Thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty TNHH hòa mỹ thịnh công suất 50 m3 ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠNG TY TNHH
HỊA MỸ THỊNH CƠNG SUẤT 50 M3/NGÀY - ĐÊM

GVHD: NGUYỄN QUỲNH MAI
SVTH: HUỲNH HOÀNG VŨ
MSSV: 15150148

SKL 0 0 6 0 6 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

--------------------

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠNG TY TNHH
HỊA MỸ THỊNH CƠNG SUẤT 50 M3/NGÀY - ĐÊM
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Quỳnh Mai

Ks. Huỳnh Tấn Đạt
Sinh viên thực hiện:

Huỳnh Hoàng Vũ

MSSV:

15150148

TP.HCM tháng 09, năm 2019


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BM CNKT MÔI TRƯỜNG

------

------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: HUỲNH HỒNG VŨ

MSSV:

15150148

I. TÊN ĐỀ TÀI: “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải Cơng ty TNHH Hịa
Mỹ Thịnh công suất 50 m3/ngày-đêm” đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B”
Lĩnh vực:
Nghiên cứu 

Thiết kế 

Quản lý 

II. NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ
Lựa chọn cơng nghệ thích hợp với thơng số chất lượng nước thải đầu vào và thuyết
minh cơng nghệ.
Tính tốn và thiết kế chi tiết các cơng trình đơn vị.
Lựa chọn phương án tối ưu.
Vẽ các bản vẽ cần thiết.
III. THỜI GIAN THỰC HIỆN: từ 01/03/2019 đến 29/07/2019
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ: Nguyễn Quỳnh Mai
Đơn vị công tác: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh
Kỹ sư: Huỳnh Tấn Đạt
Đơn vị cơng tác: Cơng ty TNHH MTV Công nghệ Môi trường Lê Huỳnh
TP.HCM, ngày
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

tháng

năm 2019

TRƯỞNG BỘ MÔN


LỜI CẢM ƠN
Kính gửi lời cám ơn chân thành đến tập thể giảng viên Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật
Môi trường - Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, trong thời gian em được học tập tại
trường Sư phạm Kỹ Thuật, dưới sự dẫn dắt bởi các thầy cô trong bộ môn, được các thầy
cô trực tiếp truyền đạt các kiến thức về chuyên môn, thái độ nghề nghiệp, kỹ năng
sống… Đó là hành trang quý giá để khi ra trường bước vào xã hội chúng em trở thành
các kỹ sư thực thụ, có thể đảm đương, hồn thành tốt cơng việc, đóng góp vào sự phát
triển đi lên của xã hội, đồng hành cùng sự nghiệp bảo vệ môi trường như tôn chỉ đã đề
ra vào những ngày đầu nhập môn ngành.
Đặc biệt xin gửi lời tri ân đến Tiến sĩ Nguyễn Quỳnh Mai và Kỹ sư Huỳnh Tấn
Đạt là 2 người người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này cũng như các cơ hội
mà cô và anh giới thiệu để em được trực tiếp tham gia vào thi công, vận hành các hệ
thống xử lý nước thải để qua đó em tích lũy được kiến thức thực tế áp dụng vào luận
văn và chuẩn bị tốt nhất nền tảng kiến thức, kinh nghiệm để khi ra trường có thể đáp
ứng được u cầu cơng việc của doanh nghiệp.
Cảm ơn tập thể bạn bè, các lớp anh chị đồng môn đi trước, các doanh nghiệp đã động
viên, đóng góp ý kiến, bổ sung kiến thức, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn tốt
nhất bằng khả năng của mình. Các sơ hở, thiếu sót là không thể tránh khỏi, mong nhận
được ý kiến nhận xét trung thực để em hoàn thiện kiến thức.
Em xin chân thành cám ơn!
Sinh viên thực hiện luận văn

i


TÓM TẮT
Trong những năm gần đây, sự phát triển của ngành cơng nghiệp chế biến rau củ quả

đã góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế của cả nước. Ngành công nghiệp chế
biến rau củ quả không những đem lại hiệu quả trong việc nâng cao giá trị sản phẩm nơng
nghiệp của nước ta mà cịn mang lại hiệu quả trong việc mang lại giá trị kinh tế lớn nhờ
việc xuất khẩu các mặt hàng đã chế biến ra thị trường quốc tế.
Nước thải chế biến rau củ quả bằng phương pháp sấy chân không trong môi trường
chiên dầu chủ yếu xuất phát từ quá trình rửa nguyên vật liệu, hấp, rửa chảo chiên. Đặc
tính nước thải thường có BOD, COD, TSS và lượng dầu mỡ cao; pH thấp.
Với việc lựa chọn tính tốn hai sơ đồ cơng nghệ khác nhau nhằm đưa ra được so sánh
của hai công nghệ và lựa chọn công nghệ tối ưu hơn để tiến hành vẽ thiết kế. Q trình
tính tốn sử dụng những thông số đặc trưng cho từng loại bể, có tham khảo số liệu cũng
như những giáo trình của các tác giả khác.
Trong tính tốn có kết hợp khai toán kinh tế của cả hai phương án nhằm so sánh chi
phí xây dựng cũng như vận hành nhằm đưa ra cái nhìn tổng quan hơn về việc sử dụng
các công nghệ khác nhau.
Cuối cùng, từ những so sánh tác giả đưa ra lựa chọn công nghệ phù hợp nhất để thực
hiện phần vẽ. Đồng thời đưa ra kết luận về xử lý nước thải sấy rau củ quả.
Phần vẽ thiết kế, tác giả sử dụng phần mềm vẽ đồ họa Autocad để thể hiện, với cách
thiết kế hệ thống hợp khối nhằm tạo thành một khối tổng thể nhằm giảm chi phí xây
dựng và diện tích. Đồng thời cũng bố trí thiết bị trong mặt bằng nhằm dễ dàng trong quá
trình vận hành hệ thống.

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tơi tên là Huỳnh Hồng Vũ, là sinh viên khóa K15, chun ngành Cơng Nghệ Mơi
Trường, mã số sinh viên: 15150148. Tôi xin cam đoan: Đồ án tốt nghiệp này là cơng
trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn
của Tiễn sĩ Nguyễn Quỳnh Mai và Kỹ sư Huỳnh Tấn Đạt.
Các thông tin tham khảo trong đề tài này được thu thập từ những nguồn đáng tin cậy,

đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở
phần Danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả tính tốn, thiết kế trong đồ án này là do
chính tơi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lặp với các đề tài
khác.
Tôi xin được lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.

TP.Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 07 năm 2019
Sinh viên thực hiện

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................i
TÓM TẮT................................................................................................................ ii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... iii
MỤC LỤC ...............................................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. vii
DANH MỤC SƠ ĐỒ ...............................................................................................ix
DANH MỤC VIẾT TẮT ......................................................................................... x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 6
1.1 Tổng quan về Công ty TNHH Hòa Mỹ Thịnh ................................................ 6
1.2 Tổng quan về nước thải của Công ty .............................................................. 7
1.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thường thấy của ngành công
nghiệp sấy rau củ quả ...................................................................................... 9
1.3.1 Xử lý bằng phương pháp cơ học ............................................................... 9
1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học .......................................... 11
1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học ........................................... 15
CHƯƠNG 2: CƠNG NGHỆ XỬ LÝ ................................................................... 17

2.1 Phương án 1 ................................................................................................... 17
2.1.1 Sơ đồ ........................................................................................................ 17
2.1.2 Thuyết minh phương án .......................................................................... 18
2.2 Phương án 2 ................................................................................................... 20
2.2.1 Sơ đồ ........................................................................................................ 20
2.2.2 Thuyết minh phương án ........................................................................... 20
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH .. 24
3.1 Các thơng số ban đầu .................................................................................... 24
3.2 Xác định lưu lượng nước thải........................................................................ 24
iv


3.3 Tính tốn các cơng trình theo phương án 1 ................................................... 25
3.3.1 Song chắn rác ........................................................................................... 25
3.3.2 Bể tách dầu mỡ ......................................................................................... 29
3.3.3 Bể điều hòa ............................................................................................... 31
3.3.4 Bể điều chỉnh pH ...................................................................................... 36
3.3.5 Bể keo tụ tạo bông .................................................................................. 38
3.3.6 Bể lắng I ................................................................................................... 42
3.3.7 Bể Aerotank ............................................................................................. 46
3.3.8 Bể lắng II .................................................................................................. 58
3.3.9 Bể khử trùng ............................................................................................. 61
3.3.10

Tính tốn bể chứa bùn ........................................................................ 63

3.4 Tính tốn cơng trình theo phương án 2 ......................................................... 64
3.4.1 Mương tiếp nhận và song chắn rác ......................................................... 64
3.4.2 Bể tách dầu mỡ ......................................................................................... 64
3.4.3 Bể điều hòa .............................................................................................. 64

3.4.4 Bể điều chỉnh pH ...................................................................................... 69
3.4.5 Bể SBR .................................................................................................... 71
3.4.6 Bể keo tụ tạo bông .................................................................................. 80
3.4.7 Bể lắng ..................................................................................................... 84
3.4.8 Bể khử trùng ............................................................................................ 88
3.4.9 Tính tốn bể chứa bùn .............................................................................. 90
CHƯƠNG 4: KHÁI TỐN CHI PHÍ KÍNH TẾ ................................................ 93
4.1 Khái tốn chi phí cho phương án 1 ............................................................... 93
4.1.1 Khái tốn chi phí xây dựng phần thơ ....................................................... 93
4.1.2 Chi phí thiết bị cho từng hạng mục ......................................................... 94
4.1.3 Chi phí vận hành ..................................................................................... 96
4.1.4 Chi phí nước cấp ..................................................................................... 96
v


4.2 Khái tốn chi phí cho phương án 2 .............................................................. 97
4.2.1 Chi phí xây dựng phần thơ ...................................................................... 97
4.2.2

Chi phí thiết bị cho từng hạng mục ........................................................ 98

4.2.3 Chi phí vận hành ...................................................................................100
4.2.4 Chi phí nước cấp ....................................................................................101
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ...................................................................................103
5.1 So sánh và lựa chọn phương án...................................................................103
5.2 Hướng dẫn vận hành cho phương án ..........................................................104
5.2.1 Các chức năng, đặc tính xử lý của phương án ......................................104
5.2.2 Các thơng số cần quan tâm ở từng bể ...................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................108

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tổng quan các thông số nước thải của Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh. ........ 8

Bảng 3.1: Thông số đầu vào cần lưu ý của hệ thống ..................................................... 24
Bảng 3.2: Các thơng số tính tốn và kích thước mương dẫn nước thải ........................ 26
Bảng 3.3: Các thơng số kích thước song chắn rác......................................................... 28
Bảng 3.4: Thơng số chất ô nhiễm đầu ra ở song chắn rác ............................................. 29
Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể tách dầu mỡ ................................................................. 31
Bảng 3.6: Thông số chất ô nhiễm đầu ra bể tách dầu mỡ ............................................. 31
Bảng 3.7: Thông số thiết kế đĩa phân phối khí EDI thơ ................................................ 32
Bảng 3.8: Thơng số thiết kế bể điều hịa ....................................................................... 35
Bảng 3.9: Thông số chất ô nhiễm đầu ra bể điều hịa ................................................... 36
Bảng 3.10: Thơng số thiết kế bể điều chỉnh pH ............................................................ 38
Bảng 3.11: Thông số chất ô nhiễm đầu ra bể điều chỉnh pH ........................................ 38
Bảng 3.12: Thông số thiết kế bể keo tụ ......................................................................... 40
Bảng 3.13: Thông số thiết kế bể tạo bông ..................................................................... 41
Bảng 3.14: Thông số thiết kế bể lắng I .......................................................................... 45
Bảng 3.15: Thông số chất ô nhiễm đầu ra của cụm bể keo tụ tạo bông và lắng I ......... 46
Bảng 3.16: Thông số đĩa thổi khí tinh EDI ................................................................... 53
Bảng 3.17: Các thơng số kích thước bể aerotank .......................................................... 55
Bảng 3.18: Thơng số chất ô nhiễm đầu ra bể Aerotank ................................................ 55
Bảng 3.19: Thông số thiết kế bể lắng II ........................................................................ 61
Bảng 3.20: Các thơng số tính tốn và kích thước bể khử trùng .................................... 63
Bảng 3.21: Thông số thiết kế bể chứa bùn .................................................................... 64
Bảng 3.22: Thông số thiết kế đĩa phân phối khí EDI thơ .............................................. 66
Bảng 3.23: Thơng số thiết kế bể điều hịa ..................................................................... 69
Bảng 3.24: Thơng số chất ơ nhiễm đầu ra bể điều hịa ................................................. 69

vii


Bảng 3.25: Thông số thiết kế bể điều chỉnh pH ............................................................ 71
Bảng 3.26: Thông số chất ô nhiễm đầu ra bể điều chỉnh pH ........................................ 71
Bảng 3.27: Chất lượng nước thải đầu vào bể SBR........................................................ 71
Bảng 3.28: Thông số đĩa thổi khí tinh EDI ................................................................... 76
Bảng 3.29: Thơng số thiết kế bể điều chỉnh SBR ......................................................... 80
Bảng 3.30: Thông số chất ô nhiễm đầu ra bể SBR........................................................ 80
Bảng 3.31: Thông số thiết kế bể keo tụ ......................................................................... 82
Bảng 3.32: Thông số thiết kế bể tạo bông ..................................................................... 84
Bảng 3.33: Thông số thiết kế bể lắng ............................................................................ 88
Bảng 3.34: Thông số chất ô nhiễm đầu ra của cụm bể keo tụ tạo bông và lắng ........... 88
Bảng 3.35: Các thông số tính tốn và kích thước bể khử trùng .................................... 90
Bảng 3.36: Thông số thiết kế bể chứa bùn .................................................................... 91

Bảng 4.1: Khái tốn chi phí xây dựng các hạng mục .................................................... 93
Bảng 4.2: Chi phí thiết bị .............................................................................................. 94
Bảng 4.3: Chi phí hóa chất ............................................................................................ 96
Bảng 4.4: Chi phí điện năng .......................................................................................... 96
Bảng 4.5: Chi phí nước cấp ........................................................................................... 97
Bảng 4.6: Khai tốn chi phí xây dựng các hạng mục .................................................... 97
Bảng 4.7: Chi phí thiết bị .............................................................................................. 98
Bảng 4.8: Chi phí hóa chất ..........................................................................................100
Bảng 4.9: Chi phí điện năng ........................................................................................100
Bảng 4.10: Chi phí nước cấp .......................................................................................101

Bảng 5.1: So sánh 2 phương án ...................................................................................103

viii

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1: Quy trình sấy rau củ quả của Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh ....................... 6

Sơ đồ 2.1: Quy trình cơng nghệ phương án 1................................................................ 17
Sơ đồ 2.2: Quy trình cơng nghệ phương án 2................................................................ 20

Sơ đồ 3.1: Quy trình làm việc của hệ thống bùn hoạt tính tuần hồn ........................... 48

ix


DANH MỤC VIẾT TẮT
Aerotank

Bể xử lý sinh học hiếu khí

BOD

Nhu cầu oxy sinh học BOD là lượng oxy do vi sinh vật sử dụng để
oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải

COD

Nhu cầu oxy hóa học COD là lượng oxy được sử dụng để oxy hóa
các chất ơ nhiễm trong nước thải.

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

HTXLNT

Hệ thống xử lý nước thải

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

BTNMT

Bộ Tài Nguyên Môi Trường

TN

Tổng hàm lượng nitơ trong nước thải (mg/l)

TP

Tổng hàm lượng phốt pho trong nước thải (mg/l)

MLSS

Tổng lượng chất rắng lơ lửng trong bể

MLVSS

Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi trong bể

SVI

Chỉ số thể tích bùn (ml/g)

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng (mg/l)

SBR

Bể phản ứng làm việc theo mẻ bằng bùn hoạt tính

SCR

Song chắn rác

TP HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

x


MỞ ĐẦU

1


MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề

Việt Nam là nước nhiệt đới được thiên nhiên ưu đãi nên rau, củ, trái cây vô cùng
phong phú. Do đó, ngành cơng nghiệp chế biến rau củ quả là ngành giàu tiềm năng nếu
biết thực hiện các quy trình thu hồi, chế biến và bảo quản.
Trước đây, nhân dân ta thường chế biến các loại rau củ quả theo các phương pháp
truyền thống như: muối chua, phơi khô, làm mứt, nghiền thành dạng bột,…Ngày nay,
nhu cầu tiêu dùng của người dân ngày tăng nhanh cũng như đòi hỏi về chất lượng và sự
đa dạng của sản phẩm cũng tăng cao nên các mặt hàng rau củ quả được chế biến đa dạng
và đảm bảo hơn. Đặc biệt các sản phẩm dễ mang theo để ăn liền ngày càng phong phú.
Một trong những phương thức chế biến rau củ quả mới nhất hiện nay là sấy chân
không trong môi trường dầu - chiên chân không. Nguyên liệu sử dụng cho quá trình này
chủ yếu là rau củ quả tươi, giàu vitamin như: cà rốt, mít, chuối, xồi, dứa, bí ngơ, …
Phương pháp chế biến này giúp tạo ra các sản phẩm giữ nguyên được màu sác và hương
vị của nguyên liệu ban đầu. Ngoài ra, do trong sản phẩm khơng có chứa cholesterol nên
các sản phẩm dạng này rất được người tiêu dùng ưa thích. Hiện nay, tại Việt Nam có rất
nhiều cơng ty đang sản xuất các sản phẩm rau củ quả theo phương thức chế biến này,
trong đó có Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh tại Long An.
Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh đi vào sản xuất vào năm 2017 và dần dần chiếm cảm
tình của người tiêu dùng với các sản phẩm chất lượng cũng như đa dạng, an tồn trong
sản xuất của Cơng ty. Cũng giống như các ngành chế biến nông lâm sản khác, chế biến
rau củ quả tươi tạo ra một lượng chất thải không hề nhỏ. Vấn đề ô nhiễm lớn nhất của
Cơng ty là nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Tuy lượng nước thải của Công ty
phát sinh từ quy trình sản xuất khơng lớn nhưng nếu không được xử lý đúng cách trước
khi xả thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nơi nguồn tiếp nhận cũng như sức
khỏe của cộng đồng xung quanh.
Hiện nay, ý thức được việc quan tâm đến môi trường là quan tâm vấn đề sống cịn
của Cơng ty, đến người lao động, cộng đồng, hình ảnh cũng như lợi ích kinh tế của
doanh nghiệp. Ban lãnh đạo Cơng ty đã nhận thức rõ việc kết hợp đồng thời 3 yếu tố:
kinh tế, xã hội và môi trường là mục tiêu để phát triển sản xuất của Công ty một cách
bền vững, trong đó vấn đề cần lưu ý nhất là xử lý nước thải của quy trình sản xuất.
Đề tài cũng như Dự án “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Cơng ty TNHH Hịa

Mỹ Thịnh, công suất 50 m3/ngày-đêm” được đặt ra nhằm giải quyết vấn đề môi trường
2


của Cơng ty cũng như góp phần hỗ trợ Cơng ty hoàn thiện hơn trong sản xuất kinh
doanh.
Mục tiêu của đề tài
Thiết kế được hệ thống xử lý nước thải cho Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh đạt tiêu
chuẩn theo cột B của QCVN 40:2011/BTNMT trước khi thải ra nguồn tiếp nhận chính
là Khu Cơng nghiệp Hải Sơn để tiếp tục xử lý cho phù hợp với nguồn tiếp nhận chính
của tồn khu cơng nghiệp. Phát triển cơng nghiệp một cách bền vững, quan tâm chú
trọng đến mọi vấn đề liên quan thì ngành cơng nghiệp đó mới tồn tại và phát triển lâu
dài được.
Mục tiêu chung của đề tài
Phạm vi nghiên cứu: Công ty TNHH chế biến rau củ quả Hịa Mỹ Thịnh có nguồn
nước thải là 50 m3/ngày-đêm.
Đối tượng nghiên cứu: nước thải từ quá trình chế biến rau của quả theo phương pháp
sấy.
Các bước thực hiện:
- Thu thập số liệu về chất lượng nước thải của công ty;
- Phân tích số liệu chất lượng nước theo QCVN 40:2011/BTNMT cột B về nước
thải công nghiệp;
- Đánh giá lựa chọn loại nước thải thích hợp xả thải sau xử lý;
- Lựa chọn phương pháp, hệ thống xử lý phù hợp;
- Tính tốn thiết kế các hạn mục cơng trình;
- Khai tốn chi phí;
- Thực hiện bản vẽ kỹ thuật.
Phương pháp thực hiện
Sử dụng các phương pháp phù hợp với từng q trình, cơng đoạn:
-

Phương pháp liệt kê;
Phương pháp thu thập và xử lý thơng tin số liệu;
Phương pháp tốn hóa;
Phương pháp so sánh;
Phương pháp đồ họa Autocad.

Mục tiêu cụ thể từng chương

3


Mở đầu: Bao gồm các mục cơ bản như tính cấp thiết của việc thực hiện đồ án, mục
tiêu thực hiện, nội dung thực hiện và phương pháp thực hiện.
Chương 1 - Tổng quan: Thể hiện tổng quan về Công ty TNHH Hòa Mỹ Thịnh, tổng
quan về các phương pháp xử lý nước thải dự tính sẽ thực hiện cho việc thiết kế hệ thống
xử lý nước thải.
Chương 2 - Công nghệ xử lý: Dẫn chứng sơ đồ xử lý nước thải, dựa vào thành phần
và tính chất của nước thải để đề xuất công nghệ xử lý phù hợp.
Chương 3 - Tính tốn thiết kế các hạng mục cơng trình: Thực hiện việc tính tốn thiết
kế từng hạng mục cơng trình (chính và phụ) theo sơ đồ cơng nghệ đã đề xuất trong
Chương 2 như tính tốn song chắn rác, tính tốn các bể trong hệ thống như bể điều hịa,
bể lắng, bể sinh học, bể khử trùng, tính tốn cao trình các cơng trình, …
Chương 4 - Khái tốn chi phí: Tính tốn giá tiền các thiết bị, vật liệu, nhân cơng phục
vụ cho các cơng trình dựa theo việc tính tốn ở Chương 3.
Chương 5- Kết luận: Đưa ra nhận định và lựa chọn phương án phù hợp nhất để thiết
kế và xây dựng đồng thời đưa ra hướng dẫn vận hành cho phương án đã chọn. Cuối cùng
đưa ra các nhận xét, kiến nghị cho phương án đã lựa chọn hoạt động tốt nhất.
Nội dung thực hiện
Nội dung đồ án “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải Cơng ty TNHH Hịa Mỹ

Thịnh cơng suất 50 m3/ngày-đêm” đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
Sơ lược đồ án:
-

Mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Công nghệ xử lý
Chương 3: Tính tốn thiết kế các hạng mục cơng trình
Chương 4: Khai tốn kinh phí

- Chương 5: Kết luận

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về Công ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh
Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh chính thức đi vào hoạt động sản xuất cũng như giao
dịch các sản phẩm của Công ty vào ngày 20-06-2017. Công ty tọa lạc tại địa chỉ: lô
H6A, đường số 4, khu cơng nghiệp Hải Sơn, xã Đức Hịa Hạ, huyện Đức Hịa, tỉnh Long
An.
Cơng ty có tổng diện tích khoảng 6000 m2, trong đó diện tích nhà xưởng là 5000
m2. Cơng ty chuyên chế biến các loại trái cây, rau củ theo dạng sấy khơ cũng như bảo
quản và đóng gói. Dây chuyền công nghệ sản xuất của Công ty là khép kín.
Khơng gian làm việc thơng thống, hệ thống máy móc hiện đại đảm bảo an tồn

sản xuất. Cơng nhân viên làm việc tại Công ty được đảm bảo các quyền lợi về sinh hoạt
lẫn đời sống.
Quy trình sản xuất của Công ty:

Rau củ quả
sơ chế sẵn

Phân loại

Rửa sạch

Cắt, thái

Nước thải

Sấy chân
khơng

Phân loại

Xử lý hóa
chất

Hấp

Chiên dầu

Nước thải

Nước thải

Đóng gói

Làm nguội

Bảo quản
lạnh

Sơ đồ 1.1: Quy trình sấy rau củ quả của Cơng ty TNHH Hịa Mỹ Thịnh

6


Thuyết minh dây chuyền sản xuất của Công ty
- Rau củ quả sơ chế sẵn: Cơng ty có nguồn hàng cung cấp các nguyên liệu đã sơ chế
trước, cụ thể là đã tách vỏ.
- Phân loại: Sau khi nhập nguyên liệu về sẽ tiến hành phân loại theo chất lượng lúc
đó của nguồn hàng cũng như là tiến hành loại bỏ nguyên liệu không đảm bảo chất lượng.
- Rửa sạch: Sau khi phân loại, các loại nguyên liệu được cho qua máy rửa để loại bỏ
bụi bẩn cũng như vỏ cịn sót lại sau q trình sơ chế. Đây là giai đoạn sinh ra lượng nước
thải nhiều nhất của dây chuyền.
- Cắt thái phù hợp: Làm nhỏ nguyên liệu phù hợp theo đặc tính, u cầu về hình
dạng sản phẩm để đảm báo các q trình chế biến sau đó đạt chất lượng tốt nhất cho
từng loại rau củ quả.
- Chiên dầu: Nguyên liệu sau khi cắt thái được chiên đều qua mơi trường dầu nhằm
mục đích làm chín ngun liệu. Giai đoạn này sản sinh ra lượng nước thải có chứa hàm
lượng dầu động thực vật cao do việc rửa các chảo chiên.
- Hấp: Mục đích chính của giai đoạn này là loại bỏ bớt một phần dầu, dầu sẽ được
thốt ra ngồi ngun liệu và được thải bỏ cùng với lượng hơi nước dư cũng như là nước
chưa thăng hoa.

- Xử lý hóa chất: Thêm vào các hóa chất nhằm giảm q trình oxi hóa trong giai
đoạn sau.
- Sấy: Nguyên liệu sẽ được đưa vào máy sấy. Nguyên lý của quá trình này là dùng
nhiệt năng để đẩy hết toàn bộ nước ra khỏi nguyên liệu với mục đích cuối cùng là làm
giảm khối lượng, tăng độ bền của sản phầm và tăng thời gian lưu trữ. Công ty đang sử
dụng phương pháp sấy nhân tạo: sấy chân khơng.
- Phân loại: Sau q trình hấp, xử lý hóa chất cũng như sấy thì sẽ xảy ra hiện tượng
vỡ vụn của nguyên liệu, tiến hành phân loại để đáp ứng chất lượng, hình ảnh của từng
phân cấp hàng hóa.
- Làm nguội: Đưa nhiệt độ của sản phẩm về nhiệt độ phịng, đảm bảo cho khâu
đóng gói.
- Đóng gói: Đưa sản phẩm vào bao bì đã chuẩn bị sẵn, thuận tiện cho bảo quản.
- Bảo quản lạnh: Tuy đã sấy nhưng tốt nhất vẫn cho sản phẩm cuối cùng được bảo
quản trong kho lạnh, đảm bảo an toàn cũng như tránh thất thốt.
1.2 Tổng quan về nước thải của Cơng ty
Các nguồn phát sinh nước thải chính của Cơng ty
Xuất phát từ các khâu trong dây chuyền công nghệ sản xuất của Công ty:
7


- Khâu rửa nguyên liệu: Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, có độ màu, tinh
dầu từ các loại vỏ trái cây cũng như là trái cây đã gọt vỏ;
- Khâu chiên: Nước thải chủ yếu xuất phát từ việc rửa chảo chiên sau một lần chiên
nguyên liệu, chứa chủ yếu là lượng dầu động thực vật dư thừa, các vụn nhỏ của
nguyên liệu;
- Khâu hấp: Nước thải chủ yếu chứa hàm lượng dầu dư trong nguyên liệu bị tách ra
trong q trình hấp.
Ngồi ra nước thải của Cơng ty một phần cịn xuất phát từ việc sinh hoạt của công
nhân viên lao động trong Công ty.
QCVN

QUẢ
NT692

402011/BTNMT
Cột B

TCVN 6185:2008

100

150

-

TCVN 6492:2011

4.75

5.5-9

mg/l

TCVN 6001:2008

713

50

TT

CHỈ TIÊU

ĐƠN
VỊ

PHƯƠNG PHÁP
THỬ

1

Màu

Pt/Co

2

pH
BOD5

3

(20°𝐶)

KẾT

4

COD

mg/l

SMEWW5220.C:2012

1048

150

5

Chất rắn lơ
lửng (TSS)

mg/l

TCVN 6625:2000

342

100

6

Amoni
(N_NH4+)

mg/l

TCVN 6179-1:1996

0.132

10

7

Tổng nitơ
(N)

mg/l

TCVN 6638:2000

3.48

40

6.3

6

Tổng
mg/l

SMEWW 4500-

8

phosphor
(P)

9

Colifom

MPN/
100ml

TCVN 6187-2:1996

11×104

5000

10

Tổng dầu
mỡ ĐTV

mg/l

SMEWW 5520 B
2012

14.2

-

PE:2012

Bảng 1.1: Tổng quan các thông số nước thải của Công ty TNHH Hòa Mỹ Thịnh.

8


(Nguồn: Công ty Cổ phần Kỹ thuật Tiêu chuẩn QCVN Việt Nam - Vimcert197
Phụ lục)
Nhận xét tổng quan về tính chất nước thải của Công ty
- Các chỉ tiêu cần lưu ý để xử lý nhất
+ pH: pH quá thấp để đảm bảo sự sống của sinh vật cũng như là đảm bảo đủ điều kiện
cho các cơng trình hoạt động bình thường, ổn định. Vì vậy cần nâng pH lên để vừa
đảm bảo đúng chỉ tiêu của nước thải thuộc QCVN 40:2011/BTNMT cột B cũng như
là để đảm bảo vận hành hệ thống xử lý nước thải. pH đạt 8 là thích hợp nhất.
+ BOD: BOD của nước thải Công ty cao gấp khoảng 15 lần so với cột B QCVN
40:2011/BTNMT. Cần xử lý để hàm lượng BOD đảm bảo đầu ra đúng như qui định
trong QCVN 40:2011/BTNMT cột B như mục tiêu của đề tài.
+ COD: Chỉ tiêu COD của nước thải Công ty vượt quá 7 lần so với chỉ tiêu tại cột B
QCVN 40:2011/BTNMT. Cần làm giảm COD xuống thấp hơn mức 150 mg/l để đảm
bảo mục tiêu của đề tài cũng như điều kiện đưa vào nguồn tiếp nhận.
+ TSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải cao gấp 3.5 lần so với chỉ tiêu
TSS trong cột B QCVN 40:2011/BTNMT. Do vậy cần có các cơng trình xử lý hàm
lượng TSS này đảm bảo đủ điều kiện tiêu chuẩn sau khi qua hệ thống xử lý theo
QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
+ Tổng phosphor : Tuy có vượt nhưng hàm lượng vượt khơng đáng kể, các cơng trình
có thể giải quyết lượng vượt này đảm bảo so với qui định tại QCVN 40:2011/BTNMT
cột B.
+ Coliform: Vượt 22 lần so với chỉ tiêu tại cột B QCVN 40:2011/BTNMT nên cần
xử lý trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận bằng việc khử trùng.
+ Tổng dầu mỡ động thực vật: Cần xử lý để đảm bảo các quá trình phía sau diễn ra
bình thường, hệ thống vận hành đảm bảo năng suất.
- Các chỉ tiêu còn lại quá thấp hoặc không tới ngưỡng cần quan tâm để xử lý như là:

độ màu, amoni (N_NH4+), tổng N.
1.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thường thấy của ngành
công nghiệp sấy rau củ quả
1.3.1

Xử lý bằng phương pháp cơ học

9


Quá trình xử lý cơ học được thực hiện ở giai đoạn đầu của q trình xử lý hay cịn
gọi là quá trình xử lý sơ bộ trước khi qua các bước xử lý tiếp theo.
Mục đích:
- Nhằm loại bỏ các tạp chất không tan bao gồm các tạp chất vô cơ và hữu cơ trong
nước: những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn như mảnh gỗ, nhựa, giấy, vỏ hoa quả,
…; những cặn như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh, …; dầu mỡ.
- Nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo.
Các cơng trình bố trí trong giai đoạn này gồm:
a) Song chắn rác và lưới chắn rác
Song chắn rác và lưới chắn rác được đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước
thải chảy vào bể thu gom.
Chúng được sử dụng để loại bỏ các loại rác có kích thước lớn như lá cây, que, xương
động vật, … nhằm bảo vệ các cơng trình phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể 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
Ta có thể làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ cơng hay bằng các thiết bị cơ khí
tự động hay bán tự động.
b) Bể tách dầu mỡ
Thiết bị thu dầu thường được đặt trước cửa xả vào cống chung hoặc trước bể điều hòa
ở nhà máy và thường đặt sau bể lắng cát, trước bể lắng đợt I.

Ta cần quan tâm đến chất béo vì nó: bít kín đường ống dẫn, khe hở giữa các vật liệu
lọc; phá vỡ cấu trúc bùn hoạt tính ở aerotank; cản trở quá trình lên men; che phủ mặt
thống, cản trở xâm nhập oxy vào nước.
Quá trình tách dầu mỡ được thực hiện bằng cách hịa tan vào nước những bọt khí nhỏ,
những bọt khí này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng của tổ hợp cặn khí giảm, lực
đẩy nổi xuất hiện, khi lực đẩy nổi đủ lớn hỗn hợp cặn – khí nổi lên mặt nước và được
gạt ra ngồi.
c) Bể điều hịa lưu lượng và chất lượng
Có thể đặt sau song chắn rác, trước trạm bơm, bơm đều nước thải lên bể lắng đợt 1.
Nhằm mục đích điều hòa lưu lượng cũng như chất lượng nước cho các cơng trình
trong hệ thống xử lý nước thải.
10


Thường có thiết bị khuấy trộn nhằm hịa trộn để san bằng nồng độ các chất bẩn cho
toàn bộ hệ thống thể tích nước thải có trong bể và 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.
1.3.2

Xử lý 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 vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ, làm keo tụ các chất keo lơ
lửng không lắng được trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng một số chất hữu cơ và
một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Trong quá trình dinh
dưỡng, chúng nhận được 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 hịa tan
thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh;
- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi 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;
Phương pháp này được sử dụng để loại bỏ các tạp chất vô cơ như sulfite, muối amoni,
nitrat.
Do vi sinh vật đóng vai trị chủ yếu trong q trình xử lý sinh học nên tùy vào tính
chất hoạt động và mơi trường sống của chúng, ta có thể chia phương pháp sinh học
thành:
a) Xử lý sinh học trong mơi trường thiếu khí
Mơi trường thiếu khí là mơi trường quan trọng trong quá trình xử lý nitơ trong nước
thải bằng phương pháp sinh học. Quá trình khử nitơ trong nước thải bằng phương pháp
sinh học phổ biến nhất hiện nay là: nitrat hóa và khử nitrat, diễn biến của 2 q trình này
như sau:
Nitrat hóa
Nitrat hố là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được
lấy từ các hợp chất ơxy hố của nitơ, chủ yếu là amoni. Ngược với các vi sinh vật dị
dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2 (dạng vô cơ) hơn là các nguồn cacbon hữu
11


cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một
đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá
trình dị dưỡng.
Quá trình Nitrat hố từ nitơ amoni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại
vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitrosomonas và vi khuẩn Nitrobacter. Ở giai đoạn đầu tiên
amoni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat:
+
Bước 1. 2NH4+ + 3O2 → 2NO−

2 + + 4H + 2H2 O
−
Bước 2. 2NO−
2 + O2 →2NO3

Các vi khuẩn Nitrosomonas và vi khuẩn Nitrobacter sử dụng năng lượng lấy từ các
phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp q
trình bằng phương trình sau:
+
NH4+ + 2 O2 → NO−
3 + 2H + H2 O (*)

Cùng với quá trình thu năng lượng, một số ion amoni được đồng hoá vận chuyển vào
trong các mơ tế bào. Q trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình
sau:
+
4CO2 + HCO−
3 + NH4 + H2 O → C5 H7 NO2 + 5O2

Lượng oxy cần thiết để oxy hoá amoni thành nitrat cần 4.3 mg O2 /1mg NH4+ .Giá trị
này gần bằng với giá trị 4.57 thường được sử dụng trong các công thức tính tốn thiết
kế. Giá trị 4.57 được xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế
bào không được xét đến.
Khử nitrit và nitrat
Trong môi trường thiếu oxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat denitrificans (dạng
−
kị khí tuỳ tiện) sẽ tách oxy của nitrat (NO−
3 ) và nitrit (NO2 ) để oxy hoá chất hữu cơ. Nitơ
phân tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.

+ Khử nitrat:
+
NO−
3 + 1.08 CH3OH + H →0.065 C5 H7 NO2 + 0.47 N2 + 0.76 CO2 + 2.44 H2 O

+ Khử nitrit:
+
NO−
2 + 0.67 CH3 OH + H → 0.04 C5 H7 NO2 + 0.48 N2 + 0.47 CO2 + 1.7 H2 O

Như vậy để khử nitơ cơng trình xử lý nước thải cần
- Điều kiện yếm khí (thiếu oxy tự do);
12