Đánh giá thực trạng công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất sữa thuộc công ty cổ phần elovi việt nam và đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Lê Xuân Quang ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ELOVI VIỆT NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nợi - 2015 ĐẠI HỌC Q́C GIA HÀ NỢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Lê Xuân Quang ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ELOVI VIỆT NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải TS Phạm Thị Thúy Hà Nội - 2015 Lời cảm ơn Qua bài luận văn này xin đƣợc bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy giáo Khoa Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nợi tận tình giảng dạy và giúp đỡ thời gian học vừa qua Tơi xin đƣợc bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy cô Bộ Công nghệ Môi trƣờng – Khoa Mơi trƣờng.Các thầy tận tình giúp đỡ và bảo kiến thức chuyên môn mơn học chun ngành nhƣ đóng góp ý kiến quý báu để giải vấn đề lĩnh vực môi trƣờng Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải – Phó chủ nhiệm Khoa Mơi trƣờng và TS Phạm Thị Thúy - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên là ngƣời trực tiếp tận tình bảo và hƣớng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Cục Cảnh sát PCTP môi trƣờng giúp đỡ và tạo điều kiện để tơi hoàn thành tốt việc học Tơi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam tạo điều kiện cho khảo sát và thu mẫu trạm xử lý nƣớc thải tập chung Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp động viên và giúp đỡ suốt trình học tập Tơi xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Tác giả Lê Xuân Quang năm 2015 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang MC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG -TỔNG QUAN 1.1.Đặc tính nƣớc thải sản xuất - chế biến sữa 1.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chế biến sữa 1.2.1 Xử lý phƣơng pháp học 1.2.2.Xử lý phƣơng pháp hóa - lý 1.2.3 Xử lý phƣơng pháp sinh học CHƢƠNG - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Địa điểm và đối tƣợng nghiên cứu 17 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 17 2.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu 18 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phƣơng pháp khảo sát và thu thập số liệu 18 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích, thu bảo quản mẫu 19 2.2.3 Phƣơng pháp kế thừa 20 2.3 Phƣơng pháp đánh giá khả xử lý 20 2.3.1 Đánh giá hiệu xử lý tính theo % lƣợng chất thải đầu vào 20 2.3.2 Đánh giá hiệu xử lý công đoạn xử lý 20 2.3.3 Đánh giá hiệu xử lý so với QCVN 21 CHƢƠNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Công nghệ xử lý nƣớc thải nhà máy 22 K20 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang 3.1.1 B iu hũa, kênh đo lƣu lƣợng nƣớc thải, kênh khuấy trộn tĩnh23 3.1.2 Bể aerotank 24 3.1.3 Bể lắng sinh học 25 3.1.4 Bể thu bùn 25 3.1.5.Bể khử trùng 25 3.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải đầu vào hệ thống xử lý 26 3.3 Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải sau qua công đoạn 27 3.3.1 Chất lƣợng nƣớc thải sau qua kênh khuấy trộn tĩnh 27 3.3.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sau hệ thống bể aerotank và bể lắng 28 3.4 Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý 30 3.4.1 Kết phân tích nƣớc thải sau qua toàn bộ hệ thống xử lý 30 3.4.2 Đánh giá khả xử lý hệ thống 32 3.5 Đánh giá thay đổi hiệu suất xử lý nƣớc thải qua năm 32 3.6 Đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu xử lý hệ thống 35 3.7 Cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải với lƣu lƣợng và tải lƣợng thực tế 36 3.7.1 Tối ƣu hóa quy trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải 36 3.7.2 Xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải 38 3.8 Chi phí vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải: 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang BNG Kí HIU VIT TT Từ viết tắt Ý nghĩa Tiếng Anh Bùn hoạt tính BHT BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hoá học DO Dissolved oxygen Oxy hoà tan Quy chuẩn kỹ thuật QCVN quốc gia SSV Settled Sludge Volume Thể tích bùn lắng SS Suspended Soilds Chất rắn lơ lửng SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn K20 – Cao häc Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết phân tích nƣớc thải bể điều hòa 26 Bảng 3.2 Kết phân tích nƣớc thải sau kênh khuấy trợn tĩnh 27 Bảng 3.3 Chất lƣợng nƣớc thải bể aerotank 28 Bảng 3.4 Chất lƣợng nƣớc thải sau bể lắng II 28 Bảng 3.5 Kết phân tích nƣớc thải sau qua toàn bộ hệ thống xử lý 31 Bảng 3.6 Thống kê kết phân tích nƣớc thải xả môi trƣờng nhà máy 31 Bảng 3.7 Phân tích chất lƣợng nƣớc thải nhà máy sữa qua năm 33 Bảng 3.8 Thành phần nƣớc thải sữa dự kiến 39 Bảng 3.9 Thành phần nƣớc thải sữa sau xử lý theo QCVN 40 Cột B 39 K20 – Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xu©n Quang DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 DAF với kỹ thuật nén khí mợt phần dòng làm tuần hoàn 07 Hình 1.2 Q trình phân hủy yếm khí 09 Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo UASB 10 Hình 1.4 Hình ảnh bơng bùn 13 Hình 1.5 Sự xâm nhập vi khuẩn sợi vào khối bùn 13 Hình 1.6 Sơ đồ làm việc hệ thống aerotank có tái sinh bùn 15 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tổ chức cơng ty sữa Elovi 17 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải nhà máy 23 Hình 3.2 Sơ đồ trình xử lý bể aerotank 24 Hình 3.3 Hiệu suất xử lý (%) sau bể lắng II 30 Hình 3.4 So sánh chất lƣợng nƣớc qua năm 34 Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sữa (sau cải tạo) 42 K20 – Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghệ chế biến sữa phát triển mạnh mẽ, cho sản phẩm sữa đa dạng và phong phú nhƣ: phomat, bơ, sữa tƣơi, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột kem, sữa đậu nành, sữa chua…, đồng nghĩa với đời nhiều nhà máy sản xuất sữa với quy mô lớn hơn, sản xuất với số lƣợng nhiều Cùng với phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp có ngành sữa nhiễm mơi trƣờng là vấn đề đáng báo động, đặc biệt là ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Thành phần nƣớc thải ngành chế biến sữa có chứa mợt lƣợng lớn chất hữu gây ô nhiễm cho môi trƣờng tiếp nhận không đƣợc xử lý tốt,chúng và gây tác đợng xấu khơng đến mơi trƣờng mà đến kinh tế và xã hội Thực tế nay, sản xuất kinh doanh sản phẩm sữa địa bàn tỉnh Thái Nguyên mang lại nguồn lợi nhuận kinh tế to lớn nhƣng nhiều gây ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng và cảnh quan thiên nhiên Nhà máy sữa Elovi thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam là một nhà máy lớn miền Bắc với cơng suất 40 triệu lít/năm tiến tới xây dựng giai đoạn hai đạt 80 triệu lít/năm.Nhà máy xây dựng một hệ thống xử lý nƣớc thải đại phục vụ nhu cầu sản xuất Tuy nhiên, theo thời gian và thay đổi điều kiện mơi trƣờng nhƣ q trình sản xuất, vận hành, hệ thống đảm bảo chắn đợ tin cậy nhƣ ban đầu Do đó, cần có đánh giá khách quan khả xử lý nƣớc thải hệ thống Trên sở đó, luận văn với nội dung: “Đánh giá thực trạng công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng”đánh giá yêu cầu bảo vệ môi trƣờng và hạn chế rủi ro phát sinh q trình xử lý nƣớc thải Hơn nữa, khơng có ý nghĩa cho việc kiểm soát chất thải thời điểm tại, luận văn hƣớng đến việc tạo mợt sở khoa học thực nghiệm cho việc thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống xử lý tƣơng tự sau này; ƣu điểm nhƣ K20 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang thiu sút ca h thống xử lý; qua đó, cung cấp mợt nguồn tài liệu quan trọng cho việc nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc thải Mục tiêu nghiên cứu: - Thực trạng công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải Nhà máy sữa Elovi thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam - Đề xuất giải pháp phù hợp nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu quy trình xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam - Đáng giá tiêu an toàn nƣớc thải qua công đoạn xử lý - Đánh giá hiệu xử lý nƣớc thải hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam - Giải pháp để nâng cao hiệu trình xử lý nƣớc thải K20 – Cao häc Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang * Về công tác xử lý bùn và cặn rác: Ở bể lắng, phần lớn bùn sau lắng đƣợc bộ bơm hút bùn bơm bể ủ bùn kỵ khí và sân phơi bùn Phần nƣớc đƣợc lọc sân phơi bùn chảy bể thu gom ban đầu để xử lý lại Bùn khô sân phơi bùn ba ngăn định kỳ đƣợc bóc lên chở chôn lấp * Tổng kết ƣu, nhƣợc điểm công nghệ: - Ƣu điểm: + Hạn chế tối đa mùi hôi và giảm lƣợng bùn thải: Bể UASB đƣợc thiết kế kín, khí Biogas phát sinh đƣợc thu gom và đốt, hoàn toàn khơng có mùi phát sinh từ trình xử lý này + Chi phí vận hành thấp:Hệ thống đƣợc thiết kế nhằm giảm tối đa chi phí vận hành, hao tốn lƣợng trình vận hành + Bể nén bùn đƣợc thiết kế đủ để lƣu lƣợng bùn dƣ thời gian thích hợp,vì bùn dƣ đƣợc nén tách nƣớc đáng kể trƣớc đƣa đƣa lên máy ép bùn, giảm đƣợc chi phí vận hành nhƣ chi phí quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý - Nhƣợc điểm: + Vẫn sinh bùn dƣ và định kỳ phải xử lý bùn + Vận hành bán tự đợng cần có cơng nhân trực ca 3.7.2.3 Phương án cải tạo Trên sở khảo sát, phân tính thực trạng hệ thống xử lý nƣớc thải sữa Công ty, đề xuất phƣơng án cải tạo nhƣ sau: - Dùng bể điều hòa cũ hệ thống cải tạo lại thành hệ thống xử lý cho công suất nhỏ là 40m3/ngày.đêm và đƣợc thuyết minh công nghệ bên dƣới - Bể sinh học hiếu khí trƣớc chuyển đổi thành hồ sinh học cho hệ mới, bể này lớn gần 2000 m3 dùng xử lý sinh học hiếu khí cho 40m3 chi phí điện q tốn mà khơng cần thit K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 41 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang - B lng sinh hc cũ chuyển đổi thành hồ sinh học - Bể khử trùng cũ giữ nguyên làm bể khử trùng Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sữa (Sau cải tạo) Aeroten 3.7.2.4.Tình tốn thiết kế hạng mục a) Bể điều hòa Nhiệm vụ: là nơi tập trung nƣớc thải toàn bộ nhà máy, đặt song chắn rác thô để loại bỏ cát, sỏi, … và cặn rắn có kích thƣớc >0,5mm khỏi nƣớc thải K20 – Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 42 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Lựa chọn thời gian lƣu nƣớc đảm bảo chứa đủ nƣớc thời gian nƣớc thải cục bộ vào cao điểm thông thƣờng nhà máy xả thải chủ yếu vào 8h làm việc ban ngày Có cục bợ vào - 3h có sở thiết kế bể nhƣ sau Chọn lƣu lƣợng lớn ngày là 10m3/h với thời gian lƣu tối thiểu là 3h bể chắn đảm bảo không bị tràn bể nhận nƣớc thải Với thời gian lƣu t= 3h và lƣu lƣợng Qmax= 10m3/h, xác định thể tích bể điều hòa V = 30 m3 Với trạng bể thực tế có chiều sâu H = 4m, chiều cao bảo vệ 0.5 m, kích thƣớc bể theo thực tế chọn lựa nhƣ sau:L x W x Hnƣớc (HXD) = x 4,1 x 4,5m (thể tính xây dựng bể: 36,9 m3) Bể đƣợc lắp đặt hệ thống phân đĩa phối khí (Diffuse - m3/đĩa) loại bọt thơ, lƣợng khí bơm vào bể với lƣu lƣợng 0,5 m3/phút nhằm hòa trợn, san nồng đợ nƣớc thải nhƣ hóa chất điều chỉnh pH Nƣớc thải bể điều hòa đƣợc bơm sang bể UASB thơng qua 02 bơm chìm (trong 01 dự phòng) hút nƣớc thải công suất 0,75 kw, Q = - m3/h, H = 10 – 12 m b) Bể UASB Do hàm lƣợng COD nƣớc thải vào khoảng 1000 mg/L (nhỏ 2500mg/L), ảnh hƣởng tới hình thành lớp bùn hạt bể, thiết kế bể UASB dựa tải trọng chất hữu bể hoạt động không hiệu Trong trƣờng hợp này, thể tích tối thiểu bể tính theo lƣu lƣợng và thời gian lƣu nƣớc thải với điều kiện quan trọng sau cần đƣợc đáp ứng: • Vận tốc dòng nƣớc từ dƣới lên cần phải là 0,5 m/giờ • Thời gian lƣu bể (HRT) là Vậy thể tích bể đƣợc tính tốn nhƣ sau:Vn = Q.HRT = x = m3 Để tính tốn tổng thể tích chứa hỗn hợp nƣớc thải thiết bị (phía dƣới thiết bị tách ba pha rắn-lỏng-khí), sử dụng hệ số hữu ích dao đợng khoảng 0,8- K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 43 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang 0,9 Nh vy, tng th tích hữu ích thiết bị, chƣa kể phần thể tích chiếm chỗ thiết bị tách ba pha rắn-lỏng-khí đƣợc tính nhƣ sau: VL  Vn = / 0,9 = 8,89 m3 E Trong đó: Vn: thể tích hữu dụng tối thiểu bể (m3); VL: tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nƣớc thải thiết bị (m3); E: hệ số hữu ích = 0,8-0,9 (chọn E = 0,9) Diện tích thiết bị đƣợc tính theo cơng thức sau A Q v Trong đó: A: diện tích (m2); Q: lƣu lƣợng nƣớc thải vào bể (m3/giờ); v: vận tốc nƣớc từ dƣới lên (m/giờ) Đối với bùn hạt v = 1,25-2 m/giờ (tối đa m/giờ).Đối với bùn thƣờng v < 0,5 m/h (tối đa m/h), chọn v = 0,5 m/giờ Vậy diện tích thiết bị là: A= 2/0,5 = m3với đƣờng kính 2,3m Chiều cao lớp nƣớc thiết bị đƣợc tính theo cơng thức sau: HL = VL / A = 8,89 / = 2,2 m Thiết bị tách pha chiếm thêm mợt phần thể tích bể UASB và làm cho tổng chiều cao bể tăng thêm từ 2,5m Nhƣ vậy, tổng chiều cao bể UASB là 4,72m với đƣờng kính 2,3m c) Bể aerotank: K20 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên 44 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Hiu sut x lý bể UASB thực tế môi trƣờng miền Bắc đạt vào khoảng 50%, và hiệu suất xử lý N, P bể thấp Nƣớc thải sau đƣợc xử lý bể UASB có tỉ lệ C:N vào khoảng 23:1 (điều kiện tối ƣu là 20:1), khơng cần bổ sung dinh dƣỡng - Thể tích bể:Thời gian lƣu nƣớc bể là giờ, nồng đợ bùn hoạt tính bể là 1700 mg/l Vậy thể tích làm việc bể là V = t x Q = 16 m3 - Tuổi bùn: Tuổi bùn xác định qua cơng thức: V   c  Q  (S  S )  Y X  (1  k d  c ) Trong :  c :Tuổi bùn (ngày) Q: Lƣu lƣợng nƣớc cần xử lý (m3/ ngày)Q = 40 m3/ngày Y: Hệ số sinh trƣởng cực đại Chọn Y = 0,5 Kd: Hệ số phân huỷ nội bào (/ ngày) Chọn kd =0,06 S0, S: Hàm lƣợng BOD5 nƣớc thải vào và khỏi bể, mg/l X: Nồng độ sinh khối aerotank, mg/l X = 1700 mg/l Vậy tuổi bùn là 6,23 ngày - Lượng bùn sinh ngày: đƣợc xác định thông qua tốc độ tăng trƣởng bùn Yb Yb  Y  K d C Vậy tốc độ sinh trƣởng bùn Yb = 0,36 Lƣợng bùn sinh ngày Abùn = Y  Q  (S0 - S) = 4368 (g/ngày) =4,37 (kg/ngày) - Lƣợng bùn x: K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 45 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Qxa V X  Qr  X r   c c  X t Trong đó: V: Thể tích hoạt đợng aerotank, m3 V=15,5 m3 X, Xr, Xt: Nồng độ sinh khối bể aerotank và dòng khỏi bể lắng và nồng độ bùn đáy bể lắng, mg/l.X=1700 mg/l, Xr= 20 mg/l, chọn Xt= 5000 mg/l Qr: : Lƣu lƣợng nƣớc khỏi bể lắng, m3/ngày.Q= 40 m3 c: Tuổi bùn, ngày.c = 6,23 ngày Vậy lƣu lƣợng bùn cần xả ngày tính đƣợc là: 0,71 m3/ngày tƣơng đƣơng 7,14 kg/ngày - Lƣợng bùn tuần hoàn: Qt  Q  X Xt  X Trong đó: Qt, Q: Lƣu lƣợng tuần hoàn và lƣu lƣợng nƣớc thải hàng ngày, m3/ngày X, Xt: Nồng độ sinh khối bể aerotank và đáy bể lắng, mg/l Vậy lƣu lƣợng bùn tuần hoàn Qt là 21m3 tƣơng đƣơng 52% - Lượng khơng khí cần cấp:qua tính tốn xác định lƣợng khơng khí cần thiết đễ cấp cho bể aerotank là 1191 m3/ngày tƣơng đƣơng 50m3/giờ - Kích thước bể: Chiều cao xây dựng bể là m (chiều cao bảo vệ 0,5m) Căn trạng hệ thống, lựa chọn kích thƣớc bể :3   4,5m - Lựa 02 trọn máy thổi khí: Q = m3/min – 4,5m H2O – 3kW; mợt chạy – mợt dự phòng d) Bể lắng sinh học K20 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên 46 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Nhim v:lng toan bụ phần bùn vi sinh chảy từ bể aerotank Vì bùn sinh có khả lắng tốt để tiết kiệm điện dùng bơm lắng chọn thời gian tính bùn bể lắng kéo dài thiết kế bể lớn đảm bảo lƣu đƣợc bùn lâu định kỳ hai ngày hút bùn một lần Với thời gian lƣu đƣợc ta dễ dàng tính kích thƣớc bể nhƣ sau: V = m3 - Diện tích mặt bể lắng: S Q.(1   ).C , m2 Cth VL Trong đó: S: Diện tích mặt bể lắng, m2 Q: Lƣu lƣợng nƣớc vào xử lý, m3/h Co: Nồng đợ bùn hoạt tính bể aerotank, mg/l Cth: Nồng đợ bùn hoạt tính tuần hoàn,mg/l Chọn Cth= 2500 mg/l VL: vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL, m/h (lựa chọn VL =0,8 m/h) Vậy diện tích vùng lắng là S = 3,0 m2 với hệ số an toàn k=1,2 Đƣờng kính bể lắng D = 1,8 m Lựa chọn dạng bể lắng đứng hình vng có cạnh a = 1,8 m Chiều cao phần chứa nƣớc bể là h = V / S = 1,41m Chiều cao phần trụ: 1,8 m Chiều cao máng thu nƣớc: hmt = 0,2m Chiều cao vùng phân phối: hpp=0,5m Chiều cao phần côn thu bùn: hcb = 1,5m Chiều cao bể lắng (chiều cao thông thủy 0,5m) là 4,5 m K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 47 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Theo hin trng thc t b, chọn bể lắng đứng hình vng với cạnh bể lắng a = 1,9m, đƣờng kính ống trung tâm 0,2m, chiều cao 4,5m e) Hồ sinh học tận dụng lại bể sinh học cũ Nhiệm vụ: Phân hủy thêm chất hữu nƣớc thải và chứa nƣớc hệ thống có cố Ngoài có trồng thêm hệ thực vật thủy sinh để hấp thụ chất bẩn nƣớc Với tiêu chuẩn hồ sinh học tự nhiên thƣờng kéo dài từ từ 1-2 tháng Ta tận dụng bể lại để chuyển mục đích sử dụng thành hồ sinh học g) Bể khử trùng Nhiệm vụ: diệt vi khuẩn gây bệnh nƣớc thải đƣa nƣớc thải sau xử lý sinh học đạt QCVN 40:2011/BTNMT, Cợt B Thơng thƣờng thời gian để hóa chất tiếp xúc với nƣớc thải làm cho vi khuẩn chết bất hoạt thƣờng kéo dài từ30- 1h là đảm bảo u cầu hòa trợn và khử trùng Thực bể là tận dụng lại với bể thiết kế zic zăc và có kích thƣớc nhƣ sau Vậy kích thƣớc bể 01 là: L x W x Hnƣớc (HXD) = 5.5 m x 2,25 m x1.5(1.8) m Thời gian lƣu kéo dài u cầu khơng ảnh hƣởng đến trình khử trùng TLƣu= 9h thực tế lƣu đƣợc 9h trƣớc xả vào môi trƣờng Thiết bị cần trang bị:Hệ bơm định lƣơng hóa chất khử trùng:gồm một bơm định lƣợng 0,2kw, Q = 30L/h Mợt bồn chứa hóa chất 1m3 sẵn có tận dụng lại, một động khấy đặt mặt bồn 0,75kW số vòng quay là 60-100 vòng /phút trang bị toàn bộ h) Sân phơi bùn Nhiệm vụ: lọc hết nƣớc có bùn lỗng và phơi khơ bùn Sân phơi chia làm ba ngăn và đƣợc phơi luân phiên Định kỳ bóc lớp bùn khơ chở chơn lp K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 48 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang Trang thit b cn cải tạo lại sân phơi:Vải địa kỹ thuật, Hệ ống PVC D75 đục lỗ thu nƣớc đặt đáy sân phơi bùn.Lớp sỏi và cát vàng hạt to để lọc: 60m3 15m3 là sỏi 3.8 Chi phí vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải: Nếu chƣa xét tới chi phí khấu hao sửa chữa, bảo dƣỡng trang thiết bị, nhân công, theo báo cáo vận hành trạm xử lý nƣớc thải nhà máy sữa ELOVI, để xử lý nƣớc thải với lƣu lƣợng 40m3/ngày tiền điện, hóa chất thực tế sử dụng hàng tháng vào khoảng từ 18 tới 22 triệu đồng Vậy chi phí để xử lý m3 nƣớc thải nằm khoảng 15.000 – 18.000 đồng Với phƣơng án phạm vi luận văn đƣa chi phí để xử lý thấp nhiều, cụ thể nhƣ sau: Danh mục thiết bi tiêu thụ điện sau cải tạo: Cơng suất TT Tên thiết bị Bơm chìm bể điều hòa 0,75 Máy thổi khí 3,0 Bơm bùn dƣ 0,4 Bơm định lƣợng 0,2 Thiết bị khác 1,0 Tổng cộng tiêu thụ/h 5,35 Tổng cộng tiêu thụ/ngày 107 Ghi ( kW.h) 01 chạy 01 dự phòng 01 chạy 01 dự phòng Ngày chạy 2h 01 chạy 01 dự phòng K20 – Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 49 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xu©n Quang - Tổng chi phí điện năng: W = 107x2800 = 299.600 đồng - Chi phí hóa chất khử trùng: Định mức 25g/m3Ca(ClO)2 x 40 = kg.ngày x 12000 = 12.000 đồng - Tổng chi phí vận hành: Ct = (299.600+12.000) x 30 = 9.348.000 đồng/tháng - Tổng mức đầu tƣ cải tạo (gồm đầu tƣ thiết bị mới, xây dựng, cải tạo bể) vào khoảng 600.000.000 đồng Trên sở đó, chi phí xử lý nƣớc thải hệ thống sau cải tạo là: 7790đ/m3 K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 50 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang KT LUN V KIN NGH Kt luận - Qua kết phân tích nƣớc thải q trình sản xuất cho thấy: ngun nhân gây ô nhiễm cho nƣớc thải nhà máy sữa là chất hữu dễ phân hủy Trong đó, hàm lƣợng nitơ và photpho cao - Thực trạng hệ thống xử lý nƣớc thải Nhà máy sữa Elovi thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam cho thấy công nghệ xử lý nƣớc thải nhà máy khả xử lý triệt để nƣớc thải ngành sản xuất sữa Hệ thống trang thiết bị cũ, hỏng, khơng tự đợng hóa mà sử dụng nhiều nhân công vận hành và quản lý - Hiệu xử lý hệ thống thấp và dễ dàng bị tải thời gian nhà máy tăng gia sản xuất phục vụ thị trƣờng Khi mà vấn đề môi trƣờng là thách thức lớn cho việc phát triển Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng việc nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý với độ tin cậy cao là cần thiết Khuyến nghị Qua trình nghiên cứu trình xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam, luận văn đƣa một số khuyến nghị sau: - Đối với nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam, so sánh hiệu xử lý qua năm cho thấy chất lƣợng xử lý giảm dần Vì vậy, nhà máy nên xử lý nƣớc thải theo hệ thống điều khiển tự động để kiểm sốt hiệu xử lý mức cao Xây dựng hệ thống mái che cho bể aerotank để ổn định điều kiện môi trƣờng cho trình xử lý Nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý nitơ và photpho để nƣớc thải có chất lƣợng cao đáp ứng yêu cầu ngày càng cao bảo vệ môi trƣờng Việt Nam nhƣ mặt chung nƣớc phát triển giới - Đối với việc xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải cho nhà máy sản xuất sữa nên xem xét việc áp dụng công nghệ kết hợp xử lý bể tuyển (DAF) K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 51 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang va b hiu khớ (aerotank) thay xử lý hệ thống aerotank và lắng kết hợp UASB và aerotank Hệ thống aerotank và lắng xử lý tốt chất hữu nhiên, sử dụng đơn lẻ hệ thống này, thƣờng xử lý đạt 60 - 75% BOD, vậy, nƣớc thải đầu vào có tải hữu cao nƣớc thải khó đáp ứng tiêu chuẩn thải Hệ thống kết hợp UASB và aerotank hiệu xử lý cao nhiên, q trình vận hành hệ thống này lại có nhiều điểm hạn chế Đó là khơng ổn định bể UASB, thời gian hoạt hóa bể UASB lâu (có thể kéo dài hàng tháng), và vấn đề nhiễm mùi sinh trình xử lý bể UASB Hệ DAF và aerotank giải vấn đề đặc biệt là vấn đề ô nhiễm mùi Vì vậy, thiết nghĩ cần có nghiên cứu cụ thể việc ứng dụng công nghệ xử lý kết hợp xử lý tuyển (bể DAF) với xử lý vi sinh vật hiếu khí (bể aerotank) cho hệ thống xử lý nƣớc thải Đây là vấn đề cần đƣợc xem xét một cách đầy đủ và nghiêm túc nhiễm mơi trƣờng là vấn đề xúc không với cợng đồng mà ảnh hƣởng khơng nhỏ tới hoạt động sản xuất nhà máy chế biến thực phẩm K20 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên 52 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang TI LIU THAM KHO Tiếng Việt Báo cáo tổng kết (2012; 2013;2014),Nhà máy sữa Elovi thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam Báo cáo Tổng kết (2014),Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam Báo cáo Dự án đầu tƣ xây dựng (2002),Nhà máy sữa Elovi thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam Nguyễn Thị Mỹ Cẩm, 2007, Nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sữa DIELAC – Khu cơngnghiệp Biên Hòa 1, Đại Học Nơng Lâm TP HCM Nguyễn Đức Bình, 2005,Đánh giá hệ thống xử lý nƣớc thải Nhà máy sữa Trƣờng Thọ và Nghiên cứu phƣơng án tạo bùn hoạt tính xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến sữa.Đại học Nông Lâm TP HCM Lê Văn Cát, 2007, Xử lý nƣớc thải giàu hợp chất Nitơ và Photpho, nhà xuất khoa học tự nhiên và công nghệ Hà Nội Cao Thế Hà, Công nghệ môi trƣờng Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Đinh Hải Hà, 2009 Phƣơng pháp phân tích tiêu môi trƣờng Đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Xuân Hoàn, Nghiên cứu xử lý Amonium nồng độ thấp nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp ANAMMOX 10 Hoàng Huệ, 1996, Xử lý nƣớc thải, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 11 Hoàng Văn Huệ và Trần Đức Hạ, (2002), Thoát nƣớc (tập – xử lý nƣớc thải), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Lƣơng Đức Phẩm, 2003, Công nghệ xử lý nƣớc thải biện pháp sinh học Nhà xuất giáo dục 13 Nguyễn Văn Phƣớc, 2007, Xử lý nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp phƣơng pháp sinh học,Nhà xuất xây dựng K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 53 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang 14 Quyt nh s: 3399/Q - BCT “Phê duyệt quy hoạch phát triển ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025” 15 Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật môi trƣờng Thái Nguyên (2012; 2013;2014), “Báo cáo chất lượng nước thải sản xuất cụm cơng nghiệp phía Nam Phổ Yên” 16 Lâm Xuân Thanh (2002), Công nghệ chế biến sữa và sản phẩm từ sữa Nhà xuất khoa học và kỹ thuật (197 trang) 17 LâmXnThanh(2003),Giáotrìnhcơngnghệchếbiếnsữavàcácsảnphẩm từ sữa, nhà xuất khoa học kỹthuật 18 Trịnh Xn Lai, 2013, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nƣớc thải, Nhà xuất xây dựng 19 Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trƣờng 2011,Nhà xuất Lao Động Xã Hội 20 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phƣớc Dân, 2008,Xử lý nƣớc thải đô thị và công nghiệp Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Tiếng Anh 21 APHA 2012 Standard Methods for Examination ofWater and Wastewater 22thEdition 22 C.P Leslie Grady, Jr., Glen T Daigger, Henry C Lim, Biological Wastewater Treatment, 2nded., revised and expanded, Marcel Dekker, Inc - 1999 23 Davis, ML, dan Cornwell, DA, 1991 Introduction toEnvironmental Engineering 2nd ed New York : Mc Graw-Hill 24 Hammer, MJ, dan Hammer Jr., MJ 1996 Water and Wastewater Technology Third Edition USA : Prentince-Hall 25 Lee, CC 1999 Handbook of Environmental EngineeringCalculations USA : McGraw-Hill K20 Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên 54 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lê Xuân Quang 26 Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering – Treatment, Disposal, Resuse, 3rded, McGraw – Hill International Editions, Cilvil Engineering series – 1994 27 J J Lee, (2002), Selective photocatalytic oxidation of NH to N2 on platinized TiO2 in water Environ Sci Technol Vol 36, pp 5462 – 5468 28 D K Lee, (2003), Mechanism and kinetics of the catalytic oxidation of aqueous amonia to molecular nitrogen Environ Sci Technol Vol 37, pp 574 K20 – Cao học Khoa học Môi tr-ờng Đại học Khoa học Tù nhiªn 55 ... - - Lê Xuân Quang ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ELOVI VIỆT NAM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG Chuyên ngành: Khoa... đánh giá khách quan khả xử lý nƣớc thải hệ thống Trên sở đó, luận văn với nội dung: Đánh giá thực trạng công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam đề. .. Elovi Việt Nam - Đáng giá tiêu an toàn nƣớc thải qua công đoạn xử lý - Đánh giá hiệu xử lý nƣớc thải hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất sữa thuộc Công Ty Cổ Phần Elovi Việt Nam - Giải