Tiểu luận Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho cơ sở sản xuất bún khô Vân Hùng

Tuy nhiên loại nước thải này có hàm lượngBOD5 và COD cao nên cần phải được xử lý yếm khí để giảm tải trọng chất hữu cơtrước khi chuyển sang các công trình hiếu khí.. Nguồn gốc phát sinh

ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ TRÁI ĐẤT

Mã sinh viên : DTZ1152320054

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CẢM ƠN !

Sản xuất công nghiệp thực phẩm là lĩnh vực sản xuất quan trọng cung cấpnhững nhu cầu thiết yếu cho con người nhưng bên cạnh đó cũng tạo ra nhiều chấtthải Nếu không có những biện pháp quản lý và xử lý tốt, triệt để thi quá trình sảnxuất đó xem như không hiệu quả

Tôi xin đưa ra một hệ thống xử lý nước thải cho Cơ sở sản xuất bún VânHùng Tuy nhiên, do kiến thức và thời gian có hạn nên bài tiểu luận không tránhkhỏi nhưng sai sót Rất mong cô góp ý để bài tiểu luận hoàn thiện hơn

Tôi xin trân thành cảm ơn TS Phạm Tố Oanh đã chỉ dẫn, cảm ơn chủ cơ sởsản xuất bún Vân Hùng đã tạo điều kiện cho việc tìm hiểu tài liệu, số liệu, cảm ơntất cả bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện bài tiểu luận

Trân thành cảm ơn !

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện

Các số liệu và kết luận nghiên cứu trình bày trong luận văn chưa từng được công

bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Sinh viên: Trần Bích Ngọc

MỞ ĐẦU

Từ xưa đến nay, bún được xem là sản phẩm truyền thống của người ViệtNam Sợi bún trắng, tròn, mềm, được làm từ gạo, là một nguyên liệu chủ yếu đểchế biến nhiều món ăn mà tên gọi thường có chữ bún ở đầu như bún riêu,bún mắm, canh bún,…Ngoài ra, để bảo quản bún được lâu hơn, người ta thườngđem bún phơi khô Khi sử dụng, đem vắt bún khô trụng với nước sôi là có thể đem

đi chế biến thành nhiều món ăn khác Nhìn chung, bún là một trong những loạithực phẩm phổ biến trong cả nước, chỉ xếp sau những món ăn dạng cơm

Tuy nhiên, ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội và nhu cầu ngày càngcao của người tiêu dùng, ngành bún đã được nâng lên quy mô công nghiệp Bêncạnh các loại mì, phở , cháo ăn liền, đã xuất hiện sản phẩm bún khô ăn liền đượcsản xuất công nghiệp Ngoài thị trường tiêu thụ nội địa, sản phẩm bún khô ăn liềncòn được xuất khẩu ra nước ngoài

Các phân xưởng sản xuất bún khô thường được đặt trong các nhà máy sảnxuất mì, phở, cháo ăn liền Sự kết hợp như vậy thường mang lại hiệu quả cao vềmặt kinh tế, vừa đa dạng hóa sản phẩm cho nhà máy, vừa tiết kiệm được một sốchi phí như nguồn nước, giấy phép kinh doanh, vừa tiện lợi trong việc tìm đầu racho sản phẩm v.v… Các nhà máy thường đặt trong các khu công nghiệp, hoặc cácthành phố lớn Với địa điểm như thế, ta có thể dễ tìm nguồn nhân công, nguyênliệu, thị trường tiêu thụ cho sản phẩm, đồng thời giao thông vận tải sẽ dễ dàng hơn

- Phía Đông giáp: kênh dẫn nước

- Phía Tây giáp: Đường quốc lộ 2A

- Phía Nam giáp: Nhà dân

- Phía Bắc giáp: Nhà dân

1.1.2 Lịch sử phát triển.

Cơ sở sản xuất bún khô Vân Hùng bắt đầu hoạt động từ năm 1990 đến nay

- Số nhân viên (bao gồm cả công nhân): 10

- Số công nhân trực tiếp sản xuất: 8

- Số giờ làm việc/ngày: 8h

- Số ngày làm việc/năm: 335 ngày

- Hình thức hoạt động: Sản xuất quanh năm

- Tổ chức: Bao gồm 2 người quản lý cơ sở và 8 nhân viên sản xuất

Mỗi năm cơ sở sản xuất trưng bình được 120.600 kg sản phẩm

1.2 Quy trình sản xuất

1.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất:

1.2.2 Thuyết minh quy trình

Gạo nguyên liệu sau khi ngâm với nước và một ít muối, sẽ đưa vào máy nghiềnướt Hỗn hợp bột sau khi nghiền được tách bớt nước rồi đem đi nhào bột Sau khinhào bột trộn thành khối bột Khối bột này qua máy ép đùn thành dạng sợi rồimang đi ủ Cuối cùng đem bún đi phơi (sấy), bó bún thành phẩm và bao gói thànhsản phẩm

1.2.3 Giải thích quy trình.

a Quá trình ngâm gạo

Mục đích

- Chuẩn bị cho quá trình nghiền gạo

- Nước đi vào bên trong sẽ làm cho cấu trúc hạt gạo trở nên lỏng lẻo, hạt gạo mềmhơn, do đó làm giảm sự gãy vỡ hạt tinh bột trong quá trình nghiền

b Quá trình nghiền

Mục đích: Quá trình nghiền làm giảm kích thước hạt gạo, giải phóng hạt tinh bột,chuẩn bị cho quá trình nhào trộn bột

c Quá trình nhào bột

Mục đích: Phá vỡ liên kết của hạt tinh bột, tạo cấu trúc gel cho khối bột nhào

d Quá trình ép tạo sợi

Mục đích : Tạo hình cho sợi bún

e Quá trình ủ

Mục đích: Ổn định cấu trúc gel, tạo ñiều kiện cho nước phân bố ñều khắp các sợibún, hạn chế sự gãy vỡ trong quá trình sấy

f Quá trình phơi (sấy)

Mục đích: Giảm hàm ẩm để tăng thời gian bảo quản

1.3 Nước thải và vấn đề trong sản xuất bún khô

1.3.1 Tính chất nước thải sản xuất bún khô

Nguồn ô nhiễm của nước thải sản xuất bún chủ yếu là chất hữu cơ dễ phân hủy.Các chỉ tiêu COD, BOD5, N, vượt rất nhiều lần so với tiêu chuẩn nước thải ngoài

ra nước thải còn có mùi rất thối

Bảng tính chất nước thải làng nghề sản xuất bún

Nhận xét: Ta nhận thấy nước thải sản xuất bún có độ đục cao, màu trắng đục, chứa

nhiều cặn lơ lửng, mùi chua, pH thấp Các thông số phân tích đều vượt QCVN40:2011/BTNMT gấp nhiều lần Chất hữu cơ trong nước thải chủ yếu có nguồngốc từ tinh bột đã biến tính, rất dễ bị thủy phân Tỷ lệ COD/BOD5 cao, phù hợp với

xử lý bằng phương pháp sinh học Tuy nhiên loại nước thải này có hàm lượngBOD5 và COD cao nên cần phải được xử lý yếm khí để giảm tải trọng chất hữu cơtrước khi chuyển sang các công trình hiếu khí

1.3.2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước.

Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước:

- Nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất sản phẩm với hàm lượng các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi sinh vật và có độ màu cao

- Nước thải sinh hoạt có chứa các chất cặn bã, các chất lơ lửng, các hợp chất hữu

cơ và các vi sinh vật

- Nước mưa chảy tràn qua khu vực sân phơi của cơ sở sản xuất sẽ cuốn theo các chất bẩn gây ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận

- Nước từ quá trình tách nước, vo gạo, ngâm gạo, rửa máy móc thiết bị nhà xưởng

- Nguồn tiếp nhận là kênh nước cạnh nơi sản xuất

- Nước thải của cơ sở sản xuất được thai thẳng ra kênh nước đằng sau cơ sở sản xuất gây ô nhiễm Ảnh hưởng đến khu vực xung quanh

1.3.3 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường không khí và rác thải.

Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm không khí:

- Mùi hôi do quá trình phân hủy chất thải rắn, nước thải sinh ra các loại khí có mùi

- Hoạt động của các phương tiện giao thông vận chuyển nguyên liệu và sản phẩmtạo ra bụi và khí thải có chứa NOx, CO, SO2

Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn:

- Tiếng ồn phát sinh từ máy nghiền bột nước

- Chất thải rắn sinh ra từ vỏ đựng nguyên liệu, vỏ đựng sản phẩm Sản phẩm rơivãi từ các công đoạn

- Chất thải rắn sinh hoạt của cơ sở sản xuất: bao bì ni lông, giấy vụn, bao tải

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Xử lý cơ học

2.1.1 Song chắn rác

thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt Nó thường là hạng mục đầu tiên của

hệ thống, nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại những loại rác thải dạng rắn, thôxuất hiện trong quá trình sản xuất, sinh hoạt hoặc các loại túi nylon, giấy, cỏ cây,bao bì, hộp đựng…rơi vào dòng chảy nước thải tránh sự tắc nghẽn đường ống dẫnnước, làm hư hỏng máy bơm, gây khó khăn cho các quá trình xử lý kế tiếp

Có thể phân loại song chắn rác theo các hình thức như sau:

- Phân loại theo khe hở của song chắn rác, có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 – 200mm),loại trung bình (16 – 30mm), loại nhỏ (dưới 16mm)

- Theo cấu tạo của song chắn rác: loại cố định và loại di động

- Theo phương thức lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới

2.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát nhằm loại bỏ các hạt cặn có kích thước hạt lớn hơn 0,2mm như cát, sỏi,

đá dăm, các loại xỉ… ra khỏi nước thải Trong nước thải, bản thân cát không độchại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị

trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênhhoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và làm tăng tần số làmsạch các bể này Vì vậy, trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát Bể lắngcát thường được đặt phía sau song chắn rác và phải trước bể lắng thứ cấp.

Có 3 loại bể lắng cát chính: Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòngchảy (dạng hình chữ nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát códòng chảy xoáy Các bể lắng cát thường được lắp thêm thanh gạt ở đáy bể để thucát tập trung vào một vị trí và bộ phận cơ giới để lấy cát ở đáy bể

2.1.3 Bể lắng

a Bể lắng sơ cấp

Bể lắng sơ cấp (primary sedimentation tanks) là một trong những công trình xử lý nước thải cổ điển nhất, nó có nhiệm vụ giữ lại các chất không hòa tan, trôi lơ lửng trong nước thải như:

- Các chất rắn có khả năng lắng

- Các chất dầu, mỡ và các vật liệu nổi khác

- Một phần các chất thải hữu cơ

Bể lắng sơ cấp nếu được thiết kế và vận hành tốt thì có khoảng 50 - 70 % chất rắn

lơ lửng bị giữ lại và làm giảm 25 - 40 % hàm lượng BOD5 trước khi đi vào việc xử

lý bằng phương pháp sinh học

Các loại bể lắng:

Có nhiều cách phân loại bể lắng như phân loại theo hình dạng: bể lắng vuông, chữ nhật hay bể tròn; phân loại theo cách đưa nước vào: bể gián đoạn và bể liên tục; phân loại theo hướng dòng chảy: bể lắng ngang, bể lắng đứng

Sau đây là vài loại bể lắng phổ biến nhất:

Bể lắng ngang: Nước thải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng, qua vách

phân phối, nước chuyển động đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo dạng máng

có lỗ

Bể lắng ngang thường chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi ngăn từ 3 -6m Chiều dài không quy định Khi bể có chiều dài quá lớn có thể cho nước chảy xoay chiều

Để giảm bớt diện tích bề mặt xây dựng có thể xây dựng bể lắng nhiều tầng

+ Ưu điểm: Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể hoặc dọc thwo chiều dài của bể Hiệu quả xử lý cao

+ Nhược điểm: Giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, chiếm nhiều diện tích xây dựng

Bể lắng đứng:

- Nguyên tắc hoạt động: Nước chảy vào ống trung tâm giữa bể, đi xuống dưới vào

bể lắng Nước chuyển động theo chiều từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy

bể Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và đưasang bể lọc

- Ưu điểm: Thiết kế gọn, diện tích đất xây dựng không nhiều, thuận tiện trong việc

xả bùn hoặc tuần hoàn bùn

- Nhược điểm: hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang, chi phí xây dựng tốn kém, hiệu suất xử lý không cao

b Bể lắng thứ cấp

Bể lắng thứ cấp được sử dụng để lắng bùn sau khi xử lý nước thải bằng phươngpháp sinh học Đây là một công đoạn quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải,nhất là xử lý nước thải bằng vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng Bùn thải từ quá trình

này chủ yếu là vi sinh vật và xác của chúng sinh ra trong quá trình xử lý, được gọi

là bùn hoạt tính Để bổ sung vi sinh vật cho bể xử lý, một phần bùn hoạt tính nàyđược bơm trở lại bể xử lý, phần còn lại sẽ được mang đi xử lý cùng bùn lắng ở bểlắng sơ cấp

Bể điều hòa là công trình nhằm tăng cường khả năng kiểm soát lưu lượng và chấtlượng nước thải bằng cách điều hòa lưu lượng đơn thuần hoặc kèm với xử lý sơ bộ.Phân loại: Có ba loại bể điều hóa chính: Điều hòa lưu lượng , điều hòa chất lượng

và điều hòa cả lưu lượng và chất lượng

Công dụng của bể điều hòa:

- Kiểm soát sự biến thiên lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày, tạo

dòng thải ổn định cho các bước xử lý kế tiếp

- Kiểm soát sự biến động thành phần chất thải trong nước thải, tránh hiện

tượng sốc tải

- Xử lý sơ bộ hoặc điều chỉnh một vài thông số nước thải (pH, độ đục…) tạo

thuận lợi cho các khâu xử lý tiếp sau

Vị trí của bể điều hòa: Bể điều hòa thường được đặt ngay sau các công trình xử lý

sơ bộ như song chắn rác, ngăn thu nước, ngăn tiếp nhận, bể lắng cát…

Cấu tạo bể điều hòa khá đơn giản, bể điều hòa có thể có thêm hệ thống thổi khíhoặc khuấy trộn nhằm đồng đều dòng thải, oxy hóa sơ bộ các chất hữu cơ và tránh

sự phát sinh vi khuẩn kị khí phân hủy gây mùi hôi thối

2.1.5 Bể lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải

mà các bể lắng không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt rắn ra khỏi phalỏng hoặc pha khí bằng cách cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qualớp ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị gữi lại Lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suấtthủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sauvách ngăn

Vật liệu:

+Dạng vách: làm bằng thép tấm có đục lỗ hoặc bằng lưới thép không rỉ nhôm,niken, đồng, và cả các loại vải khác nhau (thủy tinh, amiang, bông len, sợi, ).Yêucầu: trở lực nhỏ, đủ bền về hóa học, dẻo cơ học, không bị trương nở và bi phá hủy

ở điều kiện lọc cho trước

+Bể lọc với lớp vật liệu dạng hạt: có thể là cát thạch anh, than cốc, sỏi nghiền, thannâu, than gỗ, tùy thuộc vào loại NT và điều kiện kinh tế Đặc tính quan trọng củavật liệu lọc là: độ xốp và bề mặt riêng Độ xốp phụ thuộc vào cấu trúc, kích thước

các hạt xốp, cách sắp đặt các hạt xốp Bề mặt riêng của lớp vật liệu xốp được xácđịnh bằng độ xốp của các hạt và hình dạng của chúng.

Quá trình lọc gồm các giai đoạn sau:

1.Di chuyển các hạt tới bề mặt các chất tạo thành lớp lọc

2.Gắn chặt các hạt vào bề mặt

3.Tách các hạt bám dính ra khỏi bề mặt

+Lọc qua màng lớp bã được tạo thành trên bề mặt vật liệu lọc: các hạt có kíchthước lớn hơn kích thước mao quản lớp vật liệu lọc bị gữi lại, tạo thành lớp bã vàcũng trở thành như lớp vật liệu lọc (đặc trưng cho bể lọc chậm)

+Lọc không tạo thành lớp màng các tạp chất: quá trình lọc xảy ra trong bề mặt lớpvật liệu lọc dày, các hạt tạp chất bị gữi lại trên các hạt của vật liệu lọc bằng lựcbám dính Đại lượng bám dính phụ thuộc vào các yếu tố: độ lớn, hình dạng hạt, độnhám bề mặt, thành phần hóa học, tốc độ dòng chảy, nhiệt độ chất lỏng,

Khi số hạt tới bề mặt lớp lọc trong một đơn vị thời gian bằng số hạt rời khỏi bề mặt

đó, sự bão hòa xảy ra và lớp lọc không còn khả năng lọc nữa

2.2 Các phương pháp hóa lý

2.2.1 Phương pháp keo tụ

Các hạt cặn có kích thước lớn thường được loại bỏ khỏi nước bằng biện pháp lắngnhưng các hạt có kích thước nhỏ thường tồn tại ở trạng thái lơ lửng, trạng thái phântán dạng keo không tụ lắng được, một phần trong số đó (có kích thước lơn hơn 10-

4mm) có thể loại ra bằng biện pháp lọc, số còn lại cần phải có sự kết hợp giữa biệnpháp hóa học và cơ học, tức là cho vào nước cần xử lý một số chất phản ứng để tạo

ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau đồng thời kết dính các hạt cặn lơlửng trong nước, tạo ra các bông cặn có trọng lượng lớn và lắng xuống ở bể lắnghoặc giữ lại ở bể lọc, quá trình này gọi là quá trình keo tụ

Việc khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng đòi hỏi cần phải trung hòa điện tích củachúng, sau đó là liên kết chúng lại với nhau

Hóa chất dùng để keo tụ:

- Phèn nhôm Al2(SO4)3.14H2O; AlCl3.6H2O; NaAlO2

- Phèn sắt FeSO4.7H2O; FeCl3; AlFe(SO4)3.nH2O; FeClSO4

- Môi chất tiếp xúc: nếu trong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến cho

quá trình kết tủa càng hoàn toàn, tốc độ kết tủa tăng

2.2.2 Phương pháp tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình tách các hạt rắn hoặc lỏng( các chất lơ lửng, dầu, mỡ) rakhỏi nước, được thực hiện bằng cách cung cấp các bọt khí mịn vào pha lỏng Cácbọt khí dính kết các hạt khiến cho lực đẩy của bọt khí kết hợp với hạt rắn đủ lớn đểkéo các hạt này nổi trên bề mặt Nhờ đó mà các hạt có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọngcủa nước cũng nổi được Bọt nổi lên mặt nước được loại bỏ bằng các thiết bị gạtbọt

Các phương pháp tuyển nổi:

- Tuyển nổi bằng khí phân tán

- Tuyển nổi bằng khí hòa tan

- Tuyển nổi chân không

- Tuyển nổi điện cực

2.2.3 Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được sử dụng để làm sạch triệt để nước thải khỏi một sốchất hòa tan, không có khả năng phân hủy sinh học, có độc tính cao hoặc xử lýcục bộ để thu hồi một số chất có giá trị cao Các chất đó thông thường là các kimloại nặng ( crom, thủy ngân, asen…), các chất hữu cơ, các chất màu ( phenol,alkylbenzen- sulphonic, acid, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm, các chất hoạt động

bề mặt, thuốc trừ sâu, diệt cỏ…

Các phương pháp hấp phụ:

- Hấp phụ lý học: là khả năng hấp thụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữu chất

bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực Vander Waals Các hạt bị hấp phụ vật

lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đalớp( hình thành nhiều lớp phân từ trên bề mặt chất hấp phụ)

- Hấp phụ hóa học: là quad trình hấp phụ trong đó có xảy ra phản ứng hóa học

giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ Trong xử lý nước thải, quá trình hấp phụthường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học