Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới giáo Đặng Minh Hằng ln tận tình dẫn, động viên, giúp đỡ em suốt thời gian em thực tập thực đồ án Em ln ghi nhớ với kính trọng biết ơn sâu sắc Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, thầy cô nhiệt tình dạy giúp đỡ em trình thực đồ án Cảm ơn tất bạn sinh viên K51 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, bạn bên động viên, giúp đỡ, góp ý giúp em hồn thành đồ án Và em xin bày tỏ biết ơn tới gia đình, người thân bạn bè em, người bên em yêu thương chăm sóc, tạo điều kiện giúp em hồn thành q trình học tập trường có thành ngày hôm Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 201 Sinh viên Bùi Công Thành Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 MỤC LỤCC LỤC LỤCC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN SỮA TẠI VIỆT NAM I.1 Tổng quan ngành sản xuất sữa I.2 Quy trình sản xuất I.3 Tác động đến môi trường ngành chế biến sữa CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA 11 II.1 Xử lý nước thải phương pháp học 11 II.2 Xử lý nước thải phương pháp hóa học hóa lý 12 II.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 13 CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ .17 III.1 Tính chất nước thải 17 III.2 Đề xuất công nghệ xử lý 18 III.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 23 CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA CÔNG SUẤT 300m3/NGÀY 26 IV.1 Hố thu .27 IV.2 Song chắn rác 28 IV.3 Bể điều hòa 30 IV.4 Bơm nước thải từ hố thu sang bể điều hòa .33 IV.5 Bể tuyển .35 IV.6 Bể lắng đợt 39 IV.7 Bể Aeroten .43 IV.8 Bể lắng đợt .50 IV.9 Bể khử trùng .54 IV.10 Bê nén bùn .56 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết phân tích mẫu nước thải đầu vào hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sữa Nghệ An 17 Bảng 4.1 Thông số thiết kế kích thước hố thu 28 Bảng 4.2 Thông số thiết kế kích thước Song chắn rác .29 Bảng 4.3 Số liệu thiết kế Bể điều hòa 33 Bảng 4.4 Đợ hịa tan của khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ 36 Bảng 4.5 Số liệu thiết kế Bể tuyển nổi 38 Bảng 4.6 Kích thước xây dựng bể lắng 42 Bảng 4.7 Cơng suất hịa tan oxy vào nước thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn .47 Bảng 4.8 Kích thước xây dựng bể Aeroten 50 Bảng 4.9 Kích thước xây dựng bể lắng 54 Bảng 4.10 Các thông số thiết kế bể khử trùng 55 Bảng 4.11 Kích thước xây dựng bể nén bùn 58 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Số lượng bị sữa sản lượng sữa Việt Nam sau năm 1990 .2 Hình 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng .4 Hình 1.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua tiệt trùng Hình 1.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa đặc có đường Hình 3.1 Quy trình xử lý nước thải phương án 20 Hình 3.2 Quy trình xử lý nước thải phương án 21 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 DANH MỤC VIẾT TẮT BOD: COD: DO: F/M: MLSS: MLVSS: SS: TCVN: Biochemical Oxygen Demand _Nhu cầu oxy sinh hóa,mg/l Chemical Oxygen Demand _Nhu cầu oxy hóa học, mg/l Dissolved Oxygen _Oxy hịa tan, mg/l Food to microorganism _Tỷ số lượng thức ăn lượng vi sinh vật mơ hình Mixed Liquor Suspended Solid _Chất rắn lơ lửng bùn, mg/l Mixed Liquor Volatite Suspended Solid _Chất rắn lơ lửng bay bùn lỏng, mg/l Suspended Solid _Chất rắn lơ lửng, mg/l Tiêu chuẩn Việt Nam Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 MỞ ĐẦU Sữa nguồn dinh dưỡng có giá trị, phù hợp với lứa tuổi, đặc biệt trẻ em, người lớn tuổi phụ nữ mang thai Sữa cung cấp nhiều chất bổ dưỡng lượng cần thiết cho trình hoạt động thể Ngày nay, mức sống ngày nâng cao sản phẩm sữa sử dụng rộng rãi Cũng ngành công nghiệp khác, năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ.Các sản phẩm sữa sản xuất Việt Nam bày bán tiêu thụ khắp nơi Hiện nhu cầu tiêu thụ sữa nước đạt 600 triệu lít/năm, năm 2008 sữa khai thác từ đàn bị nước đạt 120 ngàn (đáp ứng 24-25% nhu cầu) Như hệ tất yếu, có điều kiện khai thác nguyên liệu chỗ, ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam có đủ điều kiện thuận lợi để phát triển Tuy nhiên, bên cạnh đóng góp mặt kinh tế, sản phẩm dinh dưỡng cần thiết cho sống người, công nghiệp chế biến sữa tạo nhiều chất thải góp phần làm nhiễm mơi trường tự nhiên Nhiều nhà máy không trọng đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải gây ô nhiễm môi trường trầm trọng cho khu vực xung quanh Điều thúc đẩy việc đầu tư, lựa chọn áp dụng kỹ thuật xử lý chất thải phù hợp để hạn chế loại trừ tác động xấu đến môi trường xung quanh Nhà máy sữa Nghệ An khánh thành vào ngày 30 tháng 06 năm 2005, có địa đặt Khu Cơng Nghiệp Cửa Lị, Tỉnh Nghệ An Trong q trình hoạt động, Nhà máy đem lại nhiều lợi ích cho tỉnh địa phương Tuy nhiên bên cạnh đó,về vấn đề mơi trường Nhà máy cịn tồn nhiều bất cập Do tơi chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m 3/ ngày”,hy vọng góp phần giải vần đề mơi trường cho Nhà máy Mặt khác kết tính tốn đồ án xem xét để sử dụng cho việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sữa khác Đồ án bao gồm nội dung sau : - Tổng quan ngành chế biến sữa Việt Nam quy trình sản xuất sữa - Các phương pháp xử lý nước thải nhà máy sữa - Đề xuất tính tốn hệ thống xử lý nước thải cơng suất 300m3/ngày - Tính tốn chi phi kinh tế Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN SỮA TẠI VIỆT NAM I.1 Tổng quan ngành sản xuất sữa Trong công nghệ chế biến thực phẩm, sữa sản phẩm cao cấp có giá trị dinh dưỡng cao thể người có tác dụng phục hồi sức khỏe cho người lao động, dễ hấp thụ người bệnh, trẻ em người cao tuổi Việt Nam vốn khơng có ngành chăn ni trâu bị sữa truyền thống nên khơng có giống trâu bị sữa chun dụng đặc thù Chăn ni bị sữa xuất Việt Nam từ năm đầu kỷ XX Trải qua năm tháng khó khăn đất nước, ngành chăn ni bị sữa đóng góp đáng kể việc đảm bảo nhu cầu lương thực thực phẩm cho phát triển đất nước Tuy nhiên ngành chăn nuôi bò sữa thực trở thành ngành sản xuất hàng hóa từ năm 1990 trở lại Hình 1.1 Số lượng bị sữa sản lượng sữa Việt Nam sau năm 1990 Trong tổng đàn bò sữa nước có, 75% tập trung TP Hồ Chí Minh tỉnh phụ cận Đồng Nai, Bình Dương Long An v.v , khoảng 20% tỉnh phía Bắc, 2% tỉnh miền Trung 2% Tây Nguyên Hiện tại, cấu giống đàn bò sữa nước bò HF chiếm khoảng 10% bò lai chiếm khoảng 90% Chăn ni bị sữa chủ yếu hộ gia đình (95%), ngồi có số sở chăn ni Nhà nước liên doanh Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 Nhìn chung, ngành chăn ni bị sữa phát triển mạnh từ đầu năm 1990 đến 2004, từ sau có Quyết định 167 nói Tuy nhiên, tổng sản lượng sữa tươi sản xuất nước đáp ứng khoảng 20-25% lượng sữa tiêu dùng, lại phải nhập từ nước ngồi Sau số năm phát triển q nóng, từ năm 2005 phát triển ngành chăn nuôi bò sữa chững lại bộc lộ số khó khăn, yếu mới, vấn đề tổ chức quản lý vĩ mô ngành hàng tổ chức quản lý sản xuất sở chăn ni “hiện đại” có quy mơ lớn Sữa sản phẩm từ sữa gần gũi với người dân, trước năm 90 có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu sữa đặc sữa bột ( nhập ngoại), thị trường sữa Việt Nam có gần 20 hãng nội địa nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chia thị trường tiềm với 80 triệu dân Tổng mức sản xuất sữa Việt Nam 234.000 tấn, đáp ứng 22% nhu cầu nước, giảm mức nhập sản phẩm sữa hàng năm từ 90% xuống 78% Sự phát triển chiến lược ngành sữa Việt Nam đáp ứng nhu cầu nước: từ 10% (2001) lên 22% (2005), dự kiến tăng lên 34% (2015) & 38 % (2020) Về mức tiêu thụ sữa trung bình Việt Nam khoảng 7,8 kg/người/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 dưỡng bổ sung bữa ăn hàng ngày, với trẻ em, thiếu niên người trung tuổi – sữa có tác dụng lớn hỗ trợ sức khỏe Trên thị trường có nhiều loại bột ngũ cốc, đồ uống tăng cường sức khỏe… sản phẩm chất lượng độ dinh dưỡng khơng hồn toàn thay sữa Như hệ tất yếu, có điều kiện khai thác nguyên liệu chỗ, ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam có đủ điều kiện thuận lợi để phát triển Tuy nhiên, bên cạnh đóng góp mặt kinh tế, sản phẩm dinh dưỡng cần thiết cho sống người, công nghiệp chế biến sữa tạo nhiều chất thải góp phần làm nhiễm môi trường tự nhiên Nhiều nhà máy không trọng đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải gây ô nhiễm môi trường trầm trọng cho khu vực xung quanh Điều thúc đẩy việc đầu tư, lựa chọn áp dụng kỹ thuật xử lý chất thải phù hợp để hạn chế loại trừ tác động xấu đến môi trường xung quanh I.2 Quy trình sản xuất Có nhiều công nghệ chế biến sữa: sữa tươi tiệt trùng, sữa nguyên kem, sữa đặc, sữa bột … Dưới vài công nghệ chế biến sữa tiêu biểu : Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 Quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng Nguyên liệu Sữa tươi, bột sữa gầy, bơ sữa, đường, chất ổn định, Hương, màu, vitamin Phối trộn Lọc Thanh trùng Làm lạnh Khuấy trộn Nướ c Chuẩn hóa Đồng hóa Tiệt trùng Đóng gói Tồn trữ Phân phối Hình 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất: - Nguyên liệu: Sữa tươi, bột sữa gầy, nước, bơ sữa, đường, hương, màu, vitamin, chất ổn định trộn hệ thống phối trộn, nhiệt độ dịch gia nhiệt qua vỉ trao đổi nhiệt trình phối trộn - Sau sữa tan hoàn toàn, dịch bơm qua hệ thống lọc - Dịch sữa trùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỉ, lưu nhiệt ống xoắn lưu nhiệt nhằm tiêu diệt vi khuẩn có dung dịch sữa, sau làm lạnh nhằm hạn chế vi khuẩn phát triển trình chế biến, bơm vào bồn trung gian - Sản phẩm chuẩn hóa - Dịch sữa nâng nhiệt trước vào máy đồng hóa Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 - Sau bơm tiệt trùng hệ thống tiệt trùng bơm vào bồn tiệt trùng - Sữa từ bồn tiệt trùng bơm qua máy đóng hộp vơ trùng, dán ống hút, gói lại tép hộp, cho vào thùng carton, chất pallet kiểm tra xuất xưởng - Hạn sử dụng sản phẩm tháng tính từ ngày đóng hộp Quy trình sản xuất sữa chua tiệt trùng Sữa tươi, bơ sữa, sữa bột gầy, Hương, màu, vitamin, nước Nguyên liệu Phối trộn Lọc Thanh trùng Ủ men Làm lạnh Khuấy trộn Nước Chuẩn hóa Đồng hóa Tiệt trùng Rót hộp Sản phẩm Hình 1.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua tiệt trùng Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa công suất 300m3/ngày - Bùi Công Thành - Lớp CNMT K51 Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất: - Sữa bột, bột sữa gầy, nước, bơ sữa trộn hệ thống phối trộn, nhiệt độ dịch gia nhiệt qua vỉ trao đổi nhiệt trình phối trộn - Sau dịch sữa tan, bơm qua hệ thống lọc - Dịch sữa trùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỉ, lưu nhiệt ống xoắn lưu nhiệt, nhằm tiêu diệt vi khuẩn có dịch sữa - Sau trùng dịch hạ nhiệt, bơm vào bồn chứa trung gian làm nguội đến nhiệt độ cấy men hệ thống trao đổi nhiệt bồn vỏ - Khi pH đạt đến 4.00 dịch khuấy đều, ngưng trình lên men - Dịch sữa bán thành phẩm chuẩn hóa theo tổng số chất khơ, chỉnh pH 4.00 - Dịch sữa đưa vào máy đồng hóa - Sau tiệt trùng bồn tiệt trùng - Sữa chua từ bồn tiệt trùng bơm qua máy đồng hộp vô trùng, dán ống hút, sản phẩm gói lại tép hộp, cho vào thùng carton, chất pallet kiểm tra xuất xưởng - Hạn sử dụng sản phẩm tháng tính từ ngày đóng hộp Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551