Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền ACECOOK, tỉnh Vĩnh Long với công suất 200 m3 trên ngàyđêm

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền ACECOOK, tỉnh Vĩnh Long với công suất 200 m3ngàyđêm Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền ACECOOK, tỉnh Vĩnh Long với công suất 200 m3ngàyđêm Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền ACECOOK, tỉnh Vĩnh Long với công suất 200 m3ngàyđêm

KHOA MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN ACECOOK Ở VĨNH LONG,

CÔNG SUẤT 200 M3/NGÀY.ĐÊM

SVTH : NGÔ HOÀI VĂN

CBHD : TS TRẦN MINH CHÍ

KS NGUYỄN ĐÌNH ĐỨC BỘ MÔN : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TP Hồ Chí Minh, Tháng 01/2007

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Ngành sản xuất mì ăn liền đã xuất hiện từ lâu ở Việt Nam, nhưng nó chỉ mới thực sự phổ biến và vươn lên phát triển mạnh mẽ trong vài năm trở lại đây ở nước ta Trong những năm gần đây, nhờ chính sách đổi mới của đất nước, thực hiện chủ trương công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, hiện tại ở thị trường nội địa đã có khoảng hơn 40 hãng sản xuất mì ăn liền, trong đó có liên doanh, nước ngoài, doanh nghiệp nhà nước và các công ty tư nhân với sản lượng khoảng 2,5 tỷ gói/năm, trong đó xuất khẩu 900 triệu gói, đạt kim ngạch khoảng 50 triệu USD

Ngày nay, ngành sản xuất mì ăn liền là một trong những ngành sản xuất đóng góp kim ngạch xuất khẩu khá lớn, lại thu hút nhiều lao động nên được chú trọng ở Việt Nam Với mục tiêu phấn đấu lọt vào “tốp 5” xuất khẩu mì ăn liền trên thế giới cho thấy qui mô và định hướng phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp này Cho đến nay, ngành đã trở thành một ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Bên cạnh quá trình phát triển nhanh chóng, ngành công nghiệp sản suất mì ăn liền này phải đương đầu với vấn đề ô nhiễm môi trường ngày một trầm trọng hơn Một số nhà máy trực tiếp xả nước thải chưa được xử lý ra hệ thống sông rạch làm cho tình trạng ô nhiễm lan tràn với diện rộng không lường hết được, như trường hợp của Vifon, Sàigòn-Wevong…Với mục tiêu và quan điểm phát triển công ngiệp trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh thời kì 2005-2010, phát triển bền vững và bảo vệ môi trường không thể tách rời Ngành sản xuất mì ăn liền không thể nằm ngoài định hướng này, do đó việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải hiện nay đang là vấn đề hết sức cần thiết nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường của chúng ta

1.2 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất mì ăn liền Acecook ở Vĩnh Long với công suất 200 m3/ngày.đêm đạt tiêu chuẩn TCVN 6984:2001 đồng thời đảm bảo các điều kiện về diện tích mặt bằng, kinh tế,…

1.3 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN CỦA LUẬN VĂN:

Đề tài tập trung vào việc giới thiệu tổng quan những vấn đề có liên quan, tìm hiểu về công ty sản xuất mì ăn liền Acecook cũng như tính toán các thông số cơ bản để thiết kế hệ thống

Số liệu phân tích thu thập được trong những năm gần đây

1.4 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN:

Thực tế nước thải sau xử lý của các nhà máy, xí nghiệp công ngiệp ở nước ta hiện nay có thể thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép nếu áp dụng các công nghệ tiên tiến, hiện đại Nhưng như vậy giá thành xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải sẽ rất cao, làm tăng giá thành sản phẩm và ảnh hưởng tới khả năng cạnh tranh trên thị trường nên ít cơ sở áp dụng công nghệ này Chính điều đó là trở ngại chính cho việc thực hiện giảm thiểu ô nhiễm môi trường của Việt Nam

Vì vậy, việc thiết kế một hệ thống xử lý với chi phí thấp mà vẫn đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra nguồn tiếp nhận là cần thiết Ý nghĩa của luận văn không nằm ngoài mục tiêu đó nhằm góp một phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường sống của chúng ta

1.5 KHẢ NĂNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI:

Hệ thống xử lý kết hợp các công đoạn xử lý cơ học, sinh học…Với điều kiện khí hậu nóng ẩm ở nước ta, việc sử dụng công nghệ sinh học để xử lý nước thải sản xuất mì ăn liền là hợp lý Đây là phương pháp có thể nghiên cứu phát triển và mở rộng không những với nước thải mì ăn liền quy mô lớn hơn mà còn có thể áp dụng với các loại nước thải công nghiệp khác như nước thải thủy sản, giết mổ gia súc…

1.6 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:

Phương pháp thu thập số liệu: Cập nhật thông tin từ bên ngoài trên các phương tiện như: sách báo, đài, Internet, tạp chí…

Tổng quan tài liệu

Khảo sát, tham quan

Phân tích, tính toán và thống kê số liệu, so sánh với tiêu chuẩn cho phép

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN

XUẤT MÌ ĂN LIỀN VÀ CÔNG TY ACECOOK

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN: 2.1.1 Hiện trạng ngành mì ăn liền:

Mì ăn liền xuất hiện ở Việt Nam đầu tiên vào khoảng thập niên 60, nó nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường tiêu dùng bởi sự phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng Việt Nam Dần dần, tính tiện dụng và giá cả phù hợp của mì ăn liền khiến chúng ngày càng phổ biến hơn trong đời sống và phục vụ cho nhu cầu sống của nhân dân ta

Đến năm 1969, nhãn hiệu mì ăn liền đầu tiên ra đời ở Việt Nam là Vifon Lần lượt sau đó các nhãn hiệu mì khác liên tiếp được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng như: Vina-Acecook, Miliket, Colusa, Bình Tây,

Milipa, Vị Hương, An Thái, Gấu Đỏ…

Vào những năm của thập niên 80, thị trường trong nước còn xuất hiện nhiều nhãn hiệu mì ăn liền của các nước khác như: Thái Lan, Singapore, Trung Quốc, Malaysia…

Gần đây ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền ở Việât Nam hòa mình vào công cuộc đổi mới, đã từng bước vươn lên phát triển mạnh mẽ,các đơn vị sản xuất vẫn liên tục mở rộng sản xuất, gia tăng sản lượng và cải tiến sản phẩm hàng năm không những đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân mà còn cạnh tranh được với các mặt hàng cùng loại do nước ngoài sản xuất

Dân số Việt Nam hiện nay hơn 80 triệu người với tốc độ tăng dân số bình quân khoảng 2%/năm, Việt Nam được các hãng lớn trên thế giới đánh giá là một thị trường có tiềm năng tiêu thụ lớn hàng lương thực thực phẩm chế biến, nhất là các loại thức ăn nhanh, trong đó mì ăn liền rất được người Việt Nam ưa chuộng do thuận tiện, nhanh chóng và giá cả phù hợp với túi tiền của đại đa số dân chúng, kể cả các vùng nông thôn rộng lớn

Những năm gần đây, các đơn vị sản xuất mì đã tăng cường đầu tư đổi mới công nghệ nghiên cứu phát triển để đưa ra nhiều sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu và thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùngtrong nước và xuất khẩu như mì ly, mì tô và cháo dinh dưỡng

Trong vòng 3 năm trở lại đây, trên cả nước đã có thêm khoảng 20 công ty sản xuất mì ăn liền tham gia thị trường với mức vốn đầu tư quy mô lớn, đổi mới công nghệ, tăng cường nghiên cứu phát triển, nghiên cứu nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng và tung ra thị trường rất nhiều sản phẩm mới, mẫu mã bao bì phong phú đẹp mắt, chất lượng đáp ứng tối đa khẩu vị, nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng Việt Nam và các nước nhập khẩu

Năm 2006 và trong vài năm tới, cuộc cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường mì ăn liền và thực phẩm chế biến tại Việt Nam sẽ ngày càng dữ dội hơn Đặc biệt, cuối năm nay, sau khi Việt Nam gia nhập WTO, sẽ mở ra những cơ hội cho các công ty sản xuất thực phẩm chế biến từ Mỹ sẽ vào Việt Nam và cuộc cạnh tranh sẽ càng gay gắt hơn

Bảng2.1: Sản lượng mì ăn liền của các xí nghiệp qua các năm

Các hãng sản xuất mì ăn liền đang cạnh tranh rất gay gắt, họ luôn tìm cách cho

ra đời các sản phẩm với bao bì đẹp, chất lượng và mức giá phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng Hiện tại ở thị trường nội địa có khoảng hơn 40 hãng sản xuất mì ăn liền, trong đó có liên doanh, nước ngoài, doanh nghiệp nhà nước và các công ty tư nhân đang dành giật thị trường Một số đối thủ cạnh tranh có tiềm lực và uy tín như: Vina-Acecok, Miliket, Uni-President…

2.1.2 Công nghệ sản xuất và nguyên nhiên vật liệu của ngành mì ăn liền:

2.1.2.1 Công nghệ sản xuất mì ăn liền:

Thiết bị máy móc sản xuất mì ăn liền đều sử dụng nguyên lý hoạt động của thiết bị do Nhật Bản chế tạo và lần đầu tiên lắp đặt ở Vifon Ngoại trừ thiết bị của

xí nghiệp liên doanh Sài Gòn – Wevong do Đài Loan chế tạo, thiết bị của các cơ sở sản xuất khác (quốc doanh cũng như tư nhân)đều được chế tạo trong nước, hiệu quả hoạt động không thua kém thiết bị của nước ngoài, nhưng giá thành sản xuất rẻ hơn rất nhiều (chỉ vào khoảng 1/3 giá thiết bị của nước ngoài)

Tuy nhiên, theo số liệu thống kê sau này thì chỉ có 1 số ít máy móc trang thiết

bị được đánh giá là hiện đại( công ty Acecook,…) và trung bình, còn lại hầu hết là lạc hậu, một số sử dụng máy móc thiết bị từ trước giải phóng, đă hết hạn khấu hao từ lâu, thậm chí có những nơi như nhà máy Thiên Hương, công ty đường Khánh Hội vẫn còn sử dụng máy móc có từ thời Pháp thuộc, do vậy tỷ lệ hao hụt vật tư nguyên liệu cao, chất lượng sản phẩm không ổn và không bảo đảm tiêu chuẩn quy định về

an toàn kỹ thuật và vệ sinh môi trường, năng xuất thấp

Công nghệ: Chưa xây dựng được tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm cũng như cơ quan quản lý chất lượng phù hợp với ngành chế biến thực phẩm của Thành phố Thiếu trình độ chất xám và cơ sở vật chất Trình độ công nghệ thiết bị của ngành chủ yếu đánh giá chung là cũ, lạc hậu, không đảm bảo được chất lượng yêu cầu Nhiều sản phẩm chế biến truyền thống, chế biến thủ công chiếm tỷ trọng lớn, vệ sinh thực phẩm kém

Có thểnói thực trạng thiết bị kỹ thuật của ngành ở mức độ trung bình, trình độ tự động hóa, hiện đại hóa các dây truyền sản xuất còn thấp Cơ sở máy móc thiết bị như trên sẽ thật khó khăn trong qúa trình hội nhập kinh tế

Với mục tiêu xây dựng mục tiêu phát triển ngành CBTP TPHCM giai đoạn 2005-2010 của Sở NN và PTNT thì hiện nay máy móc thiết bị được các doanh nghiệp chú trọng đầu tư chiều sâu hơn, tiếp cận và học hỏi các công nghệ tiên tiến Các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền hầu như sử dụng các quy trình công nghệ sản xuất tương tự nhau:

NT: BOD, SS NT: BOD, SS KT: SO X , NO X

NT: BOD, SS

Dầu mỡ

KT: SO X , NO X,

NT: Dầu thải, Hơi nước

Rác

thải

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mì ăn liền

( Nguồn: Xí nghiệp COLUSA-MILIKET )

Quạt nguội

Phụ gia Nước

Pha nước súp

Định lượng Pha trộn Cán – Cắt sợi Hấp chín Quạt ráo Phun nước lèo Quạt ráo Cắt định lượng Vô khuôn Chiên dầu

Phân loại Phế

phẩm Thứ phẩm

Vô bao Sản phẩm 2

Chính phẩm

Đóng gói Đóng thùng Sản phẩm 1

( Nguồn: Xí nghiệp COLUSA-MILIKET )

NT (BOD, SS, Dầu mỡ)

Nhiên liệu đốt

(than, củi, dầu FO)

Dầu Shortening

CTR (bao nilon) Bao bì

HƯƠNG LIỆU, HÀNH, XẢ, ỚT

NẤU GIA VỊ

TRỘN DẦU NÊM

ĐÓNG GÓI

THÀNH PHẨM

NT (BOD, SS, Dầu mỡ)

Nhiên liệu đốt

(than, củi, dầu FO)

Đường, muối

bột nêm

CTR (bao nilon) Bao bì

Hình 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột nêm

HƯƠNG LIỆU, HÀNH, TIÊU, TỎI, ỚT

THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Quá trình sản xuất mì có thể chia làm các công đoạn sau:

Bột nhảo được cán và ép bằng một loạt các cặp trục cán để tạo nên lớp bột có

bề dày giảm dần(từ 0.9 mm đến 3.5 mm) nhằm tăng độ dai cho sợi mì sau này Tấm

bột sau đó được cắt và uốn cong bằng các trục cắt

Sợi mì được hấp trong các phòng hấp dài bằng hơi nước trực tiếp nhằm làm chín bột Bột sau khi hấp được làm nguội và khô một phần nhờ các quạt thổi và được cắt thành từng cụm để chế biến tiếp Hấp ở nhiệt độ cao, làm mất hoạt tính của các enzym có trong nguyên vật liệu, ngăn ngừa những biến đổi xấu, đồng thời cũng tiêu diệt các vi sinh vật có trong sợi mì

Giảm nhanh lượng hơi nước còn bám trên bề mặt mì để sợi mì không bị mềm nhũng

Tạo hình cho vắt mì, cắt băng mì thành từng miếng có trọng lượng nhất định

Mì cắt định lượng dễ dàng cho các công đoạn sau: nhúng nước lèo, vô khuôn, chiên…

Mì nguội được nhúng vào dung dịch nước lèo để rửa sạch bột còn bám trên sợi

mì và làm tăng thêm hương vị của mì

 Vô khuôn:

Tạo hình dáng đồng nhất cho vắt mì

Cố định vắt mì trong quá trình chiên

Dầu là nguyên liệu chủ yếu quyết định chất lượng sản phẩm

Đa số các cơ sở sản xuất mì ăn liền đều sử dụng phương pháp chiên trực tiếp bằng cách đưa các vắt mì sau khi đã định hình vào chảo chiên dầu Shortening sôi nóng ở nhiệt độ 150 – 1700C Chỉ riêng có dây chuyền sản xuất mì ăn liền nhãn hiệu A-One của Xí nghiệp liên doanh Sài Gòn – WeVong sử dụng phương pháp chiên gián tiếp bằng cách đưa mì cắt qua chảo chiên dưới hơi nóng 150 – 1700C của dầu Shortening Do đó mì gói A-One có màu trắng hơn các gói mì mang nhãn hiệu khác

Mì sau khi chiên được làm nguội bằng quạt thổi khi đi qua một phòng trên băng tải trước khi được đóng gói

Tách các vắt mì nhờ sự khác nhau bởi tính chất đặc trưng của chúng

Chuẩn bị cho quá trình đóng gói Hoàn thiện để sản phẩm chính đạt chất lượng cao hơn

 Đóng gói:

Sau khi kiểm tra chất lượng và cân nặng, mì được đóng gói trong các bao giấy hoặc nhựa cùng với các gói nhỏ gia vị và dầu Các gói mì sau đó được xếp vào các thùng giấy trước khi phân phối ra thị trường

Dựa theo chất lượng, sản phẩm mì ăn liền được chia thành 3 loại:

Chính phẩm: loại mì đạt tiêu chuẩn về mặt chất lựong và mẫu mã, chiếm đa số khối lượng thành phẩm

Thứ phẩm: mì vụn, không khô dầu, không đủ trọng lượng, kém chất lượng, sản phẩm này được bán ra thị trường dưới dạng mì kí

Phế phẩm: mì dính tạp chất, mì bẩn, sản phẩm này dùng làm thức ăn gia súc

2.1.2.2 Nguyên vật liệu sản xuất mì ăn liền:

 Nguyên liệu:

Nguyên liệu chính để sản xuất là bột lúa mì nhập khẩu được phối liệu với các loại phụ liệu khác như: dầu Shortening, bột ngọt, muối, đường, tôm, cua, thịt bò, thịt heo, tiêu, hành, tỏi, ớt… Các xí nghiệp sản xuất nhiều chủng loại mặt hàng khác, tùy theo từng loại mì ăn liền, các cơ sở sản xuất có thể pha trộn các thành phần phụ liệu khác nhau để sản xuất ra các loại sản phẩm khác nhau

Bảng 2.2 Thành phần cơ bản của một gói mì ăn liền 85 gr

Nguyên liệu Số lượng (g )

( Nguồn: Viện nghiên cứu và tư vấn của Nhật (JCI ) và UNIDO )

Bảng 2.3: Định mức sử dụng nguyên nhiên vật liệu cho 1 tấn thành phẩm mì

Gói nêm Gói 17.780

Đốt lò hơi bằng dầu FO để cung cấp cho công đoạn: hấp, nhúng súp

Đốt chảo chiên bằng dầu FO cung cấp nhiệt cho dầu Shortening nóng sôi Đốt than củi, dầu do cho công đoạn nấu súp, satế, dầu niêm

 Bao bì: Bao bì đóng gói có nhiuề hình thức như: giấy Kraft, giấy

kiếng, mì tô, mì ly…

2.1.3 Thực trạng môi trường từ ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền

Bên cạnh quá trình phát triển nhanh chóng, ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền đang phải đương đầu với vấn đề ô nhiễm môi trường ngày một trầm trọng hơn Nhìn chung các đơn vị này chưa có một hệ thống xử lý ô nhiễm khí thải và nước thải triệt để và có hiệu quả theo đúng tiêu chuẩn môi trường do luật pháp qui định Hầu hết các xí nghiệp đều nằm cạnh khu dân cư tập trung của các đô thị lớn: Hà Nội, Tp.Hồ Chí Minh…cho nên nguy cơ ô nhiễm sẽ gây ra nhiều hậu quả không lường trước được Điều quan trọng là một số nhà máy trực tiếp xả nước thải chưa được xử lý ra hệ thống kênh rạch làm cho tình trạng ô nhiễm lan tràn với diện rộng không lường hết được, như trường hợp của Vifon, Sài Gòn Wevong… Chẳng hạn, nước thải của công ty Vifon trực tiếp xả ra kênh Tham Lương, là kênh đầu nguồn của kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè chảy ra sông sài gòn đi xuyên qua các khu dân cư đông đúc của nhiều Quận, Huyện của TPHCM gây tác hại cho môi trường sinh thái

Việc ô nhiễm kênh Tham Lương đã được xác định do nước thải từ sản xuất công nghiệp Dọc trên tuyến kênh này hiện vẫn còn 28 đơn vị xả nước thải xuống kênh không qua xử lý Chỉ có nước thải công nghiệp mới mang những đặc trưng về mùi hôi nồng nặc của hoá chất và một số chỉ số khác cho thấy sự tích tụ chất hữu cơ lâu năm phân hủy do ngành sản xuất thực phẩm tạo nên

Nước thải mì ăn liền mang những đặc trưng về mùi hôi nồng nặc của hoá chất và một số chất hữu cơ tích tụ lâu năm phân hủy tạo nên, gây ô nhiễm ngày một trầm trọng hơn Cụ thể, vụ cá bè chết trên sông Đồng Nai đang được đặt nghi vấn do nước thải của các đơn vị là Cty giấy Đồng Nai, Tân Mai, công ty Vifon-Acecook, Cty đường Biên Hoà và Cty sản xuất bột ngọt Ajinomoto VN gây nên Các đơn vị này, qua nhiều đợt kiểm tra của các cơ quan chức năng TP, Quận, Huyện không có đơn vị nào đạt tiêu chuẩn xả nước thải và khí thải theo qui định

Nguồn gốc, đặc trưng ô nhiễm và tính chất nước thải mì ăn liền:

 Nguồn gốc:

Quá trình hoạt động sản xuất làm phát sinh 2 nguồn nước thải:

Nước thải sinh hoạt: sinh ra từ các hoạt động như tắm rửa, vệ sinh, chuẩn bị và chế biến thức ăn từ nhà ăn của xí nghiệp

Nước thải sản xuất: chủ yếu xuất phát từ các phân xưởng mì và sa tế

Tại phân xưởng mì(hàm lượng hữu cơ hòa tan chiếm khoảng 70%): Nước thải sinh từ các khâu hấp mì, quạt ráo, tiêu hao trong khâu trộn bột, nhúng súp… và chủ yếu là vệ sinh máy móc, thiết bị vào cuối mỗi ca

Tại phân xưởng bột nêm–sa tế(hàm lượng hữu cơ hòa tan chiếm khoảng 40%): Nước thải sinh ra từ khâu rửa nguyên liệu nấu sa tế, nước súp… và chủ yếu cũng là vệ sinh máy móc,thiết bị sau mỗi lượt nấu

 Đặc trưng ô nhiễm:

Hầu như các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền sử dụng các qui trình sản xuất tương tự nhau, thành phần và tính chất ô nhiễm nước thải cũng gần giống nhau, hay nói một cách khác thì bản chất của sự ô nhiễm là giống nhau, nên tính chất ô nhiễm của nước thải sản xuất nghành mì ăn liền Việt Nam có 2 đặc trưng cơ bản là:

- ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao (BOD, COD )

- ô nhiễm dầu mỡ cao ( chủ yếu là các loại dầu thực vật )

 Thành phần, tính chất và khả năng ô nhiễm của nước thải mì :

Nước thải sản xuất của các xí nghiệp mì ăn liền đều có nồng độ các chất hữu

cơ và dầu mỡ hiện diện trong nước thải quá cao.Các chỉ tiêu cơ bản chỉ thị ô nhiễm hữu cơ là: COD, BOD, SS, N–NO3, N–NH4, N–org, P-PO4, dầu mỡ… vượt nhiều lần

so với tiêu chuẩn cho phép

Bảng2 4: Tính chất chung của nước thải ngành công nghiệp mì ăn liền

pH Màu Độ đục

SS N-Org

PO4-P Dầu mỡ

Pt – Co TE/F mg/l mg/l mg/l mg/l

COD

mg/l mg/l

500 – 2000

1100 – 4000

(Nguồn: CEFINEA 7.1996)

Bảng 2.5: Tải lượng ô nhiễm trung bình của nước thải/1 tấn sản phẩm mì

ăn liền năm 1998 Chỉ tiêu

sp

Dầu mỡ kg/m 3 tấn

sp

SS kg/m 3 tấn

sp

Tải lượng 8 5,6025 8,0075 12,4625 2,94 ( Nguồn: CEFINA – 1998 )

Bảng 2.6: Tải lượng ô nhiễm nước thải ước tính 1998

SS Tấn/năm

Dầu mỡ Tấn/năm

Chất rắn lơ lửng (SS) cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh, đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục của nguồn nước) và gây bồi lắng dòng chảy

 Thành phần và tính chất nước thải của một số nhà máy sản xuất mì ăn liền điển hình:

- Công ty VIFON:

Sản lượng sản xuất mì ăn liền năm 1996 là 8.262 tấn sản phẩm/năm Các số liệu khảo sát, đánh giá cho thấy, tình hình ô nhiễm nước thải như sau:

Bảng 2.7: Tính chất nước thải Công ty VIFON năm 1996

Số TT Chỉ tiêu Đơn vị

Kết quả phân tích Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4

Ghi chú: Mẫu 1: Nước thải phân xưởng mì ăn liền và bún ăn liền

Mẫu 2: Nước thải phân xưởng bột canh

Mẫu 3: Nước thải phân xưởng tương ớt

Mẫu 4: Nước thải ra kênh Tham Lương

Nước thải của công ty Vifon trực tiếp xả ra kệnh Tham Lương, cùng với nước thải của các ngành khác: dệt, may, giấy, nhuộm…làm ô nhiễm nghiêm trọng kênh rạch của Thành Phố, gây tác hại cho môi trường sinh thái

- Xí nghiệp COLUSA:

Sản lượng sản xuất năm 1996 là 17.000 tấn sản phẩm/năm Kết quả đo đạc cho thấy:

Bảng2 8: Tính chất nước thải Xí nghiệp COLUSA năm 1996

Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả phân tích

Colusa trực tiếp xả vào mương thoát nước lộ thiên của thị trấn Thủ Đức sẽ làm ô

nhiễm nguồn nước của khu vực

- Xí nghiệp MILIKET:

Có 3 xưởng sản xuất ở 3 nơi khác nhau: xưởng Gia Lâm(Hà Nội), xưởng Thủ Đức, xưởng Hóc Môn(TPHCM) Xưởng sản xuất chính ở Hóc Môn Tổng sản lượng sản xuất năm 1995 là 27.250 tấn sản phẩm/năm số liệu khảo sát đo đạc nước thải của xưởng Hóc Môn như sau:

Bảng 2.9 Tính chất nước thải Xí nghiệp MILIKET năm 1995

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả phân tích

- Xí nghiệp liên doanh Sài Gòn- WeVong:

Sản xuất 2 mặt hàng chính là bột ngọt và mì ăn liền, nước thải của xí nghiệp chưa được xử lý mà trực tiếp thải ra sông Sài Gòn gây ô nhiễm cho sông

Nhận xét:

Từ các kết quả đo đạc, khảo sát trên cho thấy, nhìn chung nước thải ngành sản xuất mì ăn liền có pH thấp, ô nhiễm hữu cơ và ô nhiễm dầu mỡ cao(BOD5, COD, dầu thực vật cao), vượt tiêu chuẩn cho phép xả ra nguồn tiếp nhận, do đó nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm trầm trọng cho nguồn tiếp nhận

2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY VINA-ACECOOK VÀ CHI NHÁNH Ở

 Giám đốc: Ông HOÀNG CAO TRÍ

 Giấy phép: 750/GP do Bộ Kế Hoạch Đầu Tư cấp

 Điện thoại (08) 815 4064 – 815 1426

 Fax (08) 815 4067

 Loại hình: Công ty TNHH

 Qui mô: Lớn

 Nhóm sản phẩm Thực phẩm chế biến

(Nguồn: Bảng tin Hội lương thực – thực phẩm TPHCM, tháng 6/2006)

 Thành viên của: Hội Lương thực – Thực phẩm TP.HCM

 Lĩnh vực hoạt động: Sản xuất và kinh doanh thực phẩm chế biến Mì , Phở ăn liền

 Sản phẩm: Mì Kim Chi , Mì Lẩu Thái , Hoành Thánh , Good Mì – Phở , Mì Hảo Hảo , Phở – Mì Số Dzách , Mì Đệ Nhất …

 Thị trường: Việt Nam, Singapore, Hoa kỳ, Uc, Na Uy, Bỉ, Nga, Cambodia, Australia, Cộng hoà Czech, Đức, Bulgaria, Balan, Thụy Sỹ, Anh …

Các chi nhánh trực thuộc công ty TNHH ACECOOK Việt Nam:

 Chi Nhánh Bán Hàng TP.Hồ Chí Minh

Lô II-5, Đường số 11-_KCN Tân Bình, P.Tây Thạnh,Q.Tân Phú, TP.Hồ Chí Minh

ĐT : (84.08) 8154065 – Fax : (84.08) 8154068

E.mail : acecookvietnam@vnn.vn

Số 162/3, Đường Trần Quang Diệu, Phường An Thới, Quận Bình Thủy, TP Cần Thơ

ĐT : (84.071) 885560 – 885313 - FAX : (84.071) 885559

Email : v.acanctho@hcm.vnn.vn

Ấp 1B, Xã An Phú, Huyện Thuận An, Tỉnh Bình Dương

ĐT : (84.0650) 711104 - FAX (84.650) 711103

Email : v.a_binhduong@hcm.vnn.vn

Lô D3, Đường số 10 _KCN Hòa Khánh, Q.Liên Chiểu, TP.Đà Nẳng

ĐT : (84.0511) 734750 – FAX : (84.511) 743748

Email : v.acecookdn@dng.vnn.vn

 Chi Nhánh Hưng Yên

Thị trấn Như Quỳnh, Huyện Văn Lâm, Tỉnh Hưng Yên

ĐT : (84.0321) 986279 – FAX : (84.321) 986280

Email : vifon-acecook@fpt.vn

Khu Công Nghiệp Tiên Sơn, Huyện Tiên Du, Tỉnh Bắc Ninh

ĐT : (84.0241) 839717 – FAX : (84.241) 839719

Số 1613 B, Đường 02, Chak Angre Krom Khan Mean Chay, Phnompenh

ĐT : 00.855.127.16833

Email : vac@camintel.com

2.2.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển:

Công ty TNHH Acecook Việt Nam được thành lập ngày 15 tháng 12 năm 1993 theo giấy phép đầu tư của Uỷ Ban Nhà Nước về hợp tác đầu tư , giữa hai bên Việt Nam (Công ty Kỹ Thuật Công Nghệ Thực Phẩm Việt Nam - gọi tắt là Vifon ) vốn đầu tư là 40% Phía nước ngoài là Cty Acecook , tập đoàn Marubeni , Japan

International Development với số vốn đầu tư chiếm 60%

Sau hơn 10 năm hoạt động với hình thức liên doanh giữa Công ty ViFon và Công ty Acecook Nhật Bản, ngày 3/2/2004, UBND thành phố Hồ Chí Minh đã có Quyết định số 750A/GP- BKH- HCM cho phép Công ty Liên doanh Vifon Acecook được chuyển đổi thành Công ty Acecook Việt Nam với thương hiệu “Vina Acecook”

Với mục tiêu đa dạng hóa sản phẩm và đẩy mạnh xuất khẩu, thời gian qua Acecook đã đầu tư thêm các nhà máy ở Vĩnh Long,Bình Dương… với các tính năng, với mong muốn đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng đa dạng và phong phú của khách hàng

2.2.2 Giới thiệu về chi nhánh Công ty ACECOOK ở Vĩnh Long:

2.2.2.1 Vị trí:

 Điện thoại:…

 Là chi nhánh thuộc tổng Công ty Acecook Việt Nam

2.2.2.2 Lịch sử hình thành và phát triển:

Đang trong quá trình xây dựng, sắp đi vào hoạt động

 Lĩnh vực hoạt động: Sản xuất và kinh doanh thực phẩm chế biến

Mì , Phở ăn liền…

 Sản phẩm: Sản xuất các mặt hàng thực phẩm chế biến mì ăn liền

Ví dụ như: Mì Kim Chi , Mì Lẩu Thái , Hoành Thánh , Good Mì – Phở , Mì Hảo Hảo, Mì Đệ Nhất …

2.2.2.3 Quy trình công nghệ sản xuất:

Tham khảo các quy trình công nghệ sản xuất mì ăn liền các xí nghiệp có dây chuyền do Nhật Bản sản xuất, hơn nữa hiện nay các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền hầu như sử dụng các quy trình công nghệ sản xuất tương tự nhau

Bảng 2.10 Thành phần cơ bản của một gói mì Acecook(mì Hảo Hảo, 75g)

Nguyên liệu

Mì Súp

Tôm tự nhiên Axit citric

2.2.2.4 Tính chất nước thải của công ty:

Do công ty đang trong quá trình xây dựng và sắp đi vào hoạt động, nên chưa có nước thải, nhưng do các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền sử dụng các quy trình công nghệ sản xuất tương tự nhau nên thành phần và tính chất ô nhiễm của nước thải cũng gần giống nhau, ta dựa vào thành phần và tính chất nước thải của một số xí nghiệp, đặc biệt là một số xí nghiệp có dây chuyền sản xuất do Nhật Bản sản xuất(vì Acecook cũng có dây chuyền sản xuất do nhật bản sản xuất) để đưa ra thành phần và tính chất nước thải cho công ty Acecook ở Vĩnh Long

Tham khảo thành phần và tính chất nước thải của một số xí nghiệp mì ăn liền:

Dưới đây là bảng thành phần, tính chất nước thải của một số xí nghiệp mì ăn liền, nước thải được lấy tại các phân xưởng mì, phân xưởng mì sa tế, cống chung giữa các phân xưởng, không lấy nước thải tại các phân xưởng sản xuất bún cũng như không lấy nước thải tại cống chung mà trong đó có nước thải của phân xưởng sản xuất bún(nếu xí nghiệp đó có sản xuất bún)

Trong đó:

S1 – mẫu nước lấy tại cống xả của phân xưởng mì

S2 – mẫu nước lấy tại cống xả của phân xưởng mì sa tế

S3 –mẫu nước lấy tại cống xả chung giữa các phân xưởng

Bảng 2.11: Thành phần và tính chất nước thải của 1 số xí nghiệp mì ăn liền

Miliket (7/1996) * Colusa

Do công ty Acecook cũng sản xuất các sản phẩm gần giống với công ty Colusa, các nguyên vật liệu sử dụng để sản xuất gần như là tương tự nhau, dây chuyền sản xuất đều do Nhật Bản chế tạo nên thành phần tính chất nước thải của hai công ty gần như là tương tự nhau, do đó ta chọn thành phần tính chất nước thải của công ty Acecook giống

như thành phần tính chất nước thải của công ty Colusa để thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty Acecook

Bảng 2.12: Thành phần tính chất nước thải của công ty Acecook(Vĩnh Long)

Chú thích:

Q : Là lưu lượng sơng, m3/s

F : Là thải lượng, m3/ngày (24 giờ)

F1 : Từ 50 m3/ngày đến dưới 500 m3/ngày

F2 : Từ 500 m3/ngày tới 5000 m3/ngày

F3 : Bằng hoặc lớn hơn 5000 m3/ngày

Chỉ

tiêu Đơn vị

Kết quả

CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

MÌ ĂN LIỀN

Nước thải công nghiệp mì ăn liền là một trong những loại nước thải ô nhiễm và tác động mạnh đến môi trường Do đó việc xử lý nhằm giảm thiểu các chất ô nhiễm có trong nước thải là việc cần phải quan tâm Hiện nay, nhiều phương pháp xử lý nước thải mì ăn liền khác nhau đã được áp dụng tại Việt Nam và các nước trên thế giới Mỗi phương pháp chỉ đạt hiệu quả nhất định đối với một vài chất ô nhiễm tương ứng, do vậy phải kết hợp nhiều phương pháp khác nhau Công nghệ xử lý nước thải ngành mì ăn liền thường áp dụng các quá trình xử lý cơ học, hoá lý và sinh học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm như : chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, COD, … Việc phối hợp nhiều phương pháp hay đưa ra công nghệ xử lí phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố:

 Thành phần, tính chất nước thải

 Mức độ xử lý, nguồn tiếp nhận

 Chi phí đầu tư cho công nghệ, chí phí vận hành

 Diện tích mặt bằng để xây dựng

Một số phương pháp đang được áp dụng hiện nay:

Công nghệ của một trạm xử lý nước thải hoàn chỉnh có thể chia ra làm 6 khối: cơ học, hóa lý, hóa học, sinh học, cặn, khử trùng

Chỉ trong trường hợp trạm xử lý qui mô lớn và yêu cầu vệ sinh cao thì ta mới áp dụng đầy đủ các công đoạn của một trạm xử lý Đối với trường hợp cho phép giảm mức độ xử lý hoặc trạm có công suất nhỏ thì công nghệ xử lý sẽ đơn giản hơn

3.1 XỬ LÝ CƠ HỌC

Xử lý cơ học nhằm mục đích

 Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡõ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v…

 Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

 Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hoá lý và sinh học

3.1.1 Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilông, đá cuội,… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn Tùy

theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm Rác có thể lấy bằng phương pháp thủ công hoặc thiết bị cào rác cơ khí

Thiết bị nghiền rác có thể thay thế song chắn rác, được dùng để nghiền, cắt vụn

rác ra các mảnh nhỏ hơn và có kích thước đều hơn, không cần tách rác ra khỏi dòng chảy Rác vụn này được giữ lại ở công trình phía sau như bể lắng cát, bể lắng đợt 1 Thiết bị này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thể gây nguy hại đến cánh khuấy, tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên các ống khuếch tán khí trogn

xử lý sinh học

3.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô cơ khác

có kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau Bể lắng cát thường có 03 loại : (1) lắng cát ngang; (2) lắng cát thổi khí; (3) lắng cát xoáy

Trong bể lắng cát ngang dòng chảy theo hướng ngang với vận tốc không vượt quá 0,3 m/s Trong bể lắng cát thổi khí, khí nén được đưa vào một cạnh theo chiều dài tạo dòng chảy xoắn ốc, cát lắng xuống đáy dưới tác dụng trọng lực Bể lắng cát xoáy

có dạng trụ tròn, nước thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến tạo nên dòng chảy xoáy, cát tách khỏi nước lắng xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm

3.1.3 Bể điều hòa

Có bể điều hoà trong công nghệ xử lý là hết sức cần thiết, nhất là đối với ngành công nghiệp mì ăn liền, vì các quá trình chiên, hấp… là làm việc gián đoạn nên chế độ xả nước thải là gián đoạn hay lưu lượng không ổn định và thành phần nước thải thay đổi theo các công đoạn sản xuất

Việc điều hoà lưu lượng nước thải ngành công nghiệp mì ăn liền có ý nghĩa quan trọng đối với các quá trình xử lý hoá lý và sinh học Điều hoà nước thải giúp cho việc giảm thiểu kích thước các bể xử lý, đơn giản hoá công nghệ, tăng hiệu quả xử lý Đồng thời có ý nghĩa lớn trong việc điều hoà nhiệt độ từ công đoạn nấu nhuộm trước khi vào hệ thống xử lý

Bể điều hoà được tiến hành sụt khí hay khuấy trộn cơ khí để ngăn cản quá trình lắng của hạt rắn và các chất có khả năng tự phân huỷ

3.1.4 Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn hình

thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ

3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝ

3.2.1 Keo tụ

Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất

phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3 Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan

Dùng phèn nhôm : Khi cho phèn nhôm vào nước chúng phân li thành các ion

Al3+, sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3

Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ Trong phản ứng thủy phân trên, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ được 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 để trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước Chất dùng để kiềm hóa thông dụng nhất là vôi (CaO) Một số trường hợp khác có thể dùng sôđa (Na2CO3) hoặc xút (NaOH) Thông thường phèn nhôm đạt hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5,5 – 7,5

Dùng phèn sắt(II) : Phèn sắt (II) khi cho vào nước phân ly thành Fe2+ và bị thủy phân thành Fe(OH)2

Dùng phèn sắt (III) : Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vào nước phân ly thành Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3

Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

Vì phèn sắt (III) không bị ôxy hóa nên không cần nâng cao pH của nước như sắt (II) Phản ứng thủy phân xảy ra khi pH > 3,5 và quá trình kết tủa sẽ hình thành nhanh

chóng khi pH = 5,5 – 6,5

3.2.2 Tuyển nổi

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau :

 Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation) : Khí nén được thổi

trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên

bề mặt

 Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) : Bão hòa không khí ở áp suất

khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này ít sử

dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

 Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation) : Sục không khí vào

nước ở áp suất cao (2 – 4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 – 100 m

3.2.3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc Hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát trùng, phenol, các chất hoạt động bề mặt…Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao (80 – 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thời có khả năng thu hồi các chất này

Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi từ

pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng Các chất hấp phụ thường sử dụng :

 Than hoạt tính

 Tro, xỉ, mạt cưa

 Silicagen, keo nhôm

3.2.4 Trao đổi ion

Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn … cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua, chất phóng xạ Người ta thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm hai mục đích : khử cứng và khử khoáng

Khử cứng : Cho nước cần xử lý chảy qua cột nhựa Cation ở dạng RNa

2RNa + CaSO4 R2Ca + Na2SO4

2RNa + MgSO4 R2Mg + Na2SO4

Khi lớp nhựa Cation mất hiệu lực, người ta tái sinh bằng dung dịch muối ăn NaCl

R2Ca + 2NaCl  2RNa + CaCl2

R2Mg + 2NaCl  2RNa + MgCl2

Khử khoáng : Cho nước cần xử lý chảy qua từng cột nhựa Cation và nhựa Anion

riêng rẽ hay qua một cột kết hợp cả nhựa Cation và nhựa Anion

RSO3H + NaCl  RSO3Na + HCl 2RSO3H + Na2SO4 2RSO3Na + H2SO4

RSO3H + NaHCO3 RSO3Na + CO2 + H2O RSO3H + Na2CO3 2RSO3Na + CO2 + H2O

ROH + HCl  RCl + H2O 2ROH + H2SO4 R2SO4 + H2O Khi lớp nhựa Cation và Anion mất hiệu lực người ta tái sinh bằng dung dịch axít HCl và dung dịch xút NaOH như sau :

RSO3Na + HCl  RSO3H + NaCl

3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

3.3.1 Phương pháp trung hòa

Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học :

H+ + OH-  H2O Mặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như : giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét rỉ thiết bị máy móc, …

Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẻ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ

3.3.2 Phương pháp oxy hóa – khử

Phương pháp này được dùng để :

Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác

3.3.3 Kết tủa hóa học

Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành các hydroxide, ví dụ :

Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3

Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3

Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với vôi Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CdCO3), …Anion carbonate tạo ra hydroxide do phản ứng thủy phân với nước :

CO32- + H2O  HCO3- + OH

-3.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô như : H2S, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại :

 Phương pháp kỵ khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều

kiện không có ôxy

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trình phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau :

Vi sinh vật Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn :

Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử

Giai đoạn 2: Acid hóa

Giai đoạn 3: Acetate hóa

Giai đoạn 4: Methane hóa

Các chất thải hữu cơ chứa các nhiều hợp chất cao phân tử như protein, chất béo, carbohydrate, cellulose, lignin, … trong giai đoạn thủy phân sẽ cắt mạch tạo thành các phân tử đơn giản hơn, dễ thủy phân hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acid, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 Vi khuẩn methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2 , formate, acetate, methanol, methylamine và CO Các phương trình phản ứng xảy ra như sau :

4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 4HCOOH  CH4 + 3CO2 + 2H2O

CH3COOH  CH4 + CO2

4 CH3OH  3CH4 + CO2 + H2O 4(CH3)3N + H2O  9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3

 Phương pháp hiếu khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong

điều kiện cung cấp ôxy liên tục

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau :

Ôxy hóa các chất hữu cơ:

Enzyme

CxHyOz + O2 CO2 + H2O + H

Tổng hợp tế bào mới:

Enzyme

CxHyOz + O2 + NH3 Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) + CO2 + H2O – H

Phân hủy nội bào:

Enzyme

C5H7O2 + O2 5CO2 + 2H2O + NH3 H

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên

3.4.1 Phương pháp sinh học nhân tạo

3.4.1.1 Quá trình kỵ khí:

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng:

 Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc:

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn (lắng 2) Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm

 Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên

- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt

xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như :

- Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

- Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn

- Bùn sinh ra dễ tách nước

- Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng

- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane

Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h, pH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6 – 7,6 Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để đảm bảo pH của nước luôn lớn hơn 6,2 vì

ở pH < 6,2 vi sinh vật chuyển hóa Methane không hoạt động được Cần lưu ý rằng chu

kì sinh trưởng của vi sinh vật acid hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh vật acetate hóa (2 – 3 giờ ở 350C so với 2 – 3 ngày ở điều kiện tối ưu) Do đó, trong quá trình vận hành ban đầu tải trọng chất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật acid hóa sẽ tạo ra acid béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ chuyển hóa các acid này thành acetate dưới tác dụng của vi sinh vật acetate hóa

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

 Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày)

 Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp

qua lớp vật liệu lọc cố định

Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám

3.4.1.2 Quá trình hiếu khí

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ

Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy Lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tục đến công trình xử lý bùn

Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, … Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm :

Pseudomonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium,…và

hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas, Nitrobacter Yêu cầu chung khi vận hành

hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 50 mg/L, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/L, pH từ 6,5 – 8,5 và nhiệt độ từ 6 – 370C Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như : Bể aeroten thông thường, bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mương ôxy hóa, bể hoạt động gián đoạn, bể aeroten mở rộng, …

 Bể aeroten thông thường

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Ở chế độ dòng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể (ECKENFELDER W.W.,1989) Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6 kg BOD5/m3 ngày với hàm lượng MLSS 1.500 – 3.000 mg/L, thời gian lưu nước từ 4 – 8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4, thời gian lưu bùn từ 5 – 15 ngày

Bể aerotank Nước thải

sau xử lý

Hình 3.1 Bể aeroten thông thường

 Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn

Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu ôxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng thiết kế khoảng 0,8 – 2,0 kg BOD5/m3 ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/L, tỷ số F/M = 0,2 –0,6

Bể lắng

Bể lắng

Bùn thải

Nước thải

Bùn tuần hoàn Máy thổi khí

Hình 3.2 Bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn

 Bể aeroten mở rộng

Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 – 30 ngày) Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/L

 Mương ôxy hóa

Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn 3 m/s để tránh cặn lắng Mương ôxy hóa có thể kết hợp quá trình xử lý nitơ METCALF and EDDY (1991) đề nghị tải trọng thiết kế 0,10 – 0,25 kg BOD5/m3 ngày, thời gian lưu nước 8 – 16 giờ, hàm lượng MLSS khoảng 3.000 – 6.000 mg/L, thời gian lưu bùn từ 10 – 30 ngày là thích hợp

 Bể hoạt động gián đoạn (SBR)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước : (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cạn, (5) ngưng

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám Vật liệu tiếp xúc thường là đá có đường kính trung bình 25 – 100 mm, hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau, … có chiều cao từ 4 – 12 m Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện, nấm, tảo, và các động vật nguyên sinh, … trong đó vi khuẩn tùy tiện chiếm ưu thế

Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh hiếu khí Khi vi sinh phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh lớp ngoài tiêu thụ