây các loại,… trên dây chuyền đóng gói tự động với các dạng như sau:
 Kem hộp 1 lít.
 Kem hộp ½ lít.
14

 Kem ly.
Công ty chế biến kem các loại với công suất 300 lít/h (630.000 lít/năm) với quy
trình công nghệ như sau:
Sữa bột, sữa tươi, đường, dầu
bơ, các chất phụ gia

Trộn
Thanh trùng
Đồng hóa
Làm nguội (5)
Ủ (6h)
Đông kem

Đóng hộp

Tạo khuôn que kem
Trữ lạnh (-30)
Tiêu thụ

Hình 1.3. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến kem.[1]

4/ Hiện trạng
Khi có điều kiện khai thác nguyên liệu tại chỗ, ngành công nghiệp chế biến sữa
của Việt Nam sẽ có đủ các điều kiện thuận lợi để phát triển hơn nữa. Bên cạnh những
đóng góp đáng kể về mặt kinh tế và là những sản phẩm dinh dưỡng cần thiết cho cuộc
sống của con người, công nghiệp chế biến sữa còn tạo ra nhiều chất thải làm ô nhiễm
môi trường sống tự nhiên của chúng ta. Nhiều nhà máy không chú trọng và đầu tư cho
hệ thống xử lý nước thải đã gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng cho những khu vực
xung quanh. Điều này thúc đẩy đầu tư, lựa chọn, áp dụng kỹ thuật xử lý chất thải phù
hợp để hạn chế và loại trừ các tác động xấu đến môi trường xung quanh.[2]

15


5/Các đặc trưng của nước thải ngành sản xuất sữa:
5.1/ Nguồn gốc nước thải sữa:
Nước thải của nhà máy chế biến sữa nói chung là sự pha loãng của sữa và các sản
phẩm từ sữa do sự rơi vãi từ các công đoạn chế biến, hoặc do sự rò rỉ được phép của
thiết bị công nghệ, cùng với các hóa chất tẩy rửa, dầu mỡ dùng để vệ sinh thiết bị
cũng như các dụng cụ lưu trữ,... Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất sữa, ta thấy
nước thải chung của nhà máy chế biến sữa bao gồm:
 Nước thải sản xuất:
-

Nước rửa các bồn chứa và 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.

-

Dầu mỡ rò rỉ từ các thiết bị và động cơ.

 Nước thải sinh hoạt.
-

Đặc tính nước thải trong nhà máy là hàm lượng hữu cơ cao, chủ yếu
là đường, protein, acid béo và các chất có khả năng phân hủy sinh
học. Tùy theo công nghệ sản xuất ra từng chủng loại sản phẩm sữa
hay tùy theo công suất nhà máy, xí nghiệp mà tính chất hóa lý của
nước thải cũng rất khác nhau.

5.2/ Thành phần và tính chất nước thải
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, các chỉ số cần quan tâm đối với
nước thải sản xuất là BOD, COD, SS và chất béo. Sữa tươi nguyên chất có giá trị
BOD cao (khoảng 100000 mg/l), có khoảng 0.8 2.5kg BOD/tấn sữa, SS khoảng
1001000 g/m. Hàm lượng N, P vượt chuẩn từ 210 lần, nước thải có tính kiềm. Cho
nên những dung dịch sữa pha loãng cũng có ảnh hưởng ô nhiễm rõ rệt. Những thành
16

phần chính tham gia vào BOD của nước thải chế biến sữa là lactose, bơ sữa, protein
và acid lactic.
Bản chất nước thải sinh ra bởi các quá trình khác nhau của nhà máy chế biến sữa
nói chung hoàn toàn giống nhau, đều phản ánh sự ảnh hưởng lấn át của sữa. Tuy nhiên
quá trình khác nhau là ảnh hưởng đến thành phần chi tiết. Vì vậy, thành phần và lưu
lượng của mỗi nhà máy tùy thuộc vào quá trình thực hiện, điều tiết và công nghệ sản
xuất.
Nhìn chung, nước thải chế biến sữa ban đầu là trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng có
khuynh hướng trở nên acid hoàn toàn một cách nhanh chóng do sự thiếu hụt oxi tạo
điều kiện cho sự lên men lactose thành acid lactic, khi đó pH giảm và có khả năng gây
ra sự kết tủa casein.
Nước thải chế biến sữa có hàm lượng hữu cơ hòa tan cao, ít chất lơ lửng, vì vậy
chúng là nguồn thức ăn cho vi khuẩn và các vi sinh vật tiêu thụ với tốc độ nhanh.
Ngoài ra sữa cũng có chứa Nitơ và Photpho, là thức ăn tốt cho thực vật có thể dẫn
đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước.

5.3/ Khả năng gây ô nhiễm của nước thải
Do thiếu nguồn nguyên liệu tại chỗ nên các nhà máy chế biến sữa ở nước ta chủ
yếu xuất phát tới nguồn nguyên liệu là sữa thành phẩm nhập ngoại, không sản xuất
các loại sản phẩm có các ô nhiễm cao như: pho-mat, bơ, dịch sữa,… vì vậy hàm lượng
BOD5, COD 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 là gia tăng ô nhiễm nởi 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 bên cạnh các khu dân
cư, chưa có hệ thống xử lí nước thải sản xuất, quá trình sản xuất chưa qua xử lí được
trộn lần với nước thải sinh hoạt trước khi đi vào hệ thống cống thoát nước chung.
Điều này gây ô nhiễm môi trường cho các khu vực xung quanh.

17


Bảng 2.1. Bảng thông số nước thải nhà máy sữa VN và so sánh QCVN
40:2015/BTNMT cột B.

STT Thông số

Đơn vị

1
2
3
4

Lưu lượng
Nhiệt độ
pH
COD

m3/ngày

5

BOD5

mg/l

mg/l

QCVN
Thông số
40:2015/BTNM
nước thải
T
đầu vào
Cột A
2500
< 40
40
7,25
6 9
75
3320
30
1834

6

TSS

mg/l

7
8
9
10

Dầu mỡ
Phosphat – P

Nitrogen – N
Coliform

mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100m
l

50

848
1 2,5
15
75
3x107

18

10
4
20
3000

Nhận xét tính
chất
nước
thải so với
quy chuẩn
Đạt yêu cầu

Đạt yêu cầu
Nồng độ COD
vượt
gấp
khoảng 22 lần
Nồng độ BOD
vượt
gấp
khoảng 37 lần
Lượng
TSS
vượt gấp 8 lần
Đạt yêu cầu
Hơn 6 mg/l
Hơn 35 mg/l
Vượt 6000 lần


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
XỬ LÍ NƯỚC THẢI
1/ Các phương pháp xử lí chất thải
Hiện nay để xử lí nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, trên thế giới có 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.
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 của việc xử lý.
 Đặc tính nước thải.
 Chi phí xử lý.
 Các quy định của pháp luật về môi trường.

2/ Các phương pháp xử lí chất thải thường dùng
2.1/ Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Quá trình xử lí cơ học được thực hiện ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý hay còn
gọi là quá trình xử lý sơ bộ trước khi qua các phương pháp tiếp theo.
Nhằm loại bỏ các tạp chất không tan bao gồm các tạp chất vô cơ và hữu cơ trong
nước: những vật nổi lơ lững có kích thước lớn như mảnh gỗ, nhựa, giấy, vỏ hoa quả,
…; những cặn như sỏi, cát, thủy tinh, …; dầu mỡ.
Nhằm năng cao chất lượng và hiệu quả các bước xử lý tiếp theo.
Các công trình bố trí trong giai đoạn này gồm:

2.1.1/ Song chắn rác và lưới chắn rác
Song chắn rác và lưới chắn rác được đặt trước trạm bơm nhằm tập trung nước chảy
vào để thu gom. Chúng được sử dụng để loại bỏ các loại rác có kích thước lớn như lá
cây, xương động vật, … nhằm bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật lớn đi qua
19


làm tắc nghẽn hệ thống, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tiếp theo. Hiệu quả của Song
chắn rác phụ thuộc vào kích thước của khe song.

Hình 2.2.1. Song chắn rác.

2.1.2/ Bể lắng cát
Thường đặt phía sau song chắn rác, và đặt trước bể điều hòa lưu động.

Bể lắng cát hoạt động theo nguyên tắc lắng trọng lực nhằm loại bỏ các cặn thô,
nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, xương cá, … để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị
mài mòn.

2.1.3/ Bể tách dầu mỡ
Thiết bị thu dầu thường đặt trước cửa xả vào cổng chung hoặc trước bể điều hòa và
sau bể lắng cát và bể lắng đợt 1.
Ta cần quan tâm đến chất béo vì nó bịt kín đường ống dẫn, phá vỡ cấu trúc bùn
hoạt tính ở bể Aroten, cản trở quá trình lên men; che phủ mặt thoáng, cản trở xâm
nhập oxy vào nước.
Quá trình tách dầu mỡ được thực hiện bằng cách hòa tan vào nước những bọt khí,
những bọt khí này bám vào các hạt cặn làm tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi
xuất hiện, khi lực nổi đủ lớn hỗn hợp cặn – khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài.

2.1.4/ Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

20


Có thể đặt sau song chắn rác, trước trạm bơm, bơm đều nước thải lên bể lắng đợt I.
Nhằm mục đích điều hòa lưu lượng cũng như chất lượng nước trong các công trình
trong hệ thống xử lý chất thải.
Thường có các thiết bị khuấy trộn nhằm hòa trộn để cân bằng nồng độ các chất bẩn
cho toàn bộ hệ thống thể tích nước thải có trong bể và 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 thiết bị thu gom và xả bọt, ván nổi.

2.1.5/ Bể lắng đợt I
Nhằm tách các chất rắn lơ lửng có trong nước dựa trên nguyên tắc lắng trọng lực.

Bể lặng đợt I là một công trình sơ bộ thường được áp dụng khi đưa nước thải tới một
công trình xử lý phức tạp hơn.
Ngoài việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng, bể lắng đợt I có thể làm giảm bớt tải lượng
BOD, COD cho công trình xử lý sinh học phía sau.
Căn cứ vào chiều nước chảy trong bể, người ta phân biệt thành các dạng: bể lắng
ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm.

2.2/ Xử lý nước bằng phương pháp hóa lý
Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng sinh hóa diễn ra giữa các chất ô
nhiễm và hóa chất thêm vào. Những phản ứng xảy ra có thể là phản ứng oxy hóa khử, phản ứng trung hòa tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân hủy tạo chất độc hại.
Quá trình xử lý chất thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và
hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lăng ra khỏi nước
thải.

2.2.2/ Phương pháp keo tụ - tạo bông
– Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu. Phân tử polime dính
vào hạt keo.
– Phản ứng 2: Hình thành bông cặn. Đuôi polime đã hấp phụ có thể duỗi ra và
gắn kết với vị trí trống trên bề mặt hạt keo khác → hình thành bông cặn.
– Phản ứng 3: Hấp phụ lần hai của polime. Nếu đoạn cuối duỗi ra và không tiếp
xúc với vị trí trống trên hạt khác và gấp lại → tiếp xúc với mặt khác của chính
hạt đó → ổn định lại.
– Phản ứng 4: khi liều lượng polime dư. Nếu polime thêm vào dư nhiều, bề mặt
hạt bão hòa các đoạn polime → không có vị trí trống để hình thành cầu nối
→ hạt keo ổn định trở lại.
21


– Phản ứng 5: Vỡ bông cặn, vỡ vụn bông cặn khi xáo trộn nhiều.
Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng trên): Cơ chế chính: hấp phụ và tạo cầu nối,

cơ chế phụ: trung hòa điện tích.
 Quá trình keo tụ
Khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo trong nước bị mất tính ổn
định, tương tác với nhau, kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình
mất tính ổn định của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp, có thể giải thích dựa trên các
cơ chế sau:
-

Giảm điện thế Zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn
Vander Waals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo
trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.

-

Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt
keo.

-

Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo
lắng xuống.

-

Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu, hàm lượng cặn lơ lửng
trong xử lí nước thải.

Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp
như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 koặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa
vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.

 Dùng phèn nhôm
Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân li tạo ion Al 3+ bị thủy phân tạo thành
Al(OH)3. Ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ tạo thành còn giải
phóng ra các ion H+. Các ion H+ này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước
(được đánh giá bằng HCO3 –). Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ
trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước. Chất dùng để kiềm hóa thông dụng là
vôi (CaO), sođa (Na2CO3), hoặc xút (NaOH).
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+

 Dùng phèn sắt
Phèn sắt chia làm hai loại là phèn sắt II và phèn sắt III.
-

Phèn Fe(II) khi cho vào nước phân li thành ion Fe 2+ và bị thủy phân thành
Fe(OH)2.
22


-

Phèn Fe(III) khi cho vào nước phân li thành ion Fe 3+ và bị thủy phân thành
Fe(OH)3.

Phản ứng thủy phân:
Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+
Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+

 Quá trình tạo bông
Là quá trình tiếp xúc giữa các hạt mất ổn định. Khuấy chậm làm cho các bông đã

keo tụ nhỏ dính kết với nhau tạo thành các bông lớn và dễ lắng.
Trong tạo bông chú ý đến hai thông số: G (Gradien vận tốc) và t (thời gian tạo
bông). Hai giá trị này phụ thuộc vào: Thành phần hóa học của nước, tính chất và hàm
lượng hạt keo.
-

G lớn → phá vỡ bông bùn.

-

T lớn → mòn bông bùn, hao năng lượng.

Vì vậy, tạo bông ban đầu nhanh có G khá cao tới khi bông hình thành rồi thì chậm
lại, G giảm dần thì kích thước bông cặn lớn dần.
Keo tụ trong nước bằng phèn xảy ra các quá trình sau:
-

Pha trộn các chất keo tụ với nước.

-

Thủy phân của phèn đồng thời phá hủy độ bền vững của hệ keo tự nhiên.

-

Hình thành bông cặn.

Quá trình pha hóa chất phải rất nhanh mới có hiệu quả cao, hằng số tốc độ thủy
phân của anion và cation là 10 – 2s và thời gian hấp phụ trao đổi ion với các hạt keo
tự nhiên mất khoảng 10 – 4s, sau đó bắt đầu quá trình hình thành bông cặn. Hiệu quả

của giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào số lượng va chạm giữa các hạt cặn.
Dưới tác động của sự chuyển động nhiệt, các hạt cặn va chạm và kết dính với nhau
tạo thành các bông cặn có kích thước lớn dần lên cho đến lúc chúng không còn tham
gia vào quá trình chuyển động nhiệt.

2.2.3/ Phương pháp tuyển nổi
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan và
khó lắng hoặc có thể dùng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt.
23


Tuyển nổi được áp dụng để xử lý nước thải của nhiều nghành xuất như: chế biến
dầu mỏ, tơ sợi nhân tạo, giấy xenlulo, da, hóa chất, thực phẩm, chế tạo máy.
Quá trình này được thực hiện bằng cách đưa các bọt khí mịn vào pha loãng. Bọt
khí mịn dính bám vào các hạt, và lực đẩy nổi đủ lớn để đẩy các hạt bám dính bọt khí
lên bề mặt. Hiệu quả phân riêng của tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và bông bóng
khí. Kích thước tối ưu của không khí là 15÷30.
Các dạng tuyển nổi: tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch, tuyển nổi với
việc cho không khí qua vật liệu xốp, tuyển nổi hóa học, tuyền nổi điện, tuyển nổi với
sự tách không khí bằng cơ khí.

2.2.4/ Phương pháp hấp phụ
Phương pháp này được sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước
bằng một lớp vật liệu lọc.
Chất hấp thụ thường được sử dụng là: than hoạt tính, chất thải của vài ngành sản
xuất, tro, rỉ, mạt cưa), chất hấp thụ vô cơ (đất sét, silicagen, keo nhôm)...

2.3/ Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học
Mục đích cơ bản của phương pháp xử lý sinh học là lợi dụng các hoạt động sống
và sinh sản của VSV để phân hủy chất hữu cơ, làm keo tụ các chất keo lơ lửng không

lắng được trong nước thải. Các VSV sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dưỡng và tạo ra năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng
nhận các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên khối lượng
sinh khối được tăng lên.
 Xử lý sinh học gồm các bước:
-

Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và
dạng hòa tan thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh.

-

Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào sinh vật và các chất keo
vô cơ trong nước thải.

-

Loại các bông cặn sinh học ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng
lực.

-

Do VSV động vai trò chủ yếu trong quá trình xử lí sinh học nên tùy
vào tính chất hoạt động và môi trường sống của chúng, ta có thể chia
phương pháp sinh học bằng:

2.3.1/ Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự
nhiên:
24

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nước. Việc
xử lý nước thải phải được thực hiện trên các công trình:
 Hồ sinh vật
-

Là các thủy vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn, nhưng ở đáy sẽ
diễn ra quá trình chuyển hóa các chất bẩn với vai trò quan trọng là
loại ra các chất bẩn và tảo.

-

Cơ chế chung của quá trình: khi tảo vào hồ, do vận tốc nước chảy
nhỏ, các loại cặn lắng được lắng xuống đáy. Các chất bẩn hữu cơ còn
lại sẽ bị vi khuẩn thấp phụ và ôxi hóa. Vi khuẩn sử dụng oxy do rong
tảo sinh ra và oxy từ không khí để tạo ra sinh khối của nó, CO2, các
muối nitrat, nitrit,..

-

Để hổ tự nhiên hoạt động bình thường cần giữa giá trị pH và nhiệt độ
tối ưu. Nhiệt độ không thấp hơn 6°C.

-

Theo bảng chất của quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra
các loại

 Hồ sinh vật hiếu khí:
Là hồ mà ánh sáng có thể thường xuyên qua nước xuống mặt đáy. Ở hồ này quá

trình quang hợp của tảo được thực hiện trong toàn bộ tầng nước nên sự khuyết tán oxy
qua bề mặt và quang hợp là những yếu tố chính cung cấp oxy cho nước. Chất hữu cơ
dược oxy hóa chủ yếu là nhờ hô hấp của vi khuẩn hiếu khí.
 Hồ sinh vật tùy tiện:
Hồ có độ sâu từ 1,5-2,0m, thời gian lưu nước trong hồ là 5 đến 30 ngày.Trong hồ
sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình oxy hóa hiếu khí
và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Vi khuẩn và tảo trong hồ có vai trò tương hỗ
đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất. Oxy cung cấp cho quá trình
chuyển hóa chất hữu cơ chủ yếu là do quang hợp của tảo và khuyếch tán từ khí quyển
qua bề mặt hồ.
Ngoài ra, các vi khuẩn tuỳ tiện hoặc vi khuẩn kị khí còn sử dụng oxy liên kết từ
Nitrit, Nitrat, Sunfat, ... để oxy hóa chất chất hữu cơ.
 Hồ sinh vật kị khí:
Trong hồ kị khí, quá trình chuyển hóa chất bẩn chủ yếu diễn ra trong lớp cặn lắng
và lớp nước sâu thiếu oxy. Hồ thường sâu 2,5-5m và thời gian lưu nước từ một đến 20
ngày phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.
25