Tính toán cải tạo và mở rộng trạm xử lý nước thải nhà máy Vinamilk Trường Thọ Thủ Đức

Ý nghĩa của đề tài: Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về thành phần tính chấtnước thải phát sinh trong các công đoạn chế biến sữa cùng các phương pháp xử lý hiệuquả hơ

MỤC LỤC

L I C M N Ờ Ả Ơ 5

DANH M C CÁC T VI T T T Ụ Ừ Ế Ắ 6

DANH M C CÁC B NG Ụ Ả 7

DANH M C CÁC HÌNH Ụ 8

CH ƯƠ NG 1: M Ở ĐẦ 9 U 1 Lý do ch n đ tài: ọ ề 9

2 M c tiêu c a đ tài: ụ ủ ề 10

3 N i dung c a đ tài: ộ ủ ề 10

4 Ph ng pháp th c hi n đ tài: ươ ự ệ ề 11

5 Ý ngh a c a đ tài: ĩ ủ ề 11

CH ƯƠ NG 2: T NG QUAN NHÀ MÁY S N XU T S A VINAMILK TR Ổ Ả Ấ Ữ ƯỜ NG TH TH Ọ Ủ C TP.HCM ĐỨ 12

2.1 T ng quan v công ty s a Vinamilk Vi t Nam : ổ ề ữ ệ 12

2.2 Công ty s a Vinamilk Tr ng Th Th ữ ườ ọ ủ Đứ c TP HCM: 16

2.3 Tính ch t và thành ph n n c th i: ấ ầ ướ ả 16

CH ƯƠ NG 3: T NG QUAN V CÁC PH Ổ Ề ƯƠ NG PHÁP X LÝ N Ử ƯỚ C TH I Ả 18

3.1 khái ni m và phân lo i n c th i ệ ạ ướ ả 18

3.2 các ph ng pháp x lý n c th i: ươ ử ướ ả 19

CH ƯƠ NG 4 : ĐỀ XU T VÀ TÍNH TOÁN NÂNG C P H TH NG X LÝ N Ấ Ấ Ệ Ố Ử ƯỚ C TH I NHÀ Ả MÁY S A VINAMILK TR Ữ ƯỜ NG TH Ọ 24

4.1 Hi n tr ng c a h th ng x lý n c th i hi n t i: ệ ạ ủ ệ ố ử ướ ả ệ ạ 24

4.1.1 Thuy t minh s đ công ngh : ế ơ ồ ệ 24

4.1.2 u nh c đi m c a h th ng: Ư ượ ể ủ ệ ố 27

4.2 Đề xu t ph ng án nâng c p: ấ ươ ấ 28

4.2.1 Thuy t minh s đ công ngh : ế ơ ồ ệ 28

4.2.2 Các quá trình khác: 31

4.2.3 Đầ ư u t thêm thi t b x lý : ế ị ử 31

5.1 ph n tính toán xây d ng: ầ ự 33

5.1.1 song ch n rác: ắ 33

5.1.2 b gom: ể 34

5.1.3 b đi u hòa l u l ng: ể ề ư ượ 35

5.1.4 b Aerotank : ể 36

5.1.5 b l ng: ể ắ 42

5.1.6 B kh trùng: ể ử 48

5.1.7 B gom bùn: ể 52

5.1.8 Sân ph i bùn: ơ 53

CH ƯƠ NG 6 57

D TOÁN T NG KINH PHÍ Ự Ổ ĐẦ U T NÂNG C P TR M X LÝ N Ư Ấ Ạ Ử ƯỚ C TH I Ả 57

6.1 V n đ u t cho t ng h ng m c: ố ầ ư ừ ạ ụ 57

6.1.1 ph n xây d ng: ầ ự 57

6.1.2 Ph n thi t b : ầ ế ị 58

6.2 CHI PHÍ QU N LÝ VÀ V N HÀNH: Ả Ậ 59

6.2.1 Chi phí hóa ch t: ấ 59

6.2.2 Chi phí đi n n ng: ệ ă 59

6.2.3 Chi phí nhân công: 60

6.2.4 Chi phí s a ch a và b o d ng thi t b : ữ ữ ả ưỡ ế ị 60

6.3 T ng chi phí đ u t : ổ ầ ư 60

CH ƯƠ NG 7 62

K T LU N VÀ KI N NGH Ế Ậ Ế Ị 62

7.1 K t lu n: ế ậ 62

7.1.1 Khía c nh môi tr ng: ạ ườ 62

7.1.2 Khía c nh kinh t c a h th ng x lý: ạ ế ủ ệ ố ử 62

7.1.3 Khía c nh k thu t: ạ ỹ ậ 63

7.2 Ki n ngh : ế ị 63

PH L C Ụ Ụ 64

Nguyên t c v n hành nhà máy x lý n c th i ắ ậ ử ướ ả 64

Nguyên t c v n hành thi t b ắ ậ ế ị 64

Nguyên t c b o d ng thi t b ắ ả ưỡ ế ị 65

An toàn v n hành ậ 65

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 68

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả nội dung của luận văn này hoàn toàn được hình thành và phát triển từ chính cá nhân tôi, các số liệu và kết quả có trong luận văn là hoàn toàn trung thực

TÁC GIẢ KHÓA LUẬN

HỒ NGỌC DUY PHÚ

LỜI CẢM ƠN

Xin gửi lời cảm ơn đến quí thầy cô trong ban giám hiệu trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh và Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường & Công nghệ sinh học, những người đã dìu dắt chúng em tận tình, đã truyền đạt cho chúng em những kiếnthức và kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm tháng trên ghế giảng đường đại học

Em xin chân thành cảm ơn các anh chị trong công ty Vinamilk Truongf Thọ cũng như các anh chị trong công ty cổ phần kỹ thuật SEEN đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt bài báo cáo khóa luận tốt nghiệp này

Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến thư viện tài liệu của công ty SEEN ,Thư viện Trường Đại học Kỹ Thuật Cộng Nghệ TP Hồ Chí Minh, diễn đàn yêu môi trường(yeumoitruong.com),và các bạn trên diễn đàn đã chia sẻ nhiều kinh nghiệm và giúp đỡ

em trong quá trình hoàn thành bài khóa luận này

Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, những người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài này

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người!

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Hồ Ngọc Duy Phú

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD (biochemical oxygen demand): nhu cầu oxy sinh hóa

COD (chemical oxygen demand):nhu cầu oxy hóa học

DO (dissolved oxygen) : hàm lượng oxy hòa tan

F/M tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật

MLSS (mixed lipour suspended solids) nồng độ bùn hoạt tính tính

theo SS

MLVSS (mixed lipou volatile spended solids): nồng độ bùn hoạt tính tính

theo VSS

SS (suspended solids):chất rắn lơ lửng

TSS (Total suspended solids) chất răn lơ lửng tổng cộng

VSS (volatile suspended solids) chất rắn lơ lửng có khả năng hóa bay

hơi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 5.1 Đặc tính kỷ thuật của một loại Clorator chân không (loni – 1000)

Bảng 5.2 Bảng đặc tính kỹ thuật của Balong chứa Clo.

Bảng 5.3 Thông số thiết kế sân phơi bùn

Bảng 5.4 Tiêu chuẩn đất xây dựng công trình làm sach nước thải

Bảng 5.5 Tổn thất áp lực nước qua các công trình

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức công ty Vinamilk

Hình 2.2 Biểu đồ theo dõi lượng sữa bò

Hình 2.3 Công ty Vinamilk Trường Thọ

Hình 2.4 Khảo sát các chỉ tiêu nước thải

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ cũ

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ mới

Hình 5.1 Cấu tạo máng tràn

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Công nghiệp sản xuất sữa hiện nay chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế nước ta Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu vềcác sản phẩm chế biến từ sữa ngày càng tăng, thu hút nhiều lao động tham gia, chính vìvậy ngành công nghiệp này không thể thiếu được trong đời sống của người dân

Công nghệ chế biến sữa được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới và gầnđây là cả Việt Nam Đây có thể coi là công nghệ truyền thống, cũng có thể coi là công nghệ hiện đại vì lịch sử phát triển của công nghệ này đã có từ rất lâu ở nhiều trường hợp người ta vẫn làm thủ công bên cạnh những sản phẩm được sản xuất theo những quy trình hiện đại Thế nhưng đằng sau nó, công nghệ chế biến sữa cũng tạo ra một lượng thải không nhỏ cho môi trường, trong đó, nước thải là một thành phần quan trọng cần xử lý

Lượng nước thải do ngành công nghiệp này thải ra không những rất nhiều mà không qua xử lý sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước Nước thải sản xuất sữa

có nồng độ ô nhiễm khá cao, chủ yếu là các chất hữu cơ, cặn lơ lững và các hạt chất lỏng (dầu, mỡ)

Hàm lượng N và P trong nước thải gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải, làm thiếu oxy trong nước, ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật, xảy ra quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ trong nước, gây mùi hôi thối

Các chất lơ lững trong nước gây độ đục cho nguồn nước tiếp nhận,các chất béo tạolớp váng trên mặt nước, gây thiếu oxy trong nước gây mùi khó chịu Ngoài ra nước thải còn chứa một số chất tẩy rửa từ quá trình vệ sinh nhà, máy móc, thiết bị…

Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất sữa đều chưa xây dựng hệ thống xử lýnước thải hoặc nếu có thì xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận,VinamilkTRƯỜNG THỌ Thủ Đức TP.HCM cũng là một trong những nhà máy đó.

2 Mục tiêu của đề tài:

Với hiện trạng ảnh hưởng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệthích hợp thay thế các công nghệ cũ để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn hơn cho ngànhcông nghiệp sản xuất sữa là hết sức cần thiết

Đề tài này được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu Thiết kế nâng cấp trạm

xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa Công ty Vinamilk Trường Thọ với công suất

1500 m3/ngày đêm với thông số đầu vào theo dự tính ban đầu của nhà máy đề ra và đầu

ra đạt tiêu QCVN 24: 2009/BTNMT bảo xả thải an toàn ra nguồn thải tiến tới đạt hệthống ISO 14000

3 Nội dung của đề tài:

+ Giới thiệu tổng quan về ngành chế biến sữa, Tổng Công ty Vinamilk ViệtNam và chi nhánh công ty Vinamilk Trường Thọ

+Tìm hiểu những vấn đề môi trường của ngành chế biến sữa

+Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử lý nước thải

+Tìm hiểu quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của công ty vinamilkTrường Thọ

+ Tính toán thiết kế nâng cấp trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữaCông ty vinamilk Trường Thọ với công suất 1500m3/ngày đêm

+ Dự toán kinh phí đầu tư xây dựng công trình cho việc nâng cấp trạm xử lýnước thải nhà máy chế biến sữa Công ty vinamilk Trường Thọ.

4 Phương pháp thực hiện đề tài:

Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu về nhà máy chế biến sữa, tìm hiểu sơ đồ

và dây chuyền công nghệ xử lý hiện tại của công ty vinamilk Trường Thọ từ đó tínhtoán và thiết kế nâng cấp hệ thống xử lý cho công ty một cách hợp lý

Nghiên cứu tư liệu: đọc và thu thập số liệu về tình hình nước thải sản xuất sữa

và các hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa hiện hữu

Phương pháp so sánh: phương pháp này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thảiđầu vào và ra theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 24: 2009/BTNMT)

Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế trong quátrình xử lý nước thải của các phương pháp xử lý

5 Ý nghĩa của đề tài:

Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về thành phần tính chấtnước thải phát sinh trong các công đoạn chế biến sữa cùng các phương pháp xử lý hiệuquả hơn cho việc thiết kế nâng cấp cho phù hợp với nhà máy Kết quả tính toán thiết

kế của đề tài có thể làm cơ sở cho nhà máy sản xuất Vinamilk tham khảo để đầu tư xâydựng công trình, đảm bảo nhà máy luôn xanh sạch đẹp, hạn chế đến mức thấp nhất cáctác động tiêu cực của nước thải chưa xử lý đến môi trường xung quanh góp phần bảo

vệ nguồn tài nguyên đất, nước và không khí quận Thủ Đức nói chung và toàn TP nóiriêng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA VINAMILK

TRƯỜNG THỌ THỦ ĐỨC TP.HCM 2.1 Tổng quan về công ty sữa Vinamilk Việt Nam :

Được hình thành từ năm 1976, Công ty Sữa Việt Nam (VINAMILK) đã lớnmạnh và trở thành doanh nghiệp hàng đầu của ngành công nghiệp chế biến sữa, hiệnchiếm lĩnh 75% thị phần sữa tại Việt Nam

Trong thời gian qua, Vinamilk đã không ngừng đổi mới công nghệ, đầu tư dâychuyền máy móc thiết bị hiện đại nâng cao công tác quản lý và chất lượng sản phẩm đểđáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

Hình 2.1.sơ đồ cơ cấu tổ chức của công ty Vinamilk

Hình 2.2 biểu đồ theo dõi lượng sữa bò

Trải qua quá trình hoạt động và phát triển suốt 30 năm qua, Vinamilk hiện có 9nhà máy, 1 xí nghiệp, với hơn 4.000 cán bộ công nhân Vinamilk đã và đang trở thànhdoanh nghiệp hàng đầu trong ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam Đặc biệt,Vinamilk đã đầu tư hàng triệu USD để lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thảicho các công ty đơn vị…

Tính theo doanh số và sản lượng, Vinamilk là nhà sản suất sữa hàng đầu tại ViệtNam Danh mục sản phẩm của Vinamilk bao gồm: sản phẩm chủ lực là sữa nước vàsữa bột; sản phẩm có giá trị cộng thêm như sữa đặc, yoghurt ăn và yoghurt uống, kem

và pho mát Vinamilk cung cấp cho thị trường một những danh mục các sản phẩm,hương vị và qui cách bao bì có nhiều lựa chọn nhất.

Theo Euromonitor, Vinamilk là nhà sản xuất sữa hàng đầu tại Việt Nam trong 3 nămkết thúc ngày 31 tháng 12 năm 2007

Từ khi bắt đầu đi vào hoạt động năm 1976, Công ty đã xây dựng hệ thống phân phốirộng nhất tại Việt Nam và đã làm đòn bẩy để giới thiệu các sản phẩm mới như nước

ép, sữa đậu nành, nước uống đóng chai và café cho thị trường

Phần lớn sản phẩm của Công ty cung cấp cho thị trường dưới thương hiệu

“Vinamilk”, thương hiệu này được bình chọn là một “Thương hiệu Nổi tiếng” và làmột trong nhóm 100 thương hiệu mạnh nhất do Bộ Công Thương bình chọn năm 2006.Vinamilk cũng được bình chọn trong nhóm “Top 10 Hàng Việt Nam chất lượng cao”

từ năm 1995 đến năm 2007

Hiện tại Công ty tập trung các hoạt động kinh doanh vào thị trường đang tăngtrưởng mạnh tại Việt Nam mà theo Euromonitor là tăng trưởng bình quân 7.85% từnăm 1997 đến 2007

Đa phần sản phẩm được sản xuất tại chín nhà máy với tổng công suất khoảng 570.406 tấn sữa mỗi năm Công ty sở hữu một mạng lưới phân phối rộng lớn trên cả nước, đó là điều kiện thuận lợi để Công ty đưa sản phẩm đến số lượng lớn người tiêu dùng

Sản phẩm Công ty chủ yếu được tiêu thụ tại thị trường Việt Nam và cũng xuất

khẩu sang các thị trường nước ngoài như Úc, Campuchia, Irắc, Philipines và Mỹ

2.2 Công ty sữa Vinamilk Trường Thọ Thủ Đức TP HCM :

Địa chỉ số 32 Đặng Văn Bi, Phường Trường Thọ, Quận Thủ Đức, TP HCM ĐT: (84.8) 38 960 727

Fax: (84.8) 38 966 884Email: vinamilk@vinamilk.com.vn

Website: www.vinamilk.com.vn

Hình 2.3.công ty sữa Trường Thọ

Chuyên sản xuất: Sữa đặc có đường, Sữa tươi tiệt trùng, Sữa đậu nành, Sữachua, Nước ép trái cây, Phô mai

2.3 Tính chất và thành phần nước thải:

2.3.1.Tính chất vật lý của sữa tươi:

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có

+ Độ acid tính bằng độ Dornic (0D):16 ÷ 18 (decigam acid lactic/ 1 lít sữa)

+ Chỉ số khúc xạ ở 200C là: 1,35

2.3.2.Cấu trúc hóa lý và thành phần hóa học của sữa tươi:

+Prôtêin: Prôtêin có trong sữa tồn tại dưới ba dạng: casein, albumin, globulin+Chất béo: Chất béo trong sữa chiếm khoảng từ 3 - 5,2% (khoảng trên dưới 40g trong

1 lít sữa) trong đó gồm 2 loại: Chất béo đơn giản,Chất béo phức tạp +Gluxid: Đường có trong sữa chủ yếu là đường lactoza do đó lactoza còn được gọi làđường sữa Trung bình trong mỗi lít sữa chứa khoảng 50g lactoza

2.3.3Sự cần thiết phải xử lý nước thải:

Nước thải sản xuất sữa có nồng độ ô nhiễm khá cao, chủ yếu là các chấthữu cơ, cặn lơ lững và các hạt chất lỏng (dầu, mỡ) Hàm lượng N và P trong nước thảigây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải, làm thiếu oxy trongnước, ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật, xảy ra quá trình phân hủy kị khí cácchất hữu cơ trong nước, gây mùi hôi thối

Các chất lơ lững trong nước gây độ đục cho nguồn nước tiếp nhận Cácchất béo tạo lớp váng trên mặt nước, gây thiếu oxy trong nước gây mùi khó chịu.Ngoài ra nước thải còn chứa một số chất tẩy rửa từ quá trình vệ sinh nhà, máy móc,thiết bị…

Hình 2.4.khảo sát các giá trị cuả nước thải công ty Seen năm 2008

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 khái niệm và phân loại nước thải

Khái niệm nước thải:

Nước thải là nước sau khi đã được con người sử dụng với các mục đích khác nhau

Phân loại nước thải

Một trong các cách phân loại nước thải là có thể phân loại nước thải theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Theo cách phân loại này, có các loại nước thải sau:

+ Nước thải sinh hoạt : Là nước thải được thải từ các khu dân cư, khu hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

+ Nước thải công nghiệp và dịch vụ : Là nước thải được thải từ các quá trình công nghệ hay dịch vụ có xử dụng nước và thành phần của nước thải phụ thuộc vào công nghệ hay dịch vụ

+Nước thải của sản xuất nông nghiệp : Thường là nước tưới tiêu trong trồng trọt hay nước từ các khu vực chăn nuôi và trồng trọt: chất hữu cơ, phân hoá học, thuốc trừ sâu

+ Nước thải bệnh viện : Số lượng vi sinh vật lớn và đa dạng, nhiều vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là các bệnh truyền nhiễm, các hoá chất độc hại, nguy hiểm và có thể có phóng xạ

+ Nước từ các hoạt động thương mại như chợ chứa nhiều chất hữu cơ và rác + Nước mưa nhiễm bẩn : Độ ô nhiễm của nước mưa phụ thuộc vào độ ô nhiễm củamôi trường không khí, bề mặt khu vực có nước chảy tràn

3.2 các phương pháp xử lý nước thải:

Có thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính xử lý như : Xử

lý cơ học, xử lý hóa học, xử lý sinh học.Tùy tính chất của từng loại nước thải mà trong qui trình xử lý, có thể kết hợp các phương pháp trên để đạt yêu cầu xử lý với hiệu quả cao

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

Gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay

đổi tính chất hóa học và sinh học của nó Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo.

Các phương pháp và thiết bị sử dụng trong xử lý cơ học :

+ Song chắn rác : Giúp ngăn chặn các vật cứng, vật nổi đi vào máy bơm, vào các bể xử lý công đoạn sau

+ Bể lắng : giúp loại bỏ các cặn nặng gây cản trở cho các quá trình sinh học trong các bể xử lý sinh học

+Bể tuyển nổi và vớt bọt : giúp loại bỏ dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt gây cản trở cho các quá trình oxy hóa và khử mầu

+ Bể lọc : giúp loại bỏ cặn lơ lửng, làm nước trong trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

+ Bể điều hòa : để pha loãng và đồng nhất nồng độ các chất trong nước thải cho phù hợp trước khi xử lý

3.2.2 Phương pháp hoá học

Các phương pháp xử lý nước thải gồm có: Trung hoà, oxy hoá và khử Tất

cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hoá học nên là phương pháp gây ô nhiễm thứ cấp Người ta sử dụng phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan

và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi phương pháp này dùng để xử

lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước

Các phương pháp sử dụng trong xử lý hóa học :

+ Phương pháp trung hòa : Dùng các tác nhân hóa học hay trộn lẫn nước thải đểđưa PH về khoảng 6,5÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

+ Phương pháp oxy hóa khử : Dùng các chất oxy hóa mạnh để chuyển các chất độc hại trong nước thải thành dạng ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước.

3.2.3 Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có trong nước thải Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa, trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng

Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (có thể là gần như hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ

Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại bỏ các tạp chất thô ra khỏi nước thải trong các công đoạn xử lý trước đó Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các chất sunfit, muối amôn, nitrat… - các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, nước, khí N2, ion sunfat…

Điều kiện của nước thải có thể xử lý sinh học

Để cho quá trình chuyển hoá vi sinh vật xảy ra được thì vi sinh vật phải tồn tại được trong môi trường xử lý Muốn vậy thì được xử lý sinh học phải thoả mãn các điều kiện sau:

+ Nước thải không có chất độc với vi sinh vật như các kim loại nặng, dẫn xuất phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ hoặc nước thải không

có hàm lượng axit hay kiềm quá cao, không được chứa dầu mỡ

+ Trong nước thải, hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân huỷ so với các chất hữu cơ

chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm lượng BOD/COD 0,5

Nguyên lý của quá trình oxi hoá sinh học

- Cơ chế của quá trình : Quá trình oxi hoá sinh hoá các chất hữu cơ trong môi trường nước thải chính là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các vi sinh vật.Quá trình này gồm 3 giai đoạn, diễn ra với tốc độ khác nhau nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhau:

+ Giai đoạn khuyếch tán chất hữu cơ từ nước thải tới bề mặt các tế bào vi sinh vật Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và trạng thái thuỷ động của môi trường quyết định

+ Giai đoạn chuyển các chất hữu cơ đó qua màng bán thấm của tế bào do

sự chênh lệch bên trong và bên ngoài của tế bào

+ Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá các chất trong tế bào vi sinh vật để tạo ra năng lượng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới

Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý

- Vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học là vi sinh vật Hệ vi sinh vật trong nước nói chung và trong nước thải nói riêng rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc vào bản chất của nước và nước thải cũng như các điều kiện về môi trường Thường tron nước thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật, prôtza…

Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải được xử dụng chủ yếu dưới hai dạng:

+ Bùn Hoạt tính: Là huyền phù vi sinh vật trong nước thải dưới dạng bông màu nâu vàng có kích thước 3-5 m Bông này khi tụ hợp lại vơi nhau thì dễ lắng Bùn hoạt tính có cấu tạo gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, các nguyên sinh động vật ,protoza… phát triển thành sinh khối nhày và chắc Hoạt tính của vi sinh vật là kết quả của sự vận chuyển oxi vào bông sinh học Trong điều kiện khuấy trộn và

làm thoáng ở bể với bùn hoạt tính thông thường bông sinh học có một lớp phủ trên

bề mặt được gọi bề mặt hiếu khí Tính chất lắng và nén của bùn hoạt tính là hai chỉ tiêu chính để đánh giá sự thành công của phương pháp xử lý sinh học bằng bùn hoạttính Việc tạo bông liên quan chặt chẽ tới tốc độ phát triển của vi sinh vật và phụ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm, nồng độ oxi hoà tan và mức độ chảy rối + Màng sinh học ( Màng sinh vật): Màng sinh học là một hệ thống vi sinh vật phát triển trên bề mặt các vật liẹu xốp, tạo thành màng dày 1÷3 mm Màng sinh học cũng bao gồm các vi khuẩn, nấm, nguyên sinh động vật…

Quá trình xảy ra ở màng sinh học thường được xem như quá trình hiếu khí nhưng thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu và yếm khí Khi dòng nước thải chảy trên lớp màng sinh vật, các chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó diễn

ra các quá trình trao đổi chất Sản phẩm của quá trình trao đổi chất thải ra ngoài qua màng Trong suốt quá trình, oxi hoà tan luôn được bổ sung từ không khí Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau một thời gian màng bung ra và được thay thế bằng một lớp màng khác

CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN NÂNG CẤP HỆ THỐNG XỬ LÝ

NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA VINAMILK TRƯỜNG THỌ

4.1 Hiện trạng của hệ thống xử lý nước thải hiện tại:

Hình 4.1 sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hiện tại 4.1.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

 Bể gom:

Chức năng: thu gom nước thải từ hệ thống mương dẫn nước thải của nhà máy, tập trung nước thải để chuẩn bị bơm lên các bể xử lý chính trong dây chuyền

 Bơm nước thải bể gom:

Chức năng bơm nước thải từ bể gom qua máy tách rác vào bể điều hòa lưu

lượng bơm hoạt động do hệ thống VDS-SCADA điều khiển tự động các hoạt động ( tự

động đổi bơm ,điều tiết tăng giảm bơm theo chế độ cài đặt của người điều hành,hiển thịtrạng thái hoạt động của các bơm,

 Máy tách rác:

Chức năng: tách các loại rác kích thướt > 2mm trước khi nước thải được đưa vào bể điều hòa lưu lượng

 Thiết bị đo lưu lượng:

Xác định lưu lượng thải để kiểm soát số bơm hoạt động

Chế độ hoạt động: thiết bị đo lưu lượng bằng từ tính,hoạt động liên tục, có khả năng lưu trữ số liệu , các chỉ số lưu lượng sẽ được hiển thị trên máy tính trung tâm

 Bể điều hòa

Chức năng là điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm trước khi đưa nước thải qua bể Aerotank tránh trường hợp quá tải cục bộ

 Bơm nước thải bể điều hòa:

Chức năng: bơm nước thải qua điều chỉnh pH trước khi qua bể Aerotank

Chế độ hoạt động: 2 bơm hoạt động luân phiên có cả 2 chế độ điều khiển thủ công bằng tay cũng như tự động bằng máy tính

 Bể Aerotank

Chức năng: thông khí liên tục cho nước thải , khuấy trôn , tăng khả năng tiếp xúc giữa nước thải, bùn hoạt tính và oxy làm tăng khả năng oxy hóa cho nước thải

Chế độ hoạt động: không khí từ máy thổi khí theo ống dẫn đến các đầu phân phối khí ở đáy bể Khí được cấp cho nước thải ở dạng bọt mịn, dòng bọt khí có tác dụng khuấy trộn dòng nước thải trong bể, oxy bọt khí đươc hấp thụ vào nước thải cho các vi sinh vật trong nước sử dụng oxy hóa chất thải.

 Bơm định lượng hóa chất

Chức năng là bơm hóa chất bổ sung cho dòng thải đầu vào, hoạt động dựa trên các tín hiệu từ bộ điều khiển PLC hoặc điều khiển bằng tay

 Thiết bị pha trộn hóa chất:

Pha trộn hóa chất bổ sung ở dạng lỏng nguyên chất, dạng hạt rắn thành dung dịch có nồng độ riêng biệt trước khi bổ sung vào dòng thải Thiết bị này hoạt động dưới sự điều khiển hoàn toàn thủ công.

 Bơm bùn bể bùn: vận chuyển bùn từ bể bùn tới máy ép bùn, hoạt động

bằng tay hoặc tự động

 Máy ép bùn: tách nước ra khỏi bùn, giảm độ ẩm của bùn, hoạt động tự

động hoặc thủ công

 Các thiết bị điều khiển:

-Thiết bị đo mức: dùng đo mức nước thải trong bể gom, bể điều hòa, dữ liệu

được truyền về máy tính ở phòng điều khiển trung tâm và máy tính sẽ điều khiển hoạt động của chúng qua bộ điều khiển PLC PLC điều chỉnh hoạt động của bơm nước thải từ bể gom, bơm định lượng hóa chất, bơm tuần hoàn bùn

-Thiết bị đo pH: đo định lượng pH của nước thải trước khi vào bể Aerotank, máy

tính trung tâm điều khiển hoạt động của bơm định lượng axit/kiềm thông qua bộ điều khiển PLC để điều chỉnh lương axit/kiềm cần bổ sung

-Thiết bị đo DO: đo nồng độ DO trước khi nước thải vào bể Aerotank truyền về

máy tính trung tâm để xử lý điều chỉnh máy thổi khí điều tiết lương khí cần cung cấp

4.1.2 Ưu nhược điểm của hệ thống:

 Ưu điểm : vẫn đáp ứng được nhu cầu xử lý ở những giờ làm việc bình thường, lượng nước thải của nhà máy đều được xử lý trước khi thải ra môi trường bằng

công nghệ vi sinh và đạt tiêu chuẩn loại A theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 24: 2009/BTNMT)

 Nhược điểm : tại những giờ cao điểm công suất không đủ để xử lý

 KÉM HIỆU QUẢ

4.2 Đề xuất phương án nâng cấp:

Với hiện trạng quá tải của các bể xử lý của hệ thống xử lý hiện tại viêc nâng cấp

hệ thống là hết sức cần thiết Để giải quyết vấn đề này nay tác giả đề xuất phương án

mở rộng một số công trình để nâng công suất xử lý của nhà máy từ 900m3/ngđ lên

1500 m3/ngđ Các công trình bao gồm: Bể Aerortank và Bể lắng

4.2.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Từ nhà máy nước thải theo ống tự chảy đi qua song chắn rác đến bể gom nước thải trước khi đi vào bể xử lý chính Ở đây,các thành phần rác lớn sẽ được giữ lại ở đây còn nước thải theo bơm vào hệ thống xử lý chính cụ thể như sau.

Hai bơm đặt chìm trong bể gom hoạt động luân phiên với thời gian hoạt độngtính tối đa khoảng 85% thời gian còn lại nghỉ hoàn toàn

Với lượng nước thải đầu vào trong giai đoạn đầu ít, thời gian hoạt động củabơm trong ngày cũng được giảm xuống Bơm nước thải bơm nước từ bể gom qua hệthống tách rác tinh với kích thước khe hỡ tối thiểu 2.0mm

Thiết bị dạng trống quay, có thể vận hành tự động theo chế độ hoạt động củabơm nước thải hoặc vận hành bằng tay Rác tách ra máy tách rác được thu gom vào

xe chứa rác và thải bỏ

Sau khi rác mịn được tách riêng, nước thải chảy vào bể điều hoà, cũng là nơiđược xem như một bước xử lý sơ bộ, thời gian lưu nước thải đủ để khử một phầnBOD, COD và SS Nước thải vào bể điều hoà sẽ được làm cân bằng các thay đổi lớn

về lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm và pH, bảo đảm cho công đoạn xử lý chínhcủa HTXLNT hoạt động ổn định

Bước ổn định này rất quan trọng vì bảo đảm được hoạt động đồng nhất củatừng thiết bị xử lý và không gây xáo trộn trong quá trình sinh học, là nguyên nhân cóthể ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật, và do đó ảnh hưởng lớn đếnhiệu suất xử lý

Để tránh hiện tượng yếm khí nước thải gây mùi khó chịu và để khuấy trộn đềunước thải trong bể tránh xảy ra quá trình sa lắng chất rắn hữu cơ trong nước thải, toàn

bộ nước thải bể điều hoà được khuấy trộn bằng hệ thống phân phối khí đặt chìm dạngống Khí được lấy từ máy thổi khí, chế độ sục khí được khống chế tự động

Từ bể điều hòa, bơm hoá chất sẽ hoạt động hay không hoạt động tuỳ thuộc vàogiá trị hiển thị của pH sensor Nếu giá trị pH cao hơn giá trị cài đặt hệ thống bơmđịnh lượng acid sẽ hoạt động, nếu giá trị pH thấp dưới giá trị cài đặt hệ thống bơmđịnh lượng xút sẽ không hoạt động nhằm giảm chi phí vận hành do lượng hoá chất sửdụng.

Nước thải sau đó được bơm lên bể Aerotank, trước khi vào bể aerotank, nướcthải sẽ tiếp tục bổ sung chất dinh dưỡng (NPK) Bể aeroten được cung cấp khí dạngmịn bởi hệ thống ống phân phối khí dưới đáy bể và máy thổi khí, đảm bảo oxy hoáhiệu quả các chất hữu cơ, không gây mùi khó chịu và không gây mất mỹ quan Lưulượng vận hành của máy thổi khí được điều khiển thông qua giá trị đo được từ thiết

bị đo DO tự động

Tại bể aeroten, các chất ô nhiễm còn lại sau xử lý sơ bộ tại bể điều hòa sẽ đượctiếp tục xử lý đạt đến tiêu chuẩn cho phép Nước thải đã được xử lý trong bể aerotankcòn lẫn bùn sinh học sẽ được dẫn chảy qua bể lắng, tại đây bùn – nước được phân ly.Nước sau khi được phân ly bùn tràn theo máng tràn ra ngoài chảy theo ống vào bểKhử trùng

Tại bể khử trùng, NaClO sẽ tự động bơm vào hoà trộn với nước thải để khử hếtlượng coliform đạt đến tiêu chuẩn cho phép cột B với Kf = 0.9, Kq = 1, TCVN 5945 –

2005 trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

Bùn lắng từ bể lắng được hệ thống bơm bùn ly tâm bổ sung và hệ thống bơmbùn airlift hiện hữu tự động bơm hồi lưu về bể aerotank để bù đắp lại sự thiếu hụtbùn hoạt tính Phần bùn dư còn lại được bơm sang bể chứa bùn sinh học

Tại bể chứa bùn có bố trí hệ thống phân phối khí để phân huỷ một phần bùnhiếu khí, nhằm giảm thể tích và khối lượng bùn cần thải bỏ Nước trong tách ra khỏibùn từ bể bùn được dẫn bể điều gom, nhập vào dòng thải Bùn sau làm đặc đượcđịnh kỳ bơm bằng bơm bùn đến máy ép bùn ly tâm.

Sử dụng máy ép bùn ly tâm có bổ sung polymer để tăng khả năng ép khô củabùn Sản phẩm bùn khô sau ép bằng máy ép bùn được đưa đi thải bỏ theo hợp đồngvới công ty môi trường đô thị địa phương hoặc được tận dụng để trồng cây xanh, cònnước thải được dùng để cọ rửa nhà xưởng

4.2.2 Các quá trình khác:

• Máy thổi khí: Máy thổi khí hoạt động theo các thông số DO đo được trong

bể aeroten Máy thổi khí còn được tự động hoạt động luân phiên

• Pha trộn hoá chất: Quá trình này được chuẩn bị trước khi vận hành hệ thống.Bao gồm kho chứa và bảo quản hoá chất, thiết bị pha trộn hoá chất, bồn chứa Đây làcông đoạn pha chế dung dịch hoá chất cấp cho bơm định lượng bơm vào hệ thống xử

lý Trong quá trình vận hành hệ thống liên tục thì dung dịch hoá chất luôn được kiểmtra và bổ sung thêm

• Nước sạch cho máy tách rác tự động và các hệ thống pha trộn hoá chất đượclấy từ đường nước của Nhà máy Sữa Trường Thọ

4.2.3 Đầu tư thêm thiết bị xử lý :

+ bơm MTK04 bổ sung 1 cái: bơm đặt khô, lưu lượng: 30 m3/h ,cột áp: 6m H2O

+đồng hồ đo lưu lượng 1 cái: Công suất: 65m3/h bao gồm sensor + transmitter, đường kính DN150

+thiết bị đo mức2 cái: Loại siêu âm khoảng đo: 0 - 7m

+van bổ sung 10 cái

+ máy đo PH,DO thay mới 4 cái: Đầu sensor đo pH tự động đồng bộ với transmitter hiện hữu tại trạm XLNT

+bổ sung bơm bùn và bồn tự mồi: Loại bơm đặt khô ,lưu lượng 30 m3/h ,cột áp 6m H2O.Điện năng tiêu thụ: 1,7kw/380V/3pha/50hz ,bao gồm các phụ kiện kèm theo: dây điện theo tiêu chuẩn

+ acid , xút và P2O5

+ máy thổi khí: Root Lưu lượng: 16 m3/phút ,cột áp: 7m H2O Điện năng tiêu thụ:

30kw/380V/3pha/50hz Vận tốc: 800 - 900 vòng/phút ,phụ kiện vật tư kết nối đầy đủ.+ màng phân phối khí bể Aerotank : Màng Urenthan

+ Hệ thống phân phối khí bể Aeroten: Loại 84P, màng Urethan

+ Đồng hồ đo lưu lượng DN: Công suất: 65m3/h, bao gồm sensor + transmitter, đường kính DN150

CHƯƠNG5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ 5.1 phần tính toán xây dựng:

5.1.1 song chắn rác:

Chọn loại song chắn có chiều dày 10 mm tiết diện hình chữ nhật, vận tốc dòng chảy qua song chắn Vs=0,7 m/s chọn loại song chắn cố định đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc 60° thuận lợi cho việc loại bỏ rác và việc cọ rửa

Các thông số của mương nước dẫn tới song chắn:

Vs: vận tốc nước qua song chắn chọn là 0,8 m/s

h: độ sâu nước ở chân song chắn chọn bằng độ đầy h=0,1 m

b: khoảng cách giưã các thanh đan: chọn bằng 16mm=0,016m

k: hệ số tính đến thu hẹp dòng chảy: chọn bằng 1,05



= 15,6 chọn 16 khe hở

chiều rộng song chắn: Bs= S(n+1)+bn

S: chiều dày thanh đan chọn bằng 10mm =0,001m

(n-1)= thanh đan =16-1=15 thanh

 Bs= 0,001.15 +0,016×10 =0,075 m

5.1.2 bể gom:

Lưu lượng nước vào hố thu q =1500 m3/ngđ = 0,01736 m3/s

Thời gian lưu 10 phút

Thể tích bể:

L=3334mm = 3,334 m

H= 3592 mm = 3,592 m

L×B×H= V=10,42 ==> B = 10,42/(3,334×3,592) = 0,870 m