LỜI CAM ĐOAN
ALL a
Tơi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp là kết quả thực hiện của riêng tơi Những kết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết,
kháo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Xuân Trường Nội dung đồ án cĩ tham khảo và sử dụng các tài liệu, thơng tin được đăng tải trên các tác phâm và các trang web theo danh mục tài liệu của đơ án
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là kết quả cuối cùng của quá trình học tập của mỗi sinh viên trên giảng đường đại học Đề đạt được kết quả như ngày hơm nay ngồi sự nỗ lực của bản thân cịn cĩ sự giúp đỡ của thây cơ, gia đình và bạn bè
Trước tiên tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Tp.HCM nĩi chung và thầy cơ Khoa Mơi Trường & Cơng Nghệ Sinh Học nĩi riêng đã truyền đạt cho tơi những kiến thức bồ ích Đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của T.S Nguyễn Xuân Trường, người đã trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành Đồ án tốt nghiệp này
Tơi khơng thể khơng nhắc đến gia đình đã luơn bên cạnh ủng hộ và giúp tơi cả về vật chất cũng như tỉnh thần, là điểm tựa và động lực giúp tơi vươn lên
Cảm ơn Ban giám đốc và tồn thể nhân viên Cơng ty Minh An đã nhiệt tình
giúp đỡ tơi cĩ được những kinh nghiệm thực tế bồ ích
Cuối cùng, tơi cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ và chia sẽ những kinh nghiệm đã học được, giúp tơi bơ sung vơn kiên thức của mình
Tơi chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày tháng năm 201 1 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Kim Thoa
Trang 4MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỂ, TÀI o5 55s ssess s52 3 1.1 Cơ sở hình thành đề tài - - ¿5% S2 SEE‡EEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErkrkrrrkrkei 3 1.3 Mục tiêu của đề tài -. tt HT TT HT HH TH TH HH HH 4
1.4 Nội dung ngh1Ên CỨU - 2 99 vY vn ng gu khu 4 1.5 Phạm v1 nghiÊn CỨU c0 130 9910 9101 1k ng ng nọ ki vn 5
CHUONG 2 TONG QUAN VE NGANH CHE BIEN CA PHE VA CONG
NGHỆ SÁN XUẤT CỦA CƠNG TY MINH AN s-5-so s55 s5 se sscssssse 6
2.1 Tơng quan về ngành chế biến cà phê Việt Nam . .- - 55s cvz 6 2.1.1 Sơ lược về ngành cà pÌÊ -s-s1s tt kg cgưyu 6 2.1.2 Hiện trang nganh CA Pn ccccccccscccccccccccccccceeecenssessucaueeeceeeceeecesseeseessnnes 11 2.2 Tổng quan về cơng nghệ chế biến cà phê của Cơng ty Minh An 12 2.2.1 Thơng tin chung về Cơng ty Minh ÁN 5s cv svEstersererkrrrereeo 12 2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Cơng ty Minh Án 13 2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Cơng ty Minh Án - 5555 crersrerererd 13 2.3 Các vẫn đề mơi trường của nhà mmáy - - ¿- - - + E*E**xEềExE SE kerrrrvra 20 VN N9 S ) 1 1 1 20
5o in nh ốố ố.ố 21
XÊR (1 7 nh .- 4 21 CHUONG 3 TONG QUAN VE NUOC THAI CHE BIEN CA PHE VA CAC
PHƯƠNG PHÁP XU LY NUOC THAL cccsssssssesscscscsccscscscsesesscacscseeeceeaeeees 22
3.1 Tổng quan về nu6c thaic cecesscsesssssscsssssssessssssscsvevsveevevsvevsvevsvavavecavavanas 22
KH / T1 1 4a nnnốẽố nhe e5 d 22
3.1.2 Thành phân chỉnh của nước thải chê biến cà phê -ccccececeveo 23
c8?) s1 nh 23
“ĩ1 ằằằằ ẰẴẰ 43 23
Trang 53.1.2.3 Các chất hữu cơ the 23
3.1.2.4 Hương liệu tư nhI1Ên + c1 13313011313 31 83515551 111 1 vs ven 23 3.2 Các phương pháp xử lý nước thải - - c1 1 1S kh vs ven 24 3.2.1 Phương pháp Xử lý CƠ lỌC uc ng ng ng vn kg re 24 3.2.1.1 Song chắn TÁC - - 11h 111v HH TT Tưng 24
3.2.1.2 LẴNE - L1 HT T T1 TT T1 1101111111111 1 T111 T111 rkp 25
3.2 2 Phương pháp xử lý hĩa học - hĩa Ïj cà ssssssserss 26
SN ¡7 ae 26
3.2.2.2 Keo tụ - tạo ĐbƠng -cc cv ng nhe 27
3,2.2.3 TuyỂn nỒI TT TT TT HT Tưng Hà Tưng 28
3.2.2.4 Oxy hĩa khỬ cv nh ng ng ng hà 28
3.2.2.5 Hấp thỤ 1 n1 Tnhh TH TT ngàng 29
3.2.3 Phương pháp sinh hỌC c0 v1 khe rà 29
3.2.3.1 Sinh học ky khí -: x11 23999 1v ng ng nh 29
3.2.3.2 Sinh học hiểu khí .- 2 té EEtrtrtrirriiiririie 31 3.3 Cơng trình xử lý nước thải trong thực tẾ - s6 xnxx cerrrxkrkrerkrd 34 CHUONG 4 DE XUAT CONG NGHE XU LY CHO CONG TY MINH AN VA TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN YVỊ s- s5 ssse sesscsssesescse 37 4.1 Sự cần thiết của việc xử lý nước thải SE rrkerrkrrerrd 37
4.2 Đặc tính của nước thải - ‹‹ c c ng ng cv rà 37 4.2.1 Cơng suất của trạm Xử Ìý - cv TEE Trở 37 4.2.2 Tiéu chudn nudc thai sau Ki xe WY ecceeeseststevseseevessesevsvseevevavsevevseens 38
4.3 Các yêu cầu thiết kế khác - - - k3 333v 3v Ty tr rkp 39
4.4 Đề xuất phương án XỬ lý - 1 t3 393v TT ng ng rkp 40
N0 0 0,0// 4.46 0.0.-a a A.Ả.Ả.Ả 40 4.4.2 Phương án được đỀ XuẤT - - cnSt t3 TEEEEEEErkrrrrkrkrrrrkrrrererrd 40 4.6 Thuyết minh sơ đồ cơng nghỆ, - + - - St BS EEEEEEEEEEEkErvrrrvra 46
4.7 Nhận xét về cơng nghệ xử lý . 13x RE TS ra 49 8y 7n 66 £1A AẢ Ơ 49
Trang 6"Z7 7.;2.,f88//Nnnnh ha 49 CHƯƠNG 5 TÍNH TỐN CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 50 5.1 Song chắn TÁC - - 1 11h31 TT 9 11T TH HT TT ngư 50 SLD NIUE VUE voc ceecccceececcceseeccccneeececesccccsuecccccensecsseecscssesecccueeceernesesausseveuaneses 30 L5 8mn 30 5.1.2.1 Số khe hở của song chắn trắc .- s5 xxx v‡vsEEeEsExkrvrererd 51 5:8 ảằằ 54 S8 Ả 34 551/8 8e aẦẦ3ỔŸŸÝ3 JS 5.2.2.1 Tính kích thước bỂ 52t té EEtititrirriiiiirrirrire 55
5.2.2.2 Tính bơm nước thải - - ‹ c1 1291331331131 885515551111 11 11111 ri 55
5.3 Thiết bị lược rác băng tải - - - - 1xx SE SE Hye 57
“#z ;-.h man HH ằ 57
F.i3B.2 Tinh tO occ ccccccccccceccesesneesnssnscceececeeseceessssessnnssnssesseeeeeeeessesessseessnnsgnnaesnes 37
5.4 Bề điều hịa tt th rrrrrriie 57
D.4.1 NGG VU m7 .Ả 57
79//0.) 00 3+3 37
5.4.2.1 Tính tốn kích thước bê điều hịa -ccccccsrvirrrrverrrervee 57 5.4.2.2.Tính tốn hệ thống cấp khí của bể điều hịa - - + +ssss x2 58 5.4.2.3 Tính tốn đường ống dẫn khí vào bể điều hịa - - 5: 58
5.4.2.4 Tính tốn bơm chìm nước thải cv vsrsssee 59
5.5 Cụm keo tụ tạo bƠng - c ng ng ng TT kế 61
¬""ă ;:›.h.8ẰẲanm ằằằẰ 6l
5.5.2 Tính tốn bề keo tụ (trộn cơ khi) cv srvreEerersererkrererreeo 61
5.5.2.1 Tính kích thuéc bé Keo tu sescecsessessesssessessessessnsesesseeseesnssneeseentensens 61 5.5.2.2 Tính cơ cầu khuấy trỘđ ¿+ + s2 + vESEEEEESEekEErErkrsrererkrsree 62
5.5.2.3 Tính tốn bơm định lượng phèn c5 c5 1 ssssssse 63 5.5.2.4 Tính tốn bơm định lượng Polym€r -«s< s1 vs ssssssss 63 5.5.3 Tính tốn bề tạo bơng (trộn cơ khi) c ccccecrkrkrererererrrrsrerrrrd 64
Trang 75.5.3.1 Tính kích thước bê tạo bơng ¿- ¿- + 1x xvvvsvEeEsExkrvrsrerd 64 5.5.3.2 Tính cơ cầu khuấy trỘ - ¿-¿ ¿ ¿2 2 SE ‡EEEEESEEEEEEErEekrkrkrkrsree 65
5.6 Bề lắng hĩa lý SH TT TT TT TT TT SH TH Tà rếp 66
x.ư./: 0.8 em 66
"71,5 66 5.6.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm - ¿+ 55s 3E +xexrErereesree 66
5.6.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước ở bê lẵng ¿+5 cvcscssz: 67
266L án e- 4 67 5.6.2.4 Máng Tắng CƯA ST HH ng xu 68
5.6.2.5 Tính tốn hiệu quá xử lý của bê lắng bùn hĩa lý - 69
5.6.2.6 Cong suat cla DOM DUN sees esesesesssesesessevsvstevevsvsvavevscavavecseavanes 69
5.6.2.7 Ơng dẫn nước ra khỏi bề lẵng + 6 xxx eEsExkrvrererd 71
5.7 Bê lọc sinh học ky khí UAF1 — UAF2 -s- ¿52 2 šEEE+EEEvEskekrErkrkrscee 72
2m 8a 72
5.7.2 Tinh todin DE UAFI oeseesesssssesssssssssessesseseesessesessesssseeaeensanesceaeensaseaseneeneess 73 5.7.2.1 Tính kích thước bỂ :- +: t2 73
5.7.2.2 Tính tốn ống phân phối nước ¿ + + 52 +x‡EsE+EexrErerkescee 74
5.7.2.3 Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí s55 + xzx+s+srd 75 8:17 17.1 2n á 76 5.7.3.1 Tính kích thước bỂ ¿tt tt xtEtvkerttrrtrttrrrrtrrrrrrrrrrrrike 76 5.7.3.2 Tính tốn ống phân phối Nước . ¿5+ 2v £v£EvE+tevrererersree 78
5,7.3.3 Tính lượng khí sinh ra và ỗng thu khí: 5 55s s£xvexzxxrd 78 5.8 BỂ A€TOATIEK Gv 3 TT TT TT TT TT nà ng 79
“ ; h.1“ an 79
)SNU/1,).8 88h w YỶễtcỎỎ 8&0 5.8.2.1 Tính tốn kích thước bể Aerotanik: . - - + xxx vEsEkrveerkrd 81
5.8.2.2 Tính lượng bùn dư thải bỏ hằng ngày: . - 5 5S se +ezxrscxẻ 83 5.8.2.3 Xác định tỉ số tuần hồn bùn: -sccccccsrertsrterrrrrrrrrrrrrrrs 84
5.8.2.4 Xác định lưu lượng khơng khí cung cấp cho Aerotank: 85
Trang 85.8.2.5 Tính tốn đường ống dân khí vào bể Aerotank: ¿5s sa 87
5.8.2.6 Tính tốn máy thơi khí: + ¿ ¿2 + S2 SE EEEEESEEEEEEErkekrkrkrkrsree 87 5.9 Bể lắng ÏI 6 - kS x11 E TS E TT ST TT SE SH rếp 90
"5.7 8 90
3.0.2 TĨÍHH ÍOđH -Gc ni ki Ki vờ 90 5.9.2.1 Tính tải trọng và ống trung tâm: + 55s 3E +xexrErerkescee 90
5.9.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước của bê lắng: - - + +s+s+z+s+xzsrxe 91
0 Lá 1 e - 91 5.9.2.4 Máng T1 CƯA: S91 vn ng gu 92 5.9.2.5 Cơng suất của bơm bùn tuần hồn: 52s +x+xe£+xzxesrxe 92
5.9.2.6 Cơng suất của bơm bùn thải bỏ 5-5552 S3 3 EvEzEevrererersree 93 5.10 Bề khử trùng - s11 1 TT Tưng TT TT HT ng 95 "/,/."Z./.; 8.8 hố he 95 3.10.2 Tĩnh FỐH cv vn TT kh ch cờ 96 5.10.2.1 Tính kích thước bỂ - + 52t t3 EESEEEEEEEEErErkrkrrrrrrrrrei 96 5.10.2.2 Tính hĩa chất khử trùng . ¿- ¿- 2 6 E2 šExE vs EeEsEkrvrerkrd 97 5.11 BỂ nén bùnn ¿5c St E3 1111111 1111111111111 1311111111111 1117 98 3.l1.] NhIỆH VỊ TQ Q Quy kh n nn 98 3 11.2 TĨÍnh fỐH cv ni ki Ki vn cờ 98
CHUONG 6 KHAI TỐN GIÁ THÀNH XỬ LÝ .s 555 55s < 100 6.1 Dự tốn phần thiết bị và xây đựng - - - cà TS ng nh rrreg 100 6.2 Suất đầu tư cho Imỉ” nước thải ¿- - 5c SE kSEkEEEEEEkEEEEkEErrkrkrrkes 112 6.3 Chỉ phí xử lý 1m” nước thải .- - - - 2s S92 SEEEEEkzkeEsEsEevrvsrrrrrerkrerksree 113
6.3.] Chỉ phi điện năng tiÊM ẨHỤ ĂĂ TQ TT HH rà 113
6.3.2 Chi phi hoa CRAG i ceececccccescsesssvevsvsvevevsvsvevevsvsvsvevsvavevevevsvevavevsvavavevacaeens 115
=2 869i nnăằăằ.ằ ằ 115
6.3.2.2 Dinh đưỡng ¿5 +5 St SE BE ExEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrkrkrtrrd 115
6.3.2.3 Hĩa chất nâng pH - ¿L2 E1 3 3E EkvE ch rhrrei 115
=5 9 115
Trang 906 xà an 6 (<da 3 115 6.3.3 Chỉ phí nhÂH CƠNG HH HT TT ng ghen 116 6.3.4 Chi phi bdo dueGng + Phi khace cceccccccecsecsesscccccccececseesesessevsssseaueeeeeeeeess 116
CHUONG 7 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 5s ssss 5s csessssesss 118
ri cá am "da 118
7.1.1 Uu điểm CÚ ẨFQIM- San Tnk TH St S SE HE 1T re 118 7.1.2 Nhược điểm của IrQI: Sa ca cv sex 1t 1S tt HH treo 118
rZ5‹: 1i 8n 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO 5-5 s5 5 %5 S5 4 399595955583 e5959 5 120
Trang 10DANH MUC CAC TU VIET TAT
STT THUAT NGU VIET TAC TIENG ANH TIENG VIET
1 BOD Biochemical Oxygen | Nhu cầu oxi sinh hĩa
Demand
2 COD Chemaical Oxygen Nhu cầu oxi hĩa học
Demand
3 DO Dissolved Oxygen Lượng oxi hịa tan
4 F/M Food/ Micro — Tỷ số giữa lượng thức
Organism ăn và lượng vi sinh
vật
5 HRT Hydrolic Retention Thời gian lưu nước
Time
6 MLSS Mixed Liqour Chất rắn lơ lửng
Suspended Solid trong bun hoat tinh
7 MLVSS Mixed Liquoi Chat rắn lơ lửng bay
Suspended Solid hoi
8 N Nitrogen Nito
9 P Phosphorus Phét pho
10 RBC Rotating Biological Bé loc sinh hoc tiép
Contactor xuc quay
11 SBR Sequencing Batch Bê phản ứng sinh học
Reactor từng mẻ
12 SS Suspended Soil Chat ran lo hing
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Trang 11
13 SVI Sludge Volume Index | Chi số thể tích bùn
14 TCVN Vienam Standard Tiêu chuẩn Việt Nam
15 UAF Upflow Anaerobic Bé loc sinh hoc ky
Fixbed khí vật liệu đệm với dịng hướng lên
16 UASB Upflow Anaetobic Bé sinh hoc ky khi
Sludge Blanket
Trang 12DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tơng kết các chất (theo %) cho cà phê xanh và cà phê rang của cà phê
Arabica, cà phê Robusta, cà phê bột pha sẵn -¿- ¿c2 vn srrrserreea 8
Bảng 2.2: Danh sách quốc gia xuất khâu cà phê . ¿+ +2 2 2xx evsEzvrxez 9 Bảng 2.3: Sản lượng cà phê được tiêu thụ Q nSnSS S3 1v ky 11
Bang 2.4: Tinh hinh xuat khau cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 dén 2009/10 12
Bảng 3.1: Thành phần và tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil 24
Bảng 4.1: Các thơng số tính tốn đầu vàO ¿ + S2 t2xxvEvErkrterrrersrrrrrri 38
Bang 4.2 Gia trị giới hạn các hệ thống và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 24:2009/BTNMIT 39
Bảng 4.3 Hiệu quả xử lý của các cơng trình tiêu biỂu . 5-5 +scssc+x+xczcxẻ 41
Bảng 4.4: Hiệu quả của một số quá trình ky khí trong xử lý nước thải cơng nghiệp42 Bảng 4.5 So sánh hai phương án xứ lý đã đề xuất -. 2 cv secxrxrkz 45
Bảng 5.1 Giới thiệu hệ số khơng điều hịa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo
tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngồi vào cơng trình TCVN 51- 84 50
Bang 5.2: Tom tac s6 liéu thiết kế SCR tĩm tắc như sau: - - + 55 5+ S¿ 54
Bang 5.3: Tĩm tắc thơng số ơ nhiễm nước thải sau khi qua song chắn rác 54 Bảng 5.4 Tĩm tắc thơng số của bể thu gOïm 5: 2-5 SE ‡ESESEEErkrkrrrree 56 Bảng 5.5 Tĩm tắc thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bê thu gom 56 Bảng 5.6 Tĩm tắt thơng số của bê điều hịa - s52 SE 3E sEekrErkrkekree 60
Bang 5.7 Tĩm tắt thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bề điều hịa 60 Bang 5.8 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở 20C 22 2+ xxx +xsers+2 69
Bảng 5.9 Tĩm tắt thơng số của bê lắng hĩa ly -¿- 25c 2 2 3E stkeEssrkrkrke 71 Bảng 5.10 Tĩm tắt thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bể lắng hĩa lý 72
Bang 5.11 Tĩm tắc thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bê UAF1 73
Bảng 5.12 Tĩm tắt thơng số của bể UA Fl .¿ ¿c2 2 S2 kề ‡EE£E‡EvE+ErkeEserkrkrke 76
Bang 5.13 Tĩm tắt thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bể UAF2 76
Bảng 5.14 Tĩm tắt thơng số của bể UUAF2 - (S22 3 E3 EEEEESEEkEErkrkekree 79
Trang 13Bảng 5.15 Tĩm tắt thơng số ơ nhiễm của nước thải sau khi qua bể Aerotank 80
Bảng 5.16 Tĩm tắt thơng số của bỂ Aerofank -¿-¿- + + tEEvErkrrsrereea 89
Bảng 5.17 Tĩm tắt thơng số của bể lắng ÏI ¿+ 52 + S52 +3£EvE+E+EeErxzxevcee 95
Bảng 5.18 Tĩm tắt thơng số của bê khử trùng ¿5+ + cv *vvEvE+erveererkrscee 97 Bảng 5.19 Tĩm tắt thơng số bê nén bùn:, - ¿+ + ¿c2 2 S2 vESE£EEEEskrkeerkrkrkrke 99
Bang 6.1 Phi xử lý cho lm2 nước thải c1 vn ng ghe, 116
Trang 14DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Cây cà phê Tây NguyÊn - - 5 S11 19399 vn gen vn 6
01:00.) 8 1Aă ằ 7
š0i:2/28si(.0v.50) 1 7
Hình 2.4: Ly cà phê sản phẩm văn hĩa ¿2E ESềEEEEEESEEEEEEErErkrkrrrrreei 8
Hình 2.5: Tải nguyên lIỆu VÀO + 19 1191011311118 89 900 11v ng hp 17
Hình 2.6: Phan loai bang san rung .cececcessseesssssssvsvscsssesevsvsvscssscvevevsvscssssssvanevas 18
Hình 2.7: Phân loại bằng cối Xây - ¿1 Sàn SE ST TH nghiệp 18 Hinh 2.8: Ngam Enzym đánh nỚI - - 5 331011 vn ng nhe nưy 18
Hith 2.9: Riva Sach .cccessccessccescceesvccussceusvcceevcceevscseeccseuceevseceeecseecseescseesseennss 19
s01.0201086.: 6.: 1777 ‹4SBạầầ ` 19
Hinh 2.11: Say khơƠ 11h 1B SEEE SE SE TS TH TH Hành rệt 19
Hình 2.12: Phân loại hạt . - 2 CS 3n Đ SE SH pm ky cm 20
Hình 4.1: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải cà phê (Phương án ]) 43
Hình 4.2: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải cà phê ( Phương án 2) 44
Trang 15TĨM TẮT ĐÈ TÀI
Nước thải chế biến cà phê là nước thải cĩ hàm lượng chất ơ nhiễm (BOD,
COD, SS, .) rat cao Việc xử lý nước thải chế biến cà phê là vấn đề cấp thiết và
cần phải thực hiện Một trong những cơ sở chế biến cà phê của tỉnh Đăk Nơng là cơng ty Minh An cĩ nhà máy chế biến đặt tại Thơn Xuân Sơn, xã Đức Minh, huyện Dakmil, tinh Đak Nơng cũng đang gặp phải khĩ khăn này Vì vậy, đề tài này ra đời với mục tiêu: “Tính tốn và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biến cà phê cho Cơng ty Minh An với cơng suất la 200 m’/ngay đêm.”
Với hàm lượng các chất ơ nhiễm đặc trưng là: BOD; = 11.450 mg/l, COD =
17.260 mg/l, SS = 2.655mg/1 và chứa các chất khĩ phân hủy sinh học cần phải áp
dụng cơng nghệ xử lý kết hợp với vi sinh Tải trọng ơ nhiễm quá cao nên cần áp dụng cơng nghệ xử lý vi sinh ky khí để giảm tải trọng ơ nhiễm, tiếp theo xử lý vi sinh hiếu khí để làm giảm nồng độ các chất ơ nhiễm Ngồi ra, nước thải cĩ màu nên cần sử dụng phương pháp xử lý sinh học với hệ keo tụ tạo bơng và lắng để đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn khi ra hệ thống xử lý Với cơng nghệ xử lý này, nước sau khi xử ly đạt chất lượng theo QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B trước khi xả ra nguơn tiêp nhận
Suất đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của cơng ty TNHH
TM DV NN Minh An là: 15.519.750 đồng/mỶ Chỉ phí vận hành 1m” nước thải là: 6.116 đồng/m'
Trang 16CHƯƠNG 1
GIOI THIEU CHUNG VE ĐÈ TÀI
1.1 Cơ sở hình thành đề tài
Chế biến cà phê đang là ngành phát triển nhanh và mang lại hiệu quả kinh tế
cao, với tong dién tich trong đạt trên 500.000 ha và sản lượng trên 10 triệu bao mỗi
năm, cà phê Việt Nam hiện nay đang xếp hạng thứ 2 sau gạo trong danh mục hàng nơng sản xuất khâu của Việt Nam
Nước Việt Nam nắm trong vành đai nhiệt đới Bắc Bán Cầu, trải dài theo
phương kinh tuyến tir 8°30’ dén 23°30’ vi dé Bắc Điều kiện khí hậu và địa lý thích
hợp cùng với sự phát triển cây cà phê đã và đang mang lại cho ngành cà phê nước ta
một hương vị rất riêng
Cơng ty Minh An với sản phẩm chế biến chính là nhân cà phê cũng cĩ những
đĩng gĩp vào sự phát triển chung của ngành cà phê Việt Nam Tuy nhiên, cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh thì lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều, làm ơ nhiễm mơi trường Trong đĩ, nước thải là yếu tố cần phải quan tâm hàng đầu
Nước thải chế biến cà phê chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên gây nhiều khĩ khăn
trong quá trình xử lý, ơ nhiễm nước thải cà phê làm hủy hoại mơi trường nghiêm
trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong khu vực và sức khỏe cộng đồng van đề đặt
ra là làm thế nào để giảm nồng độ các chất ơ nhiễm đến mức cho phép trước khi xả vào nguơn tiếp nhận
Trước tình trạng đĩ, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất nhân cà phê của Cơng ty Minh An là vấn đề cấp bách và cân thiết
Từ những lý do đĩ và với mong muốn đĩng gĩp một phần vào cơng tác BVMT từ những kiến thức đã học được từ ghế nhà trường cũng như kinh nghiệm thực tiễn, tơi đã chọn đê tài : “Tính tốn và thiết kế trạm xử lý nước thải chế biên cà
Trang 17phê Cơng ty Minh An với cơng suất 200m /ngày đêm” đê thực hiện Đồ án tốt nghiệp `
này
1.2 Mục tiêu của đề tài
Đề bảo vệ mơi trường cùng với việc phát triển ngành cà phê Việt Nam theo hướng xanh — sạch — đạt chất lượng tiêu chuẩn, ít ơ nhiễm mơi trường, đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận
Tính tốn, thiết kế trạm xử lý nước thải cho Cơng ty Minh An chính là xây
dựng để giải quyết các vấn đề ơ nhiễm mơi trường nước thải do ngành chế biến cà phê nĩi chung và cơng ty Minh An gây ra
Ngồi ra, đề tài cịn mục đích củng cố kiến thức đã học và một ít kinh nghiệm
thực tế để làm Đồ án ra trường, mang kiến thức, kinh nghiệm, sự vấp ngã, sức trẻ, đề phục vụ lợi ích cho xã hội nĩi chung và quê nhà Bình Định nĩi riêng, dé cung
hịa nhập vào xu thế phát triển chung của thế giới nĩi chung và Nước ta nĩi riêng là
“BVMTT xanh — sạch - khơng ơ nhiễm”
1.3 Nột dung nghiên cứu
Để đạt mục tiêu của đề tài tốt nghiệp, người thực hiện cần nghiên cứu các nội dung
sau:
— Tim hiéu nganh ché bién ca phé o Viet Nam
— Tim hiéu vê thành phân, tinh chat cua nước thải chê biên cà phê
— Téng quan về Cơng ty Minh An và quy trình chế biến cà phê, từ đĩ nhận
biết thành phần và tính chất của nước thải chế biến cà phê
— Téng quan về các cơng nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê đang được áp dụng
— _ Lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê của Cơng ty Minh An
Trang 18— Tinh toan các cơng trình đơn vị trong hệ thơng xử lý nước thải chê biên cà
phê của Cơng ty
— Khái tốn chi phí đầu tư và vận hành hệ thơng xử lý nước thải chê biên cà phê của Cơng ty
1.4 Phạm vì nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại Cơng ty Minh An trong thời gian hơn 3 tháng, bắt đầu từ ngày 30/05/2011 đến ngày 06/09/2011
Trang 19CHƯƠNG 2
TONG QUAN VE NGANH CHE BIEN CA PHE VA CONG NGHE SAN XUAT CUA CONG TY MINH AN
2.1 Téng quan vé nganh ché bién ca phé Viét Nam 2.1.1 Sơ lược về ngành cà phê
Cây cà phê là một trong những cây 4á whi cơng nghiệp quan trọng ở vùng nhiệt đới nĩi chung, ở vùng Tây Nguyên Việt Nam nĩi
riêng Cà phê cĩ tính thích nghỉ rộng, chịu eee
được hạn So với một số cây cơng nghiệp Ác c6 II ae i finn, Se DA > a
khác cà phê là cây dễ trồng, tuơi thọ cao, ít Hình 21: Cây od phê Tây Nguyên |
mắc các bệnh nguy hiểm, cho năng xuất cao,
thu nhập khá Vì thế, diện tích trồng cà phê ở nước ta trong những năm gần đây tăng
lên đáng kê Niên vụ 2000/2001 là 410.000ha, niên vụ 2009/2010 là 500.000ha
Cà phê là thức uống thơng dụng nhất thế giới, chỉ sau nước uống thơng thường Hằng ngày trên thế giới cĩ khoảng 2 tỷ người uống cà phê Trong hạt cà
phê cĩ chứa nhiều hợp chất khác nhau như: Cafein (1,1 - 4,5% chất khơ), đường Saccaro (5,3 — 7,95% chất khơ), đường khử (0,3 — 0,44% chất khơ), Protein hịa tan
(5,15 — 5,23% chất tan), Các Vitamin nhĩm B, PP là những chất rất cần thiết cho cơ thê con người
Trang 20
Hình 2.2 Hoa cà phê Hình 2.3: Trái cà phê
Hợp chất đặc trưng và quan trọng nhất trong cà phê là Cafin Cĩ tác dụng kích thích thần kinh và tăng cường hoạt động của tế bào não, thúc đây hoạt động
tuần hồn, bài tiết tăng cường trao đổi của cơ bắp Do vậy khi dùng cà phê với một
lượng thích hợp sẽ giúp con người trở nên minh mẫn và sảng khối hơn '
Ngồi sự hâp dẫn bởi màu sắc và hương vị độc đáo, một số nghiên cứu gân đây cịn cho răng: “Người sử dụng cà phê thường xuyên thì nguy cơ mặc bệnh tiêu đường loại 2 sẽ giảm so với những người ít dùng cà phề”
A na
'Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Trang 7
Trang 21Bảng 2.1: Tơng kết các chất (theo %) cho cà phê xanh và cà phê rang của cà phê Arabica,
cà phê Robusta, cà phê bột pha sẵn - Arabica Robusta -
Thanh phan San
Xanh Rang Xanh Rang Khống chất 3-42 3,5 —4,5 4-45 4,6— 5 9—10 Caffeine 0,9 — 1,2 ~ | 1,6 —2,4 ~2 4.5— 5,] Trigonelline 1-1,2 0,5 -1 0,6 — 1,75 0,3 — 0,6 ~ Chat béo 12 — 18 14,5 -20 9-13 11- l6 1,5 — 1,6 Tổng axit Cholorogenic 5,5 —8 1,2 —2,3 7— 10 3,.9—4,6 5,2 —7,4 Tơng axit Aliphatic 1,5 —2 1—1,5 1,5 — 2 1—1,15 — Oligosaccharides 6-8 0 — 0,35 5-7 0 — 3,5 0,7 — 5,2 Téng chat xo Polysaccharides 50 — 55 24-39 37-— 47 ~ 6,5 Amino axit 2 0 2 0 0 Protein 11-13 13 - 15 11-13 13-15 16-21 AxIt Humic 16 — 17 16 — 17 15 (Nguơn: Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)
Cà phê khơng chỉ đơn thuần là một sản phẩm nơng nghiệp thuần túy, nĩ thực sự trở thành ngành kinh tế đĩng vai trị ngày càng quan trọng trong nền kinh tế thế giới Trên thế giới đã cơng nhận và sử dụng rộng rãi thuật ngữ “Coffee Industrial” —- ngành cơng nghiệp cà
phê với tổng giá trị giao dịch tồn cầu là
khống 100 tỷ USD (chỉ sau dầu hỏa) Ngành Hình 2.4 Ly cà phê Ban mê
cà phê khơng chỉ là một sản phâm chê biên
mà đĩ cịn cĩ các yêu tơ tài chính, thương mại, đầu tư, văn hĩa, du lịch sinh thái, du
lịch cà phê, Cà phê chính là mặt hàng được đầu tư nhiều nhất thế giới
Trang 22Việt Nam là nước đứng thứ 2 trên thế giới về sản lượng cà phê xuất khẩu nhờ vị trí địa lý thuận lợi, tài nguyên thiên nhiên (nước, rừng, khơng gian), khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, thổ nhưỡng, sinh thái mơi trường và con người với vốn văn hĩa bản
địa Đã xuất hiện những doanh nghiệp lớn cĩ bước phát triển cĩ thể gọi là thần kỳ,
cĩ khát vọng lớn và những ý tưởng đột phá Tất cả những điều này là tiền đề để cĩ thể hoạch định và phát triển ngành cà phê thành ngành mũi nhọn quốc gia
Bảng 2.2: Danh sách quốc gia xuất khâu cà phê
SVTH : Nguyễn Thị Kim Thoa
Sản lượng cà phê (nghìn bao)
Tơ Chức Cà Phê Thé Giới (ICO)
Quốc gia Niên vụ 2007 2008 2009 2010 Brasil (R/A)T4-T3 48.480 28.820 39.273 32.944 Việt Nam (R/A)T10-19 11.555 15.230 13.844 11.000 Colombia (A)T.10-T.9 11.889 11.197 11.405 11.550 Indonesia (R/A)T4-T3 6.783 6.571 7.386 6.750 Ấn Độ (A/R)T.10-T.9 4.683 4.4.95 3.844 4.630 Mexico (A)T.10-T.9 4.000 4.550 3.407 4.200 Ethiopia (A)T.10-T.9 3.693 3.874 5.000 4.500 Guatemala (A/R)T.10-T.9 4.070 3.610 3.678 3.675 Peru (A)T.4-T.3 2.900 2.616 3.355 2.750 Uganda (R/A)T.10-T.9 2.900 2.510 2.750 2.750 Honduras (A)T.10-T.9 2.497 2.968 2.575 2.990
Céte d’Ivoire (A)T.10-T.9 3.145 2.689 1.750 2.500
Trang 23Costa Rica (A)T.10-T.9 1.938 1.802 1.775 2.157 El Salvador (A)T.10-T.9 1.438 1.457 1.447 1.372 Ecuador (A/R) T.4-T.3 732 767 938 720 Venezuela (A)T.10-T.9 869 786 701 820 Philippines (R/A)T.7-T.6 721 433 373 500 Tổng sản 121.808 103.801 112.552 106.851 lượng (Nguơn: Tổng cục thơng kê, tháng 7 năm 2011) Chủ thích: e A (Arabica): Cà Phê chè e R (Robusta): Ca phé voi e T: Thang e A/R: Nước xuất khâu cả hai loại cà phê, nhưng sản lượng ca phé Arabica 1a chủ yếu e_ R/A: Nước xuất khẩu cả hai loại cà phê, nhưng sản lượng Robusta là chủ yếu e l1bao=60kg
Cà phê là tên một chi thực vật thiên bảo, họ này gồm 500 chi khác nhau, với
trên 6.000 loại cây nhiệt đới Chi cà phê bao gồm nhiều loại cây lâu năm khác nhau,
hai loại cà phê cĩ ý nghĩa kinh tế, loại thứ nhất cĩ tên thơng thường trong tiếng việt
là cây cà phê chè (tên khoa học là Coffee Arabica), đại diện cho khoảng 61% các
sản phẩm cà phê trên thế giới, loại thứ 2 là cà phê vối (tên khoa học là Robusta)
chiếm khoảng 39% các sản phẩm cà phê Ngồi ra cịn cĩ Coffee Liberica và Coffee Excelsa (ở Việt Nam gọi là cà phê mít) với sản lượng khơng đáng kê
Trang 242.1.2 Hiện trạng ngành cà phê
Năm 2011 cả nước cĩ khoảng 539.959 ha cà phê hầu hết phát triển, sinh
trưởng tốt, năng xuất cao, tơng sản lượng đạt tới 80 vạn tắn Những con số vượt xa
tat ca mọi suy nghĩ, mọi mục tiêu chiên lược của ngành
Tuy nhiên, sự phát triển này vẫn cịn chứa đựng những yếu tố yếu kém: chủ
yếu là xuất cà phê nhân, cà phê chế biến và thương hiệu cịn thấp Tỷ lệ tiéu ding ca
phê trong nước vẫn cịn ở rất thấp (0,5 kg/người/năm, so với các nước trồng cà phê khác cĩ mức trung bình là 3kg/người/năm), khơng đủ để tạo ra sự tự chủ của sản lượng cà phê nội địa so với xuât khâu
Bảng 2.3: Sản lượng cà phê được tiêu thụ
Quốc gia Số lượng Đơn vị tính
Việt Nam 0,5 Kg/ngudi/nam
Bac Au 10 Kg/ngườinăm
Tây Âu 5-6 Kg/người/năm
(Nguồn: Theo Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)
Bên cạnh các cơ sở chế biến với thiết bị mới, chất lượng sản phẩm khá, được
xây dựng trong vịng gần 10 năm lại đây đảm bảo chế biến được khoảng l triệu
tân/năm với 500 nghìn ha diện tích cịn cĩ nhiều cơ sở tái sản xuất thủ cơng Các cơ
sở này trang bị nhiều máy lẻ, chế biến cà phê thu mua của dân đã qua sơ chế khơng
đảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu Cà phê của dân thu hái về chủ yếu xử ly phan tan 6
từng hộ nơng dân qua con đường phơi khơ trên sân cỏ, sân cát hoặc nền xi măng Nhiều nơi sử dụng các máy say xát nhỏ để xay cà phê nhân bán cho những hộ thu mua cà phê
Trang 25Tình hình chế biến như vậy dẫn đến kết quả là chất lượng cà phê khơng đều
Cà phê của các Cơng ty, nơng trường sản xuất ra thường cĩ chất lượng tốt, mặt hàng đẹp như ở Đăklšăk cĩ cà phê của các cơng ty Thắng Lợi, Phước An và cơng ty
Việt Đức, Buơn hồ, .được khách hàng đánh giá cao
Trong vịng 20 năm lại đây cà phê đã tăng sản lượng lên gấp trăm lần, nguyên
nhân dẫn đến những thành tựu đĩ trước hết là nhờ chính sách của nhà nước phù hợp
với nơng dân là làm giàu trên mảnh đất của mình dựa vào sự cần cù lao động của ban thân, từng hộ gia đình Về nguyên nhân khách quan phải nĩi rằng đĩ là do giá thành cà phê trên thế giới những năm gần đây diễn biến cĩ lợi cho ngành sản xuất, cà phê làm ra bán được giá thành cao và thu nhập của người nơng dân cũng tăng lến đáng kể Bảng 2.4: Tình hình xuất khâu cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 đến 2009/10 Niên vụ Xuất ( ha) Đơn giá bình quân ( USD/ MT) 2003/04 212.038 2.633,0 2004/05 221.496 1.815,0 2005/06 336.242 1.198,0 2006/07 395.418 1.152,0 2007/08 404.206 1.373,0 2008/09 653.678 823,0 2009/10 874.676 436,6 (Nguơn: Tổng cục thơng kê, tháng 3 năm 2011)
2.2 Tổng quan về cơng nghệ chế biến cà phê của Cơng ty Minh An 2.2.1 Thơng tin chung về Cơng ty Minh An
—_ Cơng ty TNHH TM DV NN Minh An được đặt tại khu đất 01 Xuân Sơn —
Đức Minh — Dat Nong
— _ Diện tích tồn Cơng ty 7.200 m
Trang 26— Tồn Cơng ty cĩ khoảng 20 nhân viên
— Giờ làm việc của Cơng ty chia làm 2 ca
+ Từ 17h — 6h sáng: phân loại quả, rửa, xay vỏ
+ Từ 6h — 17h : ngâm enzyme và đánh nhớt — _ Ngành nghề kinh doanh: Chế biến nhân cà phê
2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Cơng ty Minh Án
Cơng ty Minh An đặt nhà máy tại huyện DakMII - Dak Nơng Đây là một Tỉnh miền núi thuộc khu vực Miền trung Tây Nguyên Khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt, mùa khơ từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ giữa tháng 4 đến tháng 11, là một vùng đất đỏ Bazan rất màu mỡ, rất phù hợp cho việc phát triển các loại cây cơng nghiệp như cà phê, tiêu, ca cao và các loại cây nơng lâm sản khác Bên cạnh đĩ, nhà máy thuộc huyện DakMII là một huyện cĩ diện tích trồng cà phê và các loại cây nơng sản khác lớn nhất nhì trong Tỉnh, là một vùng thâm canh phát triển cây cà phê theo quy hoạch phát triển của tỉnh Đăk Nơng Mặc khác, huyện Dakmil ở một vị trí trung tâm của vùng nguyên liệu cà phê nơng sản, trên trục
đường QL 14, nối liền với huyện Đăk Sơng (trước đây thuộc huyện Dakmil mới
chia tách bốn năm nay) thuận lợi cho việc giao thơng giữa các vùng trong và ngồi
Tỉnh, với lượng Cà phê nhân hàng năm trên 60.000 tấn Đây là điều kiện thuận lợi
để xây dựng các cơ sở chế biến và kinh doanh cà phê, nơng sản xuất khâu và cung
ứng vật tư, kỹ thuật nơng nghiệp rất hiệu quả
Ngồi ra, cơng ty đã cĩ nhiều kinh nghiệm và năng lực trong lĩnh vực chế biến và kinh doanh cà phê nơng sản, nơng sản xuất khâu
2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Cơng ty Minh An
Cơng ty Minh An chế biến sản phẩm chủ yếu là cà phê nhân phục vụ cho xuất khẩu Tại nhà máy, cà phê được phân ra thành nhiều loại để phân phối cho nhiều thị trường khác nhau:
Trang 27— Nhân cà phê loại 1 được xuât khâu, cà phê này cĩ giá trị kinh tê cao và được chê biên chủ yêu
—_ Nhân cà phê loại 2 và vỡ vụn được tiêu thụ trong nước, phân phối cho các nhà máy chế biến cà phê bột hay cà phê hịa tan
Nhà máy chế biến bằng cả 2 phương pháp (khơ và ướt), hoạt động sản xuất
của nhà máy trung bình 1 vụ là 2 tháng, mỗi tháng trung bình 30 ngày Năng xuất
của nhà máy khoảng 30 tấn thành phâm/ ngày
Với phương pháp ướt, nhà máy cĩ thể chế biến 135 tấn cà phê tươi/ ngày
Trung bình nếu cà phê chín đều, hạt tốt thì cĩ thể thu được 1,11 tắn nhân từ 5 tấn hạt tươi Nếu cà phê chất lượng khơng cao thì thu được 1 tấn nhân từ 6 tân hạt tươi
Tuy nhiên, kinh phí và nguồn tiêu thụ của Cơng ty cĩ nhiều hạn chế, nên giai
đoạn đầu Cơng ty chỉ đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải giai đoạn I với cơng
suất 200m”/ngày.đêm
Trang 28Quy trình chế biến cà phê tại cơng ty TNHH TM DV NN Minh An oo Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khơ Hạt cà phê khơ
Bụuijðn Máy xay đập dập Khí thải
Bụi, ồn « - Sân phơi, máy sấy
Bụi 4-.- Máybĩcvơ — | > Vokhé Bui, én 4 - Đánh bĩng Bụi, ồn 4 - Phân loại, sàng Kiểm tra Đĩng bao nhập kho -‡} > Bui + xuât tiêu thụ
Nguyên liệu: Cà phê chưa đủ cơng nghệ cho chế biến tươi được chuyển qua
chế biến khơ bằng phương pháp phơi khơ rồi đưa vào xát
Cà phê sau khi đã qua chế biến tươi đã phơi khơ chuyên về xát, cà phê thu
mua ngồi thị trường chế biến bằng phương pháp xát khơ Lượng tạp chất trong cà phê nguyên liệu trung bình 2% gồm các tạp chất như cành là, đất, đá và các vật
khác,
Trang 29Từ nguyên liệu này cĩ thể đưa vào lị sấy hoặc phơi thủ cơng hoặc khơng qua cơng đoạn sây tùy vào tình hình thời tiệt, độ âm nguyên liệu và nhu câu sản xuât
—_ Lị sấy: Nguyên liệu chưa đạt độ âm được đưa vào lị sấy làm khơ Như đã
nĩi ở trên lị sấy ít hoạt động vì chỉ sử dụng khi cần thiết và bắc buộc vào những
ngày mưa kéo dai
—_ Hệ thống sấy 25 tấn cà phê ướt/mẻ và hệ thống khay sấy cấp nhiệt bằng gạch Mỗi mẻ sấy cần từ 10 — 12h cho cà phê vỏ tươi tách quả khơ Nếu lị đã nĩng
chỉ cần 3h cho một mẻ sẵy cà phê tai chế Hoạt động theo kiểu tự vận hành, khép
kín và cĩ quạt hút giĩ để hút bụi và khí thải về lắng ở Xyclon
— May xi ly kh6: Cà phê nhân đã được làm khơ vào máy xử lý thơ để tách các tạp chất rắn đất đá, sắt, thép, Cơng đoạn này sinh ra nhiều bụi và chất thải rắn, ở
bộ phận này phải cĩ thiết bị hút lắng qua Xyclon
— May san ca bi: Trong nguyên liệu cà phê nhân mua về cân phải loại qua các loại quả cĩ một nhân đê đạt tiêu chuân xuât khâu
—_ Máy tách tạp chất: nguyên liệu đã được sàn loại bỏ cà bỉ đưa vào máy tách
tạp chất Máy sàn phân loại: Cà phê nhân đã được làm khơ, sạch đưa qua máy sàn phân loại để tách ra từng loại hạt theo kích cỡ quy định của tiêu chuẩn xuất khẩu Trong cơng đoạn này cĩ các hạt bị vỡ trong quá trình đi qua các cơng đoạn trước
—_ Cơng đoạn đánh bĩng: Trong dây chuyền này, nếu khách hàng cĩ nhu cầu
thì nhân cà phê sẽ được qua hệ thống máy đánh bĩng để tạo độ bĩng cần thiết
— Nhằm nâng cao hiệu quả kinh tẾ, cà phê được phân loại hạt Hạt cĩ chất
lượng tốt được xuất khẩu, hạt cĩ chất lượng khơng tốt được phân phối trong nước
Trang 30Quy trình chế biến cà phê hạt tươi Nước cấp -._-> Enzym Pectinaza _._p Nước cầp _._> Nhiệt | HS SG e5 s5 5a vẻ Nguyên liệu đầu vào Sàn lọc nguyên liệu — Rửa thơ (cà phê nhân)
Hạt cà phê tươi sau khi thu hoạch được
cơng ty thu mua và vận chuyên vê nhà máy Tại đây, cà phê được chuyển đến bãi tập trung để chuân bị cho cơng đoạn chê biên
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Trang 31Đâu tiên, cà phê được cho qua sàn lọc nguyên 4
liệu: cành, là, đất, cịn sĩt lại trong quá trình thu
hoạch được loại bỏ Sau khi sàn lọc nguyên liệu, hạt được chuyển đến cơng đoạn rửa thơ nhằm mục đích
làm sạch lớp vỏ bên ngồi, tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình xay xát
Hạt cà phê được đưa đến cối xay Tại đây quá
được phân thành 2 loại: quả chín được xay bỏ vỏ,
quá xanh được đưa thắng đến cơng đoạn xay Mục đích của cơng đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bao
bên ngồi, lấy hạt để tiếp tục cho cơng đoạn phía
sau
Tiép theo, hat theo hé théng bang chuyén vao bồn chứa dung dịch enzyme Pectinaza để loại bỏ thịt quả Giai đoạn này gọi là giai đoạn đánh nhớt hay cịn gọi là giai đoạn ngâm enzyme Mục đích cua qua trinh nay la ding enzyme Pectinaza phan hủy Pectin cĩ trong thịt quả, giúp nhân thành pham cĩ độ bĩng Cơng đoạn này diễn ra từ 5 - 6h, quyết định lớn đến chất lượng sản phẩm
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Trang 18
SVTH : Nguyễn Thị Kim Thoa
Trang 32Sau khi đánh nhớt, nhân được rửa sạch để loại
bỏ chất bần dính trên nhân Giai đoạn này tốn nhiều
nước nhất trong tồn bộ quá trình chế biến Đây
cũng là cơng đoạn gây ơ nhiễm nhiều nhất vì nước
thải chứa một lượng chất hữu cơ
Hình 2.9: Rửa sạch
Tiếp theo, cà phê được trải đều trên mặt sàn để làm ráo (mặt sàn cách đất 50cm) Việc làm ráo được thực hiện nhờ các cánh quạt đặt bên dưới Mục đích của giai đoạn này là làm ráo mặt nhân cà phê, giảm
thời gian sẵy khơ bằng nhiệt
Hình 2.10: Làm ráo
Sau khi làm ráo, cà phê được cho vào các
thùng quay nhiệt để sấy khơ hồn tồn (các hạt cà
phê xanh được sấy ở thùng quay khác
Hình 2.11: Sấy khơ
Trang 33Cuối cùng nhân cà phê được phân loại hạt để phân phối cho các thị trường khác nhau
Hạt cà phê cịn xanh được tiếp tục chế biến như phương pháp khơ
Hình 2.12: Phân loại hạt
2.3 Các vấn đề mơi trường của nhà máy 2.3.1 Ơ nhiễm nước thải
Nước thải chê biên cà phê là vân đê nan giải hiện nay vì chúng khĩ xử lý Nước thải được thải trong các cơng đoạn của dây chuyền sản xuất cụ thê là
+ Rửa thơ: nước thải cĩ hàm lượng chất ơ nhiễm khơng cao, chủ yếu là chất rắn lơ lửng
+ Xay vỏ: Nước thải phát sinh ít nhưng hàm lượng chất ơ nhiễm cao, nước thải
đậm đặc, cĩ độ đục và lượng cặn cao Trong giai đọan này cĩ vỏ thải ra cùng với nước thải nên nước thải cĩ rác nhiêu
+ Ngâm enzyme: đây là giai đoạn phát sinh nước thải nhiều nhất và hàm lượng chất ơ nhiễm cao Ngồi ra, nước thải giai đoạn này cĩ độ nhớt
+ Rửa sạch: giai đoạn này thải ra nước thải chứa nhiều chất hữu cơ và chất rắn
lơ lửng
—_ Nước thải vệ sinh thiết bi: phát sinh từ việc vệ sinh các thiết bị
— Và một lượng nước được thải ra nữa đĩ là nước thải sinh hoạt
Trang 342.3.2 Chất thải rắn
Rác thải sinh hoạt:
+ Rac thải từ hoạt động sinh hoạt của cán bộ cơng nhân viên trong nhà máy
như: thức ăn thừa, bao nylon, thùng carton, Rác thải cĩ hàm lượng chất
hữu cơ cao, dễ phân hủy
+ Mỗi ngày lượng rác thải sinh hoạt khoảng 40kg, rác này được thu gom và mang đi chơn lấp trong khu vực
Chất thải rắn từ hoạt động chế biến: chủ yếu là vỏ cà phê, cành lá sĩt lại sau
thu hoạch Tổng nguồn chất thải rắn ướt tính khoảng 10.500 tấn vỏ cà phê/ vụ
Nguồn thải này được thu gom làm phân bĩn cho vườn cà phê
2.3.3 Khi thải
— _ Nguồn ơ nhiễm khơng khí từ hoạt động của lị sấy, quá trình xay vỏ chế biến
cà phê khơ
— _ Ơ nhiễm từ hoạt động phơi cà phê, cào xới
— Onhiém tiéng 6n cua may moc va nhiét của hệ thơng xây
Trang 35CHƯƠNG 3
TONG QUAN VE NUOC THAI CHE BIEN CA PHE VA CAC
PHUONG PHAP XU LY NUOC THAI
3.1 Tổng quan về nước thái
3.1.1 Phân loại nước thải
Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã
bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng Thơng thường nước thải được phân loại
theo nguồn gốc phát sinh Đây cũng là cơ sở cho việc lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải Theo cách phân chia, cĩ các loại nước thải sau:
e Nước thải sinh hoạt
Đây cũng là nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của con người như vệ
sinh, giặt giũ, chế biến thực phẩm, tại các khu dân cư, khu vực hoạt động thương
mại, cơng sở, trường học, bệnh viện và các cơ sở khác Thành phần của loại nước
thải này tương đối đơn giản, bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy (Cacbon, hydrat, dau mỡ, ), chất khống (photphat, nito, magie, ) và vi sinh vat
se Nước thải cơng nghiệp
Nước thải cơng nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, cĩ cả nước thải sinh hoạt trong đĩ nước thải cơng nghiệp là chủ yếu Thành phần và tính
chất nước thải cơng nghiệp rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: ngành
nghề sản xuất, trình độ của dây chuyền sàn xuất, nguyên vật liệu, lưu lượng, e Nước thấm qua
Đây là nước thải vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các khớp
nối, các ơng cĩ khuyết tật hoặc thành của hỗ ga
e Nước thải đơ thị
Nước thải đơ thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thốt
nước của thành phơ Đĩ là hỗn hợp của các loại nước thải trên
Trang 363.1.2 Thành phân chỉnh của nước thải chê biến cà phê 3.1.2.1 Duong
— _ Đường trong cà phê là do nhớt hoặc phần ngồi của quả cà phê
— _ Trong quá trình lên men, đường bị phân hủy thành rượu và khí S0; Sau đĩ,
rượu chuyển thành axit axetic làm cho pH của nước giảm
3.1.2.2 Nhớt
— _ Nhớt là thành phần chất nhầy bao quanh hạt cà phê
— _ Thành phần chủ yếu của nhớt là protein, đường và pectin Phần nhớt rất khĩ
bị phân hủy, nĩ thường kết tủa thành một lớp đen trên bề mặt Lớp chất rắn này cĩ
thể làm tắt nghẽn đường ống và giảm lượng oxy trong nước
3.1.2.3 Các chất hữu cơ
—_ Hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải cà phê rất cao (cĩ thể lên đến
20g/)
—_ Các chất hữu cơ cĩ nguồn gốc từ vỏ và thịt cà phê
3.1.2.4 Hương liệu tu nhiên
— _ Đây là chất tạo màu đỏ cho cà phê
— _ Các hương liệu này khơng làm hại đến mơi trường Tuy nhiên, chúng làm
cho nước thải cà phê cĩ màu xanh đậm hoặc đen, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý
nước thải và cảnh quan mơi trường
Trang 37Bảng 3.1: Thành phân và tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil STT Thơng số Đơn vị Giá trị 1 pH - 5,1 —5,6 2 BODS (20°C) mg/l 1.578 — 3.242 3 COD mg/l 3.429 — 5.524 4 Chất rắn lơ lửng mg/l 700 — 890 5 Phospho tơng mg/1 5,5 — 6,5 6 Nito tong mg/l 185 — 247
(Nguén: Departamento de Engenharia Agricola/ Universidade Federal de Vicosa, Brazil, 2007)
3.2 Các phương pháp xử lý nước thải
— Tùy theo tính chất của nguồn nước thải (lưu lượng, nồng độ, quy mơ) ta cĩ thé 4p dung cơng nghệ xử lý khác nhau Hiện tại cĩ các phương pháp xử lý nước thải cơ bản như sau: phương pháp hĩa học, phương pháp sinh học, xử lý bậc cao
—_ Một trạm xử lý nước thải cần áp dụng kết hợp một hoặc nhiều phương pháp khác nhau 3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 3.2.1.1 Song chắn rác — Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thơ, trung bình và mịn
+ Song chắn rác cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 60 - 100mm + Song chắn rác mịn cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 10 — 25mm
Trang 38— _ Theo hình dạng cĩ thê phân thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn
rác cĩ thê đặt đi động hoặc cơ định 3.2.1.2 Lắng
a Lang cat
—_ Bể lăng cát được thiết kế để tách các tạp chất vơ cơ khơng tan cĩ kích thước
từ 0,2 — 2,0 mm ra khỏi nước thải, nhằm đảm bảo an tồn cho bơm, tránh bị bào mịn, tắt nghẽn đường ống Bê lắng cát cĩ thể phân thành 2 loại: Bê lắng cát ngang và bể lắng đứng Ngồi ra, để tăng hiệu quả lang cat, bé lắng cát cĩ thối khí cũng được ứng dụng rộng rãi
b Lắng bùn hoạt tính
—_ Bể lắng cĩ nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng cĩ sẵn trong nước (bê lăng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bơng Theo chiều dịng chảy, bể lắng được phân thành bề lắng ngang và bê lắng đứng
—_ Bể lắng ngang: dịng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc
khơng lớn hơn 0,01m⁄s và thời gian lưu nước t= 1,5 - 2,5h Bê lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng thấp hơn bể lắng đứng 10 - 20% c Lọc — Loc duoc ứng dụng để tách các tạp chất cĩ kích thước nhỏ khơng thể loại bỏ bằng phương pháp lắng —_ Cĩ nhiều loại bể lọc khác nhau để lọc nước Cĩ thé phân loại theo nhiều cách khác nhau:
+ Theo đặc tính: lọc, gián đoạn, lọc liên tục + Theo dạng của quá trình: làm đặc, làm trong
Trang 39+ Theo áp suất trong quá trình lọc: lọc chân khơng (áp suất 0,085Mpa), lọc áp lực (0,3 — 1,5 Mpa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng,
+ Thiết bị lọc với lớp hạt cĩ thể phân thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở, thiết bị lọc kín (lọc áp lực) Chiều cao lớp vật liệu
lọc trong thiết bị lọc hở dao động khoảng ] — 2m và thiết bị lọc kín 0,5 — 1m
d Xyclon thủy lực
—_ Khi chất lỏng chuyên động quay trịn trong các xyclon thủy lực, lực ly tâm tác dụng lên các hạt rắn làm văng chúng ra thành
— Ưu điểm của Xyclon thủy lực là cầu tạo đơn giản, tiện lợi, dễ vận hành, cĩ
năng suất cao và chỉ phí thấp Xyclon thủy lực áp suất được dùng để lắng các tạp
chất rắn, xyclon thủy lực áp suất thấp (hở) thường được dùng để tách các tạp chất lắng và nơi
3.2 2 Phương pháp xử lý hĩa học - hĩa lÿ 3.2.2.1 Trung hịa
—_ Nước chứa các axit hoặc kiềm cần được trung hịa đưa về pH trung tính (6,5 — 8,5) trước khi sử dụng cho các cơng trình kế tiếp Trung hịa nước cĩ thể thực hiện
bằng nhiều cách:
+ Bồ sung các tác nhân hĩa học
+ Lọc nước axit qua vật liệu cĩ tác dụng trung hịa
+ Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng mưa axit — _ Việc lựa chọn phương pháp trung hịa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ
của nước và chi phí hĩa chât sử dụng
Trang 403.2.2.2 Keo tu - tao bơng
— Trong nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mỊn và phân tán, kích thước của hạt thường dao động khoảng 0,1 - 10u Các hạt này lơ lửng
trong nước, do vậy tương đối khĩ lắng và loại bỏ Vì kích thước nhỏ, tỉ số điện tích
bề mặt và thể tích rất lớn nên hiện tượng hĩa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước cĩ khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt Lực này cĩ thê dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay
khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyên động
Brown và cĩ tác động của sự xáo trộn Những chất keo tụ thường dùng là các muối sắt và muối nhơm:
+ Muối nhém: Al,(SO,);, Al,(SO,)3.18H,O, NaAlO,, Al,(OH),;Cl, Kal(SO,4)2 12H,0, NH4Al(SO4)2.12H,O
+ Muối sắt: FeCl,, Fe,(SO,)3.2H,0, Fe;(SOa);.3 HO, Fe;(SOa);.7HạO
+ Chất trợ keo tụ: để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bơng người ta
thường sử dụng các chất trợ keo tụ (Fluccutant) Việc sử dụng các chất keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tơc độ lăng của các bơng keo
+ Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường ding 1a: tinh bét, dextrin
(C¿H¡oOs)n, các ete, cellulose, dioxit siltc hoạt tính (x51O;.yH;©O)
+ Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH,CHCONH;), Tuy thudc vao các nhĩm 1on khi phân ly mà các chất
trợ đơng tụ cĩ điện tích âm hoặc dương như polyacrylc axit
(CH,CHCOO), hoac polydiallydimetyl —amin
— Liều lượng keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest