Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa

2010 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA  GVHD: ThS DƢ MỸ LỆ SVTH: NGUYỄN KIM THIỆN MSSV: 90602325 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Khoa môi trƣờng 1/1/2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI (MSMH: 610080) Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa sản phẩm từ sữa với công suất Qtbngày = 500 m3 /ngày để chất lượng nước đầu đạt tiêu chuẩn xả thải loại B TCVN 5945 Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Mục lục CHƢƠNG Mở đầu………………………………………………………… 1.1 Tổng quan ngành sữa………………………………………………………… 1.2 Các nguyên liệu sản xuất sữa sản phẩm từ sữa…………………………………6 CHƢƠNG Qui trình sản xuất…………………………………………………………7 2.1 Qui trình sản xuất sản phẩm từ sữa……………………………………… 2.1.1 Sữa tƣơi uống……………………………………………………………… 2.1.2 Sữa hộp……………………………………………………………………….7 2.1.3 Sữa chua…………………………………………………………………… 2.1.4 Phô mai bơ……………………………………………………………….11 2.2 Thuyết minh qui trình……………………………………………………… 12 2.2.1 Tiêu chuẩn hóa…………………………………………………………… 12 2.2.2 Đồng hóa……………………………………………………………………12 2.2.3 Phối trộn…………………………………………………………………….12 2.2.4 Tiệt trùng UHT…………………………………………………………… 12 2.2.5 Ủ chín……………………………………………………………………….12 2.2.6 Lạnh đơng ………………………………………………………………… 12 CHƢƠNG Đặc trƣng nƣớc thải …………………………………………………….13 3.1 Các khâu sản xuất gây nhiễm…………………………………………………….13 3.2 Đặc tính nƣớc thải…………………………………………………………………13 CHƢƠNG Sơ nƣớc thải nhà máy……………………………………………… 17 4.1 Yêu cầu thiết kế…………………………………………………………………….17 4.2 Đề xuất công nghệ………………………………………………………………….17 4.3 Tiểu chuẩn nƣớc thải loại B……………………………………………………… 18 4.4 Thuyết minh công nghệ…………………………………………………………….18 4.5 Chất lƣợng nƣớc đầu vào nhà máy…………………………………………….19 CHƢƠNG Tính tốn………………………………………………………… 20 5.1 Bể tuyển nổi……………………………………………………………………… 20 5.2 Bể UASB………………………………………………………………………… 23 Phục lục, catalogue Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Chương 1: Mở đầu Tổng quan ngành sữa Chế biến sữa sản phẩm từ sữa trải qua nhiều thời kì với phát triển khoa học kĩ thuật Các quốc gia khu vực châu Âu châu Mỹ nhân tố quan trọng góp phần tác động đến thay đổi công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa Những loại sữa từ động vật đƣợc sử dụng giới gồm có: sữa dê, sữa bị, sữa cừu Mỗi lồi động vật cho sữa với tính chất khác nhau, đó, phổ biến Việt Nam sữa bò Do vậy, suốt phần trình bày đề cập tới ngun liệu sữa bị Cơng nghiệp sản xuất chế biến sữa phát triển không nƣớc châu Âu, châu Mỹ mà phát triển với tốc độ nhanh Việt Nam Do đó, việc xử lý nƣớc thải ngành sữa phải đƣợc quan tâm từ giai đoạn thiết kế nhà máy Sữa sản phẩm từ sữa gần gũi với ngƣời dân, trƣớc năm 90 có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu sữa đặc sữa bột ( nhập ngoại), thị trƣờng sữa Việt Nam có gần 20 hãng nội địa nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chia thị trƣờng tiềm với 80 triệu dân Về mức tiêu thụ sữa trung bình Việt Nam khoảng 7,8 kg/ngƣời/năm tức tăng gấp 12 lần so với năm đầu thập niên 90 Theo dự báo thời gian tới mức tiêu thụ sữa tăng từ 15-20% ( tăng theo thu nhập bình quân) Sản phẩm sữa sản phẩm dinh dƣỡng bổ sung bữa ăn hàng ngày, với trẻ em, thiếu niên ngƣời trung tuổi – sữa có tác dụng lớn hỗ trợ sức khỏe Trên thị trƣờng có nhiều loại bột ngũ cốc, đồ uống tăng cƣờng sức khỏe… nhƣng sản phẩm chất lƣợng độ dinh dƣỡng khơng hồn tồn thay đƣợc sữa Một dây chuyền sản xuất sữa có giá trị trung bình khoảng vài chục tỷ, khoản đầu tƣ khơng nhỏ chƣa tính đến chi phí xây dựng nhà máy Cơng đoạn quản trị chất lƣợng (KSC) nguyên liệu đầu vào đầu quan trọng ảnh hƣớng đến chất lƣợng ngƣời tiêu dùng, sữa đầu vào ngun liệu nhƣng chất lƣợng khơng đảm bảo nên có nhiều nhà máy thu mua sữa tƣơi phải bỏ chất lƣợng kém, khơng qua đƣợc KCS đầu vào gây thất thu Trong sản xuất, việc pha chế sản phẩm từ sữa cịn nhiều bất cập tỉ lệ vitamin, chất dinh dƣỡng đƣợc pha trộn theo hàm lƣợng, có thơng tin đầy đủ bao bì Nguồn cung nguyên liệu không ổn định, chất lƣợng chƣa đƣợc đảm bảo nên hầu hết nguồn sữa đƣợc tiêu thụ trực tiếp qua cửa hàng sữa thành phố lớn, cịn cơng ty sữa sử dụng nguồn sữa nhập ngoại để chế biến sản phẩm mình, thị trƣờng có sản phẩm nhƣ sau:  Sữa lỏng (Liquid Milk)-bao gồm sữa tƣơi, sữa đặc  Sữa bột (Powder Milk)  Sữa chua (Drink Yoghurt) Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM  Sữa có đƣờng giành cho trẻ em(Sweetened Children Milk) Khi sữa thành phẩm xong, doanh nghiệp sữa phải sử dụng vỏ hộp đạt tiêu chuẩn để dễ dàng vận chuyển bảo quản, thị trƣờng có hai nhà cung cấp độc quyền Tetra Park-Thụy Điển Combiblock-Đức, hai doanh nghiệp hai nhà cung cấp phần lớn dây chuyển sữa Việt Nam Các nguyên liệu sản xuất sữa sản phẩm từ sữa Đường: Đƣờng đƣợc dùng để hiệu chỉnh chất khô vị sản phẩm Một số loại đƣờng thƣờng đƣợc sử dụng, nhƣ đƣờng latose, đƣờng saccaroze, đƣờng glucose, fructo… Chỉ tiêu hóa lý quan trọng đƣờng độ ẩm, hàm lƣợng saccaroze, độ tro, độ màu… Sữa sản phẩm từ sữa: Trong sản xuất kem, loại sữa đƣợc sử dụng nhƣ sữa tƣơi, sữa đặc, sữa bột nguyên cream…chất béo từ sữa nhƣ cream, bơ, chất béo khan… Dầu thực vật: Ngƣời ta dùng dầu đậu nành, dầu dừa, dầu hƣớng dƣơng dầu cải để làm nguyên liệu sản xuất số loại kem Chỉ tiêu hóa lý quan trọng dầu thực vật: số acid, số peroxyc…Hàm lƣợng dầu thực vật chiếm từ – 10% khối lƣợng kem thành phẩm Dầu thực vật đƣợc bảo quản điều kiện phù hợp Các chất ổn định: Các chất ổn định sản xuất kem hợp chất ƣa nƣớc, thƣờng có chứa protein carbonhydrate Mục đích để q trình lạnh đơng ngun liệu sản xuất kem, tinh thể đá xuất có kích thƣớc nhỏ, nên kem đƣợc đồng Các chất nhũ hóa: Chất nhũ hóa thƣờng hợp chất có tính ƣa nƣớc ƣa béo Trong sữa có chƣa số chất nhũ hóa, nhƣ lecithine, protein, phosphate… nhƣng với hàm lƣợng thấp Lòng đỏ trứng gà chất nhũ hóa thơng dụng ngành sản xuất kem, nhƣng giá thành cao Các chất tạo hương: Ngƣời ta dùng chất có hƣơng khác nhƣ loại hoa tự nhiên, hạt khô (đậu phộng, hạt điều, nho khô, hạt socola…), mức quả, nƣớc quả…vanilla, dâu, sầu riêng, socola… Chất màu: Mục đích chất màu làm tăng màu sắc vẻ hấp dẫn cho kem.Có loại chất màu chính: chất màu tự nhiên chất màu tổng hợp Các chất khác: Để bảo quản chất lƣợng kem, ngƣời ta bổ sung thêm số loại acid hữu nhƣ acid citric, acid tatric… để tạo độ chua cần thiết cho kem ức chế phát triển số loại vi sinh có kem thành phẩm Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Chương 2: Quá trình sản xuất 2.1 Qui trình 2.1.1Sữa tƣơi uống -Sữa tƣơi trùng -Sữa tƣơi tiệt trùng -Sữa hồn ngun Qui trình sản xuất chung Nhận sữa Kiểm tra chất lƣợng Làm lạnh bảo quản Gia nhiệt Li tâm làm Tiêu chuẩn hóa Đồng hóa Thanh trùng Làm lạnh Rót chai Bảo quản 2.1.2 Sữa hộp Khái niệm sữa hộp xuất phát từ việc bảo quản sữa sữa sản phẩm giàu dinh dƣỡng nên môi trƣờng thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Theo qui trình sản xuất, ngƣời ta chia sữa hộp thành nhóm: sữa đặc sữa bột Công đoạn chung chuẩn bị nguyên liệu cho sữa hộp Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Nhận sữa Lọc Làm lạnh Tạm chứa Tiêu chuẩn hóa Đồng hóa Thanh trùng Cơ đặc a Sữa cô đặc Sau công đoạn xử lý chung nhƣ trên, sữa cô đặc đƣợc đƣa qua phận rót hộp tiệt trùng b Sữa bột Sau cơng đoạn xứ lý chung nhƣ trên, sữa cô đặc đƣợc đƣa qua máy sấy Sữa đƣợc làm nguội sau sấy, đóng gói bảo quản Qui trình sản xuất Phối trộn ngun liệu Đồng hóa Thanh trùng Ủ chín Bổ sung hƣơng liệu Làm lạnh đơng,thổi khí Rót khuôn, que Làm lạnh sâu, kem Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM 2.1.3Sữa chua a Sữa chua yoghurt - Yoghurt dạng tĩnh - Yoghurt dạng động - Sữa chua uống Sơ đồ công nghệ sữa chua uống Lên men Phối trộn Đồng hóa Thanh trùng Làm lạnh Đồng hóa Rót Rót vơ trùng Bảo quản tuần Bảo quản tháng Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 Chất ổn định đƣờng mứt Đồng hóa UHT Rót vơ trùng Bảo quản vài tháng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Sơ đồ công nghệ sữa chua tĩnh động Chuẩn bị sữa để lên men Cấy men Sữa chua dạng tĩnh Sữa chua dạng động Rót Lên men Lên men Làm lạnh, Làm lạnh, ủ chín Trộn hƣơng Mứt hoa Rót Làm lạnh, ủ chín b Sữa chua kefir Qui trình sản xuất sữa chua kefir giống sữa chua yoghurt, nhƣng đƣợc bổ sung chủng vi sinh vật kefir Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM 2.1.4 Phơ mai bơ Qui trình sản xuất phomat Nhận sữa Qui trình sản xuất bơ Nhận cream Làm Thanh trùng cream Tiêu chuẩn hóa Làm lạnh ủ chín vật lý cream Thanh trùng Đảo trộn Làm nguội Rửa hạt bơ Cấy men Lên men giai đoạn Cắt quện sữa, tách nƣớc Trộn muối( bơ mặn) Xử lý hạt bơ Đóng gói Ép thành bánh Bảo quản Xử lý muối Ngâm chín Bao gói Bảo quản Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Mơi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Chương : Tính tốn 5.1 Tính tốn lưu lượng thiết kế Lƣu lƣợng trung bình ngày : Qngày = 500m3/ngày Lƣu lƣợng trung bình giời : Qh = = 20.83 m3/h 5.2 Tính tốn bể tuyển Các thơng số tính tốn Thơng số Giá trị Trong khoảng 170 475 0.03 0.05 20 325 Đặc trƣng Áp suất,kN/m2 270 340 Tỉ số khí: rắn Chiều cao lớp nƣớc,m Tải trọng bề mặt,m3/m2 ngày Thời gian lƣu nƣớc, phút - Cột áp lực 0.5 Mức độ tuần hoàn,% 120 (Nguồn:Xử lý nước thải thị cơng nghiệp-Tính tốn thiết kế cơng trình-Lâm Minh Triết) 5.2.1 Tính tốn kích thước bể Với bể tuyển khơng có tuần hồn nƣớc,áp suất u cầu cho cột áp lực đƣợc tính theo cơng thức sau: = (Nguồn:Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp-Tính tốn thiết kế cơng trình-Lâm Minh Triết) Trong đó:     A/S : tỉ số khí/ chất rắn,mL khí /mg chất rắn f :phần khí hịa tan áp suất P, thông thường f= 0.05 sA : độ hịa tan khí,mL/L Sa : hàm lượng bùn,mg/L  p : áp suất,atm, xác đinh P= , , ( kPa) Chọn A/S = 0.03 Sa = SS = 850 x ( 1 =765 mg/L sau qua song chắn rác ) sA= 16.4 mL/L Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM 0.03 = Vậy P = 4.392 atm = 455 kPa Lƣợng khí cần cung cấp A/S= 0.03 => A = 0.03S Với S lƣợng cặn đƣợc tách đơn vị thờigian S = Q Sa = 765 = 266 g/ph Dƣới áp suất 4.392 atm lƣợng khí dùng để bão hịa 70% = 11.4 g/ph  A= Khối lƣợng riêng không khí = 1.293 kg/m3 =  Lƣợng khơng khí cần = 8.8 10-3 m3/ph = 8.8 (l/ph) Chọn  Bể tuyển hình chữ nhật  Tải trọng bề mặt LA = 50m3/m2 ngày Diện tích bề mặt tuyển A= = 10 m2 Chọn  Chiều dài L = 4m  Chiều rộng B = 2.5m  Chiều cao H = 2.5m Thể tích bể tuyển V= L B H=4 2.5 2.5 = 25 m3 Thời gian lƣu nƣớc bể tuyển t= = / = 1.2h = 72 phút  Hiệu suất xử lý COD = 50%  Hàm lƣợng COD sau tuyển Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM 4900 ( – 50% ) = 2450 mg/L  Hiệu suất xử lý BOD = 36%  Hàm lƣợng BOD sau tuyển 2500 (1 – 36% ) = 1600 mg/L  Hiệu suất xử lý SS = 90%  Hàm lƣợng SS sau tuyển ( – 90% ) = 76.5 mg/L 765  Hiệu suất xử lý dầu mỡ = 85%  Hàm lƣợng dầu mỡ sau tuyển 228 ( – 85% ) = 34.2 mg/L Lƣợng chất lơ lửng dầu mỡ thu đƣợc ngày Mv(ss) = (765mg/L 90% + 228 85% ) 500m3/ngày 1kg/1000g = 441 kg SS/ngày 5.2.2 Chọn máy cấp khí Với lƣu lƣợng khí cần cung cấp :A = 8.8 (l/ph) áp suất 455kPa ta chọn máy cấp khí có Qkhí = 10.10-3 (m3/ph) , P = 500kPa 5.2.3 Tính tốn bơm vào bể tuyển Áp dụn phƣơng trình bernouly cho mặt cắt từ bể điều hòa vào bể tuyển z1 + + + Hb = z2 + Hb = (z1- z2 ) +( - + + ) +( - )+ Với  z1-z2 = : độ cao chênh lệch giƣa bể điều hòa bể tuyển  = : áp bể  Hệ số tổn thất đƣờng ống = 0.032  Tổng chiều dài ống dẫn từ bể điều hòa tới bể tuyển Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 = 4m 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM      Tổn thất qua co 90 : =4x1.1 =4.4 Tổn thất qua van chiều = 1x17.3 = 17.3 Tổn thất qua co hẹp đột ngột = 2x0.57=1.14 Vậy, tổng tổn thất = 4.4 + 17.3+ 1.14 = 22.84 Vận tốc bơm vào bể tuyển V= = = = 4.2 m/s Vậy tổn thất từ mặt cắt 1-1( bể điều hòa) tới mặt cắt 2-2( bể tuyển nổi): =( + ) =( +22.84) = 23.27 Cột áp bơm Hb = 2+23.27 = 25.27 Công suất bơm tuyển N= Với  Q = 500m2/ngày = 5.8x10-3m/s  Khối lƣợng riêng nƣớc = 1000kg/m3  Hiệu suất máy bơm = 0.85 N= = 1.68 kW = 2.2 HP Vậy chọn bơm ly tâm có cơng suất 2.5 HP 5.3 Bể kị khí UASB 5.3.1 Tính tốn kích thước bể Thông số đầu vào : Q = 500m3/ngày SS = 76.5 mg/L BOD = 1600 mg/L COD = 2450 mg/L Dầu mỡ = 34.2 mg/L Với hiệu xử lí bể UASB 70% lƣợng COD đầu 2450 ( 1- 70%) = 735 mg/L Lƣợng COD cần xử lý : 2450 – 735 = 1715 mg/L = 1.715 kg/m3 Lƣợng COD cần khử ngày G=1.715 kg/m3 500m3/ ngày = 857.5 kg/ ngày Chọn tải trọng xử lý bể UASB: L=7kg/m3 ngày đêm Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM (Nguồn Xứ Lý Nước Thải Đơ Thị Cơng Nghiệp-Lâm Minh Triết ) Thể tích phần xử lí yếm khí cần thiết Vk = = 122.5 m3 = Chọn chiều cao phần xử lý yếm khí H1 = 5m Diện tích bề mặt bể : = 24.5 m2 = F= Chọn kích thƣớc bể L B = 5m 5m  Chiều cao phần lắng H2 = 1.2m  Chiều cao bảo vệ H3 = 0.3m ( hl 1m) Chiều cao tổng cộng bể Hbể = Hk+ h2 + h3= + 1.2 + 0.3 = 6.5 m Vậy kích thƣớc xây dựng bể UASB L B H = 5 6.5 Thời gian lƣu nƣớc bể : = t= = 7.44 h ( khoảng cho phép ) / Thời gian lƣu nƣớc từ 12h Trong bể thiết kế ngăn lắng.Nƣớc vào đƣợc tách chắn khí đặt nghiêng góc = 60 ( với = 60 Gọi Hlắng chiều cao toàn ngăn lắng tg 55 =  H lắng = ắ tg55 - H3 = Kiểm tra yêu cầu thiết kế : tg60 - 0.3 = 1.87m ắ 30% 100% Thời gian lƣu nƣớc ngăn lắng ( tlắng Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 35% 30% ( thỏa yêu cầu ) 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM tlắng = ắ ắ = = / = 1.3h ( thỏa yêu cầu ) 5.3.2 Tấm chắn khí hướng dịng Khoảng cách chắn khí b Vận tốc nƣớc qua khe vào ngăn lắng (vqua khe = ÷ 10 m/h) ( Nguồn :Trịnh Xuân Lai – Tính tốn thiết kế cơng tình xử lý nước thải NXB Xây Dựng, năm 2000) Chọn vqua khe = 9m/h Ta có: Q 500 / 24(m3 / h) vquakhe    9m / h S khe  m  bm  khe  b= 0,145m=145 mm Trong bể UASB, ta bố trí hƣớng dịng chắn khí, đặt song song với nghiêng so với phƣơng ngang góc 600 Tấm chắn khí Dài = B = m Rộng = b1  H lang  H sin 55  Chiều rộng = 1000 mm  1.87  1,2  0.78m sin 60 Tấm chắn khí Đoạn xếp mí chắn khí lấy 400mm Dài = B = 5m Rộng = 0,25 m + H2  H3  h sin 60 Tấm hƣớng dòng: đƣợc đặt nghiêng so với phƣơng ngang góc  cách chắn khí dƣới 1m Với h = 1×sin(900 – 600 ) = 0.5m Rộng = 0,4m  1,2  0,3  0.5  1.55m sin 60  Chiều rộng = 1.6 m= 1600 mm Tấm hướng dòng Khoảng cách từ đỉnh tam giá hƣớng dịng đến chắn khí dƣới l= Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 = = 167mm 170mm 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Đoạn nhô hƣớng dòng nằm bên dƣới khe hở từ 10÷20 cm Chọn bên nhơ 15 cm D= 2x l +2x150 = 2x170+2x150 = 640mm Chiều rộng hƣớng dòng: 640 2  370mm b3   sin 60 sin 60 D b3 400mm Chiều dài hƣớng dòng: B = m 5.3.3 Tính máng thu nước Máng bê tơng Máng thu nƣớc đƣợc thiết kế theo nguyên tắc máng thu bể lắng, thiết kế máng thu nƣớc đặt bể chạy dọc theo chiều dài bể Vận tốc nƣớc chảy máng: 0,6÷0,7 m/s (Nguồn:Xử lý nước cấp,Nguyễn Ngọc Dung, NXB Xây Dựng, 1999) Chọn Vmáng= 0,6 m/s Diện tích mặt cắt ƣớt máng: Q = 500 m3/ ngày = 20.83 m3/h = 5.79 10 -3 m3/s / A= = = 0.0048 m2 Chọn  Bề rộng máng = 300mm  Chiều cao máng = 150mm Máng bê tơng cốt thép dày 65 mm, có lắp thêm máng cƣa thép không gỉ, đƣợc đặt dọc bể, chắn khí Máng có độ dốc 1% để nƣớc chảy dễ dàng phần cuối máng Tại có đặt ống thu nƣớc  90 thép để dẫn nƣớc sang bể sinh học thiếu khí 5.3.4 Máng cưa: Máng tràn gồm nhiều cƣa hình chữ V Chiều cao cƣa: 50 mm Chiều dài đoạn vát đỉnh cƣa: 100 mm Chiều cao thanh: 250 mm Khe dịch chỉnh: Cách 450 mm Bề rộng khe: 12 mm Chiều cao: 1000 mm 5.3.5 Tính lượng khí sinh ống thu khí Lƣợng khí sinh Lƣợng khí sinh bể = 0.5 m 3/kgCODloaịbỏ Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM (Nguồn:Metcalf & Eddy – Waste water engineering Treating, Diposal, Reuse, MccGraw-Hill, Third edition, 1991) Qkhí = 0,5 m3 /kgCODloaịbỏ 857.5 kgCODloaịbỏ /ngaỳ = 428.75 m3/ngaỳ = 17.86 m3/h = 0,005 m3/s Lƣợng khí methane sinh = 0,35 /kgCODloaịbỏ QCH4 = 0,35 m3kgCODloaịbỏ 875 kgCODloaịbỏ = 119,4 m3/ngaỳ Tính ống thu khí Chọn vận tốc khí ống Vkhí = 15 m/s Đƣờng kính ống dẫn khí : Dkhí = = = 0.021 m = 21mm Chọn đƣờng kính ống  25 nhựa PVC nhựa Bình Minh số hiệu PN12.5 ( trong = 25) Kiểm tra vận tốc khí : V khí = x0,005 xQkhí = = 14.4 m/s x0,0212 xD 5.3.6 Tính lượng bùn sinh ống xả bùn : Lƣợng bùn sinh Lƣợng bùn sinh bể = 0,05 : 0,1 g VSS/g COD loaị bỏ ( Nguồn :Metcalf & Eddy – Waste water engineering Treating, Diposal, Reuse, MccGraw-Hill, Third edition, 1991) Khối lƣợng bùn sinh ngày Mbùn = 0,05 kg VSS/kg CODloại bỏ x 857.5 VSS/kg CODloại bỏ /ngày =42.9 kg VSS/ngày m bùn 260 kgVSS ( Nguồn : Anaerobic Sewage Treament ,Adianus C.van Haander and Gatze lettinna,trang 91 ) Thể tích bùn sinh ngày Vbùn = M buøn 42.9(kgVVS / ngay) = = 0,165m3/ngày 260(kgVSS / ngay) P Lƣợng bùn sinh tháng = 0,165 x30 = 4.95 m3 /tháng Chiều cao bùn tháng : hbùn = = = 0.2 m/tháng Chọn thời gian xả bùn 1-3 tháng lần Thể tích bùn sinh tháng Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Vbùn = 4.95 ( m3/tháng)x3 (tháng) = 14.85 m3 Chọn thời gian xả bùn Lƣu lƣợng bùn xả : Qbùn = = 4.95 m3/h = Chọn nhánh thu bùn đƣờng kính = 60mm 5.3.7 Hệ thống phân phối nước bể Với loại bùn dạng hạt ,tải trọng > kgCOD /m3.ngày số điểm phân phối nƣớc bể cần thỏa m2 đầu phân phối Số đầu phân phối cần : x5 = 12 đầu 2m / dau  Chọn đầu phân phối Nƣớc từ bể acid đƣợc bơm qua bể UASB theo đƣờng ống ,phân phối ống nhánh nhờ hệ thống van đồng hồ đo lƣu lƣợng đặt ống Vận tốc nƣớc ống ( ống đẩy bơm ): Vchính = 1,5 : 2,5 m/s Chọn Vchính = m/s  Chọn đƣờng kính ống : 4Q =  Vchính Dchính = = 0.061 m =60mm Sử dụng ống inox 60 (trong = 60) làm ống Kiểm tra vận tốc nƣớc ống Q Vchính = S = / = 1.8 m/s Vận tốc ống nhánh : Vnhánh = : m/s Chọn Vnhánh = m/s Lƣu lƣợng nƣớc ống nhánh Qnhánh Q 20,83m / h = = = 5,21 m3/h 4  Đƣờng kính ống nhánh Dchính = = x(5,21 / 3600) = 0,03 m = 30 mm  x  sử dụng ống inox 34 (trong = 30) để dẫn nƣớc phân phối UASB Kiểm tra vận tốc nƣớc ống nhánh : Vnhánh 5,21 / 3600(m / s) = = = 2,05 m/s S nhanh ( / 4)m Q 5.3.8 Bơm Lƣu lƣợng cần bơm Q = 20,83 m3/h Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Cột áp bơm : H = Z + h (m H2O) Z : khoảng cách từ mặt nƣớc bể Acid đến mặt nƣớc bể UASB h : tổng tổn thất bơm ,bao gồm tổn thất cục ,tổn thất dọc đƣờng ống ,tổn thất qua lớp bùn lơ lửng bể UASB Một cách gần ,chọn o Z = m H2O o h = m H2O o = 80%  H = 4+ = 11 m H2O Công suất yêu cầu trục bơm : N= (20,83 / 3600)m3 x1000kg / m3 x9,81m / s x11m Q p.g.H = = 0,78kw 1000.x0,8 1000. Vậy chọn bơm có cơng suất 1,5 kw ( 2HP ) Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Phụ lục Catalogue ống tráng kẽm, dùng để dẫn nƣớc xuyên tƣờng Ống thép mạ kẽm - hàng SeAH Hạng BS - A1 BS - L BS - M Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 Đ.kính danh nghĩa Đường kính Chiều dầy Trọng lượng A (mm) B (inch) mm kg/m 15 1/2 þ21.2 1.9 0.914 20 3/4 þ26.65 2.1 1.284 25 þ33.5 2.1 1.642 25 þ33.5 2.3 1.787 32 1-1/4 þ42.2 2.1 2.092 32 1-1/4 þ42.2 2.3 2.26 40 1-1/2 þ48.1 2.5 2.83 50 þ59.9 2.6 3.693 65 2-1/2 þ75.6 2.9 5.228 80 þ88.3 2.9 6.138 100 þ113.45 2.9 7.938 100 þ113.45 3.2 8.763 15 1/2 þ21.2 2.0 0.947 20 3/4 þ26.65 2.3 1.381 25 þ33.5 2.6 1.981 32 1-1/4 þ42.2 2.6 2.54 40 1-1/2 þ48.1 2.9 3.23 50 þ59.9 2.9 4.08 65 2-1/2 þ75.6 3.2 5.71 80 þ88.3 3.2 6.72 100 þ113.45 3.6 9.75 15 1/2 þ21.4 2.6 1.21 20 3/4 þ26.9 2.6 1.56 Giá 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM 25 ỵ33.8 3.2 2.41 32 1-1/4 ỵ42.5 3.2 3.1 40 1-1/2 ỵ48.4 3.2 3.57 50 ỵ60.3 3.6 5.03 65 2-1/2 ỵ76.0 3.6 6.43 80 ỵ88.8 4.0 8.37 100 ỵ114.1 4.0 10.939 100 ỵ114.1 4.5 12.2 Ống thép mạ kẽm - hàng Việt Đức Hạng BS - A1 BS - L Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 Đ.kính danh nghĩa Đường kính Chiều dầy Trọng lượng A (mm) B (inch) mm kg/m 15 1/2 þ21.2 1.9 0.914 20 3/4 þ26.65 2.1 1.284 25 þ33.5 2.1 1.642 25 þ33.5 2.3 1.787 32 1-1/4 þ42.2 2.1 2.092 32 1-1/4 þ42.2 2.3 2.26 40 1-1/2 þ48.1 2.5 2.83 50 þ59.9 2.6 3.693 65 2-1/2 þ75.6 2.9 5.228 80 þ88.3 2.9 6.138 100 þ113.45 2.9 7.938 100 þ113.45 3.2 8.763 15 1/2 þ21.2 2.0 0.947 20 3/4 þ26.65 2.3 1.381 25 þ33.5 2.6 1.981 32 1-1/4 þ42.2 2.6 2.54 40 1-1/2 þ48.1 2.9 3.23 Giá 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM BS - M 50 ỵ59.9 2.9 4.08 65 2-1/2 þ75.6 3.2 5.71 80 þ88.3 3.2 6.72 100 þ113.45 3.6 9.75 15 1/2 þ21.4 2.6 1.21 20 3/4 þ26.9 2.6 1.56 25 þ33.8 3.2 2.41 32 1-1/4 þ42.5 3.2 3.1 40 1-1/2 þ48.4 3.2 3.57 50 þ60.3 3.6 5.03 65 2-1/2 þ76.0 3.6 6.43 80 þ88.8 4.0 8.37 100 þ114.1 4.0 10.939 100 þ114.1 4.5 12.2 Ống thép mạ kẽm - hàng Vinapipe Hạng BS - A1 Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 Đ.kính danh nghĩa Đường kính Chiều dầy Trọng lượng A (mm) B (inch) ngoi mm kg/m 15 1/2 ỵ21.2 1.9 0.914 20 3/4 ỵ26.65 2.1 1.284 25 ỵ33.5 2.1 1.642 25 ỵ33.5 2.3 1.787 32 1-1/4 ỵ42.2 2.1 2.092 32 1-1/4 ỵ42.2 2.3 2.26 40 1-1/2 ỵ48.1 2.5 2.83 50 ỵ59.9 2.6 3.693 65 2-1/2 ỵ75.6 2.9 5.228 80 ỵ88.3 2.9 6.138 100 ỵ113.45 2.9 7.938 Giá 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM BS - L BS - M Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 100 ỵ113.45 3.2 8.763 15 1/2 ỵ21.2 2.0 0.947 20 3/4 ỵ26.65 2.3 1.381 25 ỵ33.5 2.6 1.981 32 1-1/4 ỵ42.2 2.6 2.54 40 1-1/2 ỵ48.1 2.9 3.23 50 ỵ59.9 2.9 4.08 65 2-1/2 ỵ75.6 3.2 5.71 80 ỵ88.3 3.2 6.72 100 ỵ113.45 3.6 9.75 15 1/2 ỵ21.4 2.6 1.21 20 3/4 ỵ26.9 2.6 1.56 25 ỵ33.8 3.2 2.41 32 1-1/4 ỵ42.5 3.2 3.1 40 1-1/2 ỵ48.4 3.2 3.57 50 ỵ60.3 3.6 5.03 65 2-1/2 ỵ76.0 3.6 6.43 80 ỵ88.8 4.0 8.37 100 ỵ114.1 4.0 10.939 100 ỵ114.1 4.5 12.2 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Catalogue ống dẫn nƣớc thép không gỉ Diameter(mm) DN.(mm) Outside Diameter l (mm) 21 27 34 42 48 60 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 21.0 + 0.3 26.4 +0.2 34.0 -0.3 42.0 +0.2 48.2 +0.2 60.0 -0.3 75.0 +0.3 90.0 +0.3 110.0 +0.3 125.0 +0.4 140.0 +0.5 160.0 +0.5 180.0 +0.6 200.0 +0.6 225.0 +0.7 250.0 +0.8 280.0 +0.9 315.0 +1.0 355.0 +1.1 400.0 +1.2 450.0 +1.4 500.0 +1.5 32 32 34 42 60 60 70 79 91 100 109 121 133 145 160 175 193 214 238 265 295 325 PN e (mm) 1.9 +0.3 2.2 +0.4 2.5 +0.5 2.8 +0.5 3.2 +0.5 3.6 +0.6 3.9 +0.6 4.4 +0.6 4.9 +0.7 5.5 +0.8 6.2 +0.8 7.0 +0.9 7.8 +1.0 8.8 +1.1 9.8 +1.2 PN e (mm) 1.5 +0.3 1.85 +0.3 2.2 +0.4 2.7 +0.5 3.1 +0.6 3.5 +0.6 4.0 +0.6 4.4 +0.6 4.9 +0.7 5.5 +0.8 6.2 +0.8 6.9 +0.9 7.7 +1.0 8.7 +1.1 9.8 +1.2 11.0 +1.3 12.3 +1.4 PN e (mm) 1.5 +0.3 1.6 +0.3 1.8 +0.4 2.2 + 0.4 2.7 +0.5 3.2 +0.5 3.7 +0.6 4.1 +0.6 4.7 +0.7 5.3 +0.7 5.9 +0.8 6.6 +0.9 7.3 +0.9 8.2 +1.0 9.2 +1.1 10.4 +1.2 11.7 +1.4 13.2 +1.5 - PN e (mm) 1.3 +0.3 1.7 +0.3 1.9 +0.4 2.3 +0.4 2.9 +0.5 3.5 +0.6 4.2 +0.6 4.8 +0.7 5.4 +0.7 6.2 +0.8 6.9 +0.9 7.7 +1.0 8.6 +1.1 9.6 +1.2 10.7 +1.3 12.1 +1.4 13.6 +1.6 15.3 +1.7 17.2 +1.9 - - Manufactured in accordance with ISO 4422:1996 (TCVN 6151:2002) - L: The standard length of pipe 4000+10 mm - e: Wall thickness - l : The length of sockets PN : Nominal Pressure (Bar) (1Bar = 0.98 Kg/cm2) The length and wall thickness of pipe can be changed to meet customer's demand Sockets manufactured in accordance with DIN 19532 TÀI LIỆU THAM KHẢO LÂM MINH TRIẾT, NGUYỄN THANH HÙNG, NGUYỄN PHƢỚC DÂN - XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ & CÔNG NGHIỆP Tính tốn thiết kế cơng trình NXB ĐHQG TPHCM NGUYỄN PHƢỚC DÂN - Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải BÙI XUÂN THÀNH - Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải NGUYỄN VĂN PHƢỚC, NGUYỄN THỊ THANH PHƢỢNG – Giáo trình kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp NXB Xây Dựng Nguyễn Kim Thiện MSSV : 90602325 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Mơi Trƣờng, ĐHBK TPHCM ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI (MSMH: 610080) Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa sản phẩm. .. việc xử lý nƣớc thải ngành sữa phải đƣợc quan tâm từ giai đoạn thiết kế nhà máy Sữa sản phẩm từ sữa gần gũi với ngƣời dân, trƣớc năm 90 có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu sữa đặc sữa. .. luanvanchat@agmail.com Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM Chương 3: Công nghệ xử lý 3.1 Các khâu sản xuất gây ô nhiễm nguồn nước Dựa vào qui trình cơng nghệ sản xuất,ta