hệ thống xử lý nước thải trái cây

Rau quả rất cần cho nhân loại, nó không chỉ để phối liệu trong khẩu phần ăn nhằm cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng, chất khoáng, sinh tố cần thiết cho con người mà còn là thành phần kh

Chương 1

1.1

Ngành công nghiệp đồ hộp thực phẩm phát triển mạnh có ý nghĩa to lớn cải thiện được đời sống của nhân dân, giảm nhẹ việc nấu nướng hàng ngày Giải quyết nhu cầu thực phẩm các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, cho các đoàn du lịch, thám hiểm và cung cấp cho quốc phòng Góp phần điều hòa nguồn thực phẩm trong cả nước Tăng nguồn hàng xuất khẩu, trao đổi hàng hóa với nước ngoài

Đồ hộp rau quả ngày nay trở thành một mặt hàng có giá trị và có thị trường rộng lớn trên thế giới Rau quả rất cần cho nhân loại, nó không chỉ để phối liệu trong khẩu phần ăn nhằm cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng, chất khoáng, sinh tố cần thiết cho con người

mà còn là thành phần không thể thay thế được bằng các chất khác trong nhu cầu ăn uống, nhu cầu đề kháng bệnh tật của con người

,

Sản lượng rau quả ngày càng nhiều và Tuy vậy, trái cây đóng hộp Việt Nam vẫn chưa khắc phục được những nhược điểm về bao bì, mùi vị tự nhiên Ða số vẫn còn ở dạng hộp kim loại không nhìn thấy được sản phẩm bên trong

   

Các nhà máy đóng hộp trình độ công nghệ vẫn còn thấp so với thế giới Trong sản xuất lượng phế thải nhiều, hao hụt lớn Điều này cũng đồng nghĩa với lượng chất thải ra môi trường nhiều, gây ô nhiễm lớn so với sản xuất trình độ cao Mặc dù vậy, hiện nay hầu hết các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lí chất thải hoặc xử lí ở dạng rất sơ sài Các chất thải (khí thải, nước thải, chất thải rắn) đều trực tiếp thải ra môi trường gây ô nhiễm môi trường nặng cục bộ vùng cũng như môi trường chung toàn thành phố và toàn Việt Nam

1.2 P

ồ hộp quả nước đường: Loại đồ hộp này được chế biến từ các loại quả, qua các quá trình xử lý sơ bộ, rồi ngâm trong dung dịch nước đường Loại đồ hộp này còn giữ được tính chất đặc trưng của nguyên liệu

1.2.1

   

Trái cây

Đường, nươc, acid citric, phụ gia bảo quản

Chuân bi dich ngâm

Trái cây dâp, hư

Nươc thai ngâm, rưa trai cây

Nươc thai dung dịch bóc vỏ

Nươc thai sau chân Nươc thai pha chê dung dich ngâm

Nươc thai rưa hôp

1 [1])

1.2.2

1.2.2.1 Chọn lựa: là loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ qui cách để chế

biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, không đủ kích thước và hình dáng, màu sắc không thích hợp

1.2.2.2 Phân loại: nhằm phân chia nguyên liệu thành các phần có tính chất

giống nhau, có cùng kích thước, hình dáng, màu sắc, trọng lượng để có chế độ

xử lý thích hợp cho từng loại và giúp thành phẩm có phẩm chất được đồng đều

1.2.2.3 Ngâm, r : Sau khi lựa chọn phân loại, nguyên liệu được đưa qua khâu

rửa Ở giai đoạn rưả này nhằm mục đích là loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh nguyên liệu, đồng thời làm giảm 1 lượng lớn vi sinh vật ở nguyên liệu

, cơ

: Đối với một số quả có vỏ mỏng như khoai tây,

carrot, mận, ổi, múi cam quít, ta có thể dùng dung dịch kiềm để bóc vỏ.  

 

2CO3

,  nồng độ NaOH thường sử dụng 1,5 - 2 % Thời gian ngâm rửa nguyên liệu phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của dung dịch NaOH Tác dụng bóc vỏ đạt được khi nào rửa xối, lúc đó vỏ nguyên liệu bong tróc ra dễ dàng

: Dùng máy làm sạch, tùy theo yêu cầu làm sạch mà sử

dụng máy thích hợp

: Để bóc vỏ loại quả có múi, cà chua, người ta nhúng vào

nước sôi Nếu chần cam, quít trong nước 900 - 1000C trong 20 - 60 giây hay 800

- 900C trong 60 - 90 giây thì tốc độ bóc vỏ, tách múi, tước xơ tăng gấp 4 lần so

1.2.2.5 : Trong quá trình chế biến đồ hộp, nhiều loại nguyên liệu trong chế

biến sơ bộ bằng cơ học, cũng như trước khi cho vào bao bì được xử lý bằng nhiệt Người ta nhúng nguyên liệu vào nước hay dung dịch, hay xử lý nguyên liệu bằng hơi nước, tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến, ở nhiệt độ 750 -

1000C, trong thời gian 3 - 15 phút 2

1.2.2.6 H : Phải đáp ứng các yêu cầu :

Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm

Bền đối với tác dụng của thực phẩm

Chịu được nhiệt độ và áp suất cao

Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ Dễ gia công, rẻ tiền

Hình thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm

Sử dụng vận chuyển, bảo quản tiện lợi

1.2.2.7 :

Acid citric đ

Đa số các loại đồ hộp gồm có phần rắn chiếm từ 60 - 70 % và phần lỏng chiếm từ 30 - 40 %

1.2.2.8 : Trong các quá trình chế biến cơ học như nghiền, chà, lọc, ép v.v và vận chuyển các bán chế phẩm như bơm chuyển từ thùng chứa này sang thùng chứa khác, khi cho thực phẩm vào trong bao bì, đều làm cho một số không khí xâm nhập, hòa lẫn vào các sản phẩm

đó :

Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong đồ hộp Hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt

Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội

1.2.2.9 : Trong quá trình chế biến đồ hộp, quá trình ghép kín nắp vào bao bì để ngăn cách hẳn sản phẩm thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật

ở bên ngoài, là một quá trình quan trọng, có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản lâu dài các thực phẩm đó Nắp hộp phải được ghép thật kín, chắc chắn

1.2.2 : Đây là biện pháp cất giữ thực phẩm theo nguyên lý tiêu

diệt mầm móng gây hư hỏng thực phẩm (nguyên tắc đình chỉ sự sống) bằng nhiều phương pháp khác nhau:

Thanh trùng bằng tia ion hóa

Thanh trùng bằng sóng siêu âm

Thanh trùng bằng dòng điện cao tần

Thanh trùng bằng sử dụng áp suất cao

Thanh trùng bằng xung điện từ

Lọc thanh trùng

benzoate (C6H5COONa)

, n sau đây:

, ngâm, như: NaOH, CaCl2, acid citric (C6H8O7), Natri benzoate, Kali sorbate

quy QCVN 24:2009/BTNMT ( 1):

1.4

xả thải ra nguồn nước gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái nước:

, l

o Hàm lượng chất hữu cơ cao trong điều kiện thiếu oxy trong nước xảy ra quá trình phân hủy yếm khí sinh ra sản phẩm độc hại như H2S, mercaptan gây mùi hôi thối làm cho nước có màu đen Hậu quả là hệ sinh thái trong nước bị hủy diệt, là nguồn gốc lây lan dịch bệnh theo đường nước, làm ô nhiễm tầng nước ngầm

o

→

- Mức độ cần thiết xử lý nước thải

- Tiêu chuẩn xả thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng

o

BOD 950 COD 1100

Đường nước Nươc

Máy thôi khi

Đường khí Đường bùn

2.1.3

Nước thải

, lưu lượng nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định Tại đây nước thải được thổi khí để làm thoáng sơ bộ và phâ

L 1000m3

tự chảy từ bể diều hòa qua hơn bể điều hòa khoảng 0,5m

2SO4

2SO4

khi lắng

vì bể lắng I sẽ được đặt thấp

Nước thải sau

Aerotank Tại đây xảy ra quá trình xử lí sinh học, khí được thổi vào bể bằng các đĩa phân phối khí nhằm tăng cường sự xáo trộn chất bẩn và oxi trong không khí đồng thời giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng

Sau thời gian lưu, nước từ Aerotank tự chảy qua bể lắng II

Bùn từ bể lắng được bơm t ; phần còn lại bơm qua bể nén bùn

Song chắn rác là một hay nhiều lớp thanh đan xen kẽ vớ

và nối tiếp nhau Một vài loại vi khuẩn tấn công vào các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, chuyển hóa chất thải ra các chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản, một vài loại vi khuẩn khác dùng các chất này làm thức ăn và lại thải ra các chất hữu cơ đơn giản hơn nữa, quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể dùng làm thức ăn cho bất cứ loại vi khuẩn nào nữa

Để đảm bảo oxy cho các quá trình oxy hóa chất hữu cơ và giữ cho bùn hoạt tính

ở trạng thái lơ lửng thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí Số lượng bùn tuần hoàn và lượng khí cung cấp phụ thuộc độ ẩm và mức độ yêu cầu xử lí của nước thải

Trong bể Aerotank cần kiểm soát BOD, COD để giữ tải trọng bể ổn định và đạt hiệu suất tối ưu

Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông Khi bông được tạo thành thì một số

vi khuẩn bên trong bị tiêu diệt và phân hủy Do đó, thời gian lưu nước trong bể

Số lượng quần thể vi sinh vật trong nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần, tính chất nước thải, hàm lượng chất thải, lượng oxy hòa tan, chế độ thủy động học của bể…

Để chống rong rêu, thời gian lưu nước không quá 2 ngày và phải thiết kế hồ sao cho nước lưu thông đều, không có vùng nước chết

có dạng tròn (bể lắng đứng, bể lắng ly tâm), dạng hình chữ nhật (bể lắng ngang) Bể lắng ngang, chữ nhật thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể lắng tròn vì cặn lắng tích lũy ở các góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo dòng nước vào máng thu nước ra

Bể lắng đợt II phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Thời gian lưu nước lớn hơn 12 giờ, đủ để lắng cặn nhẹ

- Chiều cao lắng ≥ 1m

- Có đủ dung tích ở đáy hồ để chứa lượng bùn lắng trong thời gian nén và phân hủy bùn trong điều kiện yếm khí t ≥ 1 năm

- Không để rong rêu, tảo mọc và phát triển

- Không để mùi hôi ảnh hưởng đến người dân xung quanh

2.2.7

Thu go

2.2.8

o Kích thước của mương đặt song chắn

Chọn tốc độ dòng chảy trong mương U = 0,4 m/s

Giả sử độ sâu đáy ống cu i cùng của mạng lưới thoát nước bẩn là H = 0,7 m

Chọn kích thước mương: rộng × sâu = B × H = 0,5m × 0,7m

Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

Nếu chọn số thanh là n = 14, ta có thể điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại là:

: Kriengsak Udomsinrot, Wastewater Engineering Design, AIT, 1989

2,48 m3

       

62 ÷176 0,02 ÷ 0,05

2

3,7

12 ÷ 45

83 0,03

 : d = 15%D = 15% × 5,64 = 0,846 m

 : h = 60%HL = 60% × 2 = 1,2 m

D :

L :

0,03

:

R t

a

V

, :

: (1 - 0,7) × 1100 = 770 mg/L BOD5 : COD = 0,8

UBOD = 19,5 mg/L × 1,42 (mgO2 ) = 28 mg/L

Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị UBOD của phản ứng Quá trình tính toán dựa theo phương trình phản ứng:

C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lượng

113 mg/L 160 mg/L

1 mg/L 1,42 mg/L

→ Oxy hóa hoàn toàn 1 mg tế bào cần 1,42 mg oxy

Chuyển đổi từ giá trị UBOD sang BOD5 :

BOD5 ) = UBOD × 0,68 = 28 × 0,68 = 19 mg/L

50 = S + 19 → S = 31 mg/L Tính hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan:

E 617,5 617,5 Hiệu quả xử lý BOD5 của toàn bộ sơ đồ:

E 0

3.2.5.3

3.11: C

617,5 617,5

3.12:

,

mg/l 1000 - 3000 MLVSS

- mg/L)

= 4 m

bv = 0,5 m :

H = h + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 m :

F = W/h = 611/4 = 152,75 m2 ≈ 153 m2

f = F/4 = 153/4 = 38,25 m2

: Q’ = Q/4 = (1000 m3 ) : 4 = 250 m3

)

Q xa 0,8 1: Qxả = Qw = 24,7 m3

3.2.5.6 :

:

X 0 = 0 Q r = αQ, α (xem như lượng chất hữu cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống là không đáng kể)

OC

OU

, OCt = 980 kgO2 = 40,8

):

Mỗi đơn nguyên có diện tích bề mặt là 38,25 m2 Chọn số đĩa ở mỗi đơn nguyên là 48 đĩa: 6 đĩa theo chiều rộng, 8 đĩa theo chiều dài Tổng cộng số đĩa phân phối khí cần là: 48 × 4 = 192 đĩa

 Tính lại chiều dài và chiều rộng của mỗi đơn nguyên:

Chọn k phối khí ngoài cùng với thành bể là 0,4 m

Chiều rộng bể : W = (6 - 1)×1m + 0,4 × 2 = 5,8 m Chiều dài bể: L = (8 - 1)×1m + 0,4m × 2 = 7,8 m Diện tích bề mặt bể: f = 5,8 × 7,8 = 45,24 m2

Thể tích mỗi đơn nguyên là: (611 : 4) = 153 m3

r = 1m, khoảng cách giữa đĩa phân

V t kế thành 4 đơn nguyên có kích thước:

:

Hm = ho + hd + h’

Trong đó:

 ho: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển ho = 0,4m

 hd: Tổn thất qua đĩa phun, hd = 0,5m

 h’: Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun h’ = 4 - 0,5 = 3,5 m

Hm = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 m lực máy thổi khí tính theo Atmosphere:

p m

Công suất máy thổi khí:

H 4, 4 10,12 10,12

GRT 1

Pmáy = Trong đó:

29, 7ne

Pmáy: Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW

G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s

G = Q kk khí = 0,694 (m 3 /s) 1,2 (kg/m 3 ) =0,8328 kg/s

R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol.0K

T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào

T 1 = 273 + 27 = 300 0 K

p1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào p1 = 1 atm

p2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

: d = 72 mm > 68 mm :

v

Q 2, 9.10 3

: (Q + Qr)/4 = (41,67 + 25)/4 = 16,67 m3/h = 4,63.10-3 m3/s

: v = 0,8 m/s :

Thể tích xây dựng (4 đơn nguyên) m3 4 × 153

       

Lưu lượng không khí cần cung cấp cho quá

3 không khí/h 2498

: d = 20%D

S = π/4 × (D2 - d2) = π/4 × (D2 - (0,2D)2) 71,5 = π/4 × 0,96.D2 → D = 9,74 m : d = 0,2D = 1,95 m

: v 14 / h

24

:

D = 0,8D = 0,8 × 9,74 = 7,8 m :

n = H - hb = 4 - 1,5 = 2,5 m : hbv = 0,3 m

trong: d = 59,8 mm > 47 mm

 :

:

Q + Qr = 41,67m3/h + 25m3/h = 66,67 m3/h = 0,0185 m3/s :