Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa

Nước thải chế biến sữa thường phát sinh trong quá trình sản xuất sữa tươi, từ cácsản phẩm hỏng trong quá trình sản xuất hay các mặt hàng sữa đã quá thời gian sử dụng.Nước thải sữa phát s

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, các mặt hàng sữa đang phát triển mạnh mẽ với nhiềucông ty, nhà máy được xây dựng ở hầu hết khắp các tỉnh thành trên nước Việt Nam Cácsản phẩm sữa được bày bán ở khắp nơi với nhiều nguồn gốc, xuất xứ và nhãn mác, mẫu

mã sản phẩm khác nhau để đáp ứng nhu cẩu của người tiêu dùng Ngành công nghiệp sữacàng phát triển thì lượng nước thải thải ra ngoài môi trường cũng ngày một nhiều làm ảnhhưởng tới môi trường xung quanh, tới sức khỏe con người và hệ sinh thái

Nước thải chế biến sữa thường phát sinh trong quá trình sản xuất sữa tươi, từ cácsản phẩm hỏng trong quá trình sản xuất hay các mặt hàng sữa đã quá thời gian sử dụng.Nước thải sữa phát sinh trong quá trình vệ sinh thiết bị nhà xưởng, thiết bị sản xuất vàtrong quá trình sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy Thành phần ô nhiễm chínhtrong nước thải ngành sữa là các chất hữu cơ hòa tan (BOD và COD cao), SS, chất béo.Ngoài ra, trong nước thải sản xuất sữa còn chứa hàm lượng nitrogen, photphorus,coliform và một số chất độc hại như sắt, chất tẩy rửa, chất khử trùng, Nếu không xử lýtốt trước khi thải ra ngoài môi trường thì sẽ gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận, dẫn tới sứckhỏe con người bị ảnh hưởng Vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu, đánh giá ô nhiễm nguồnnước thải, thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa là công việc hết sức cần thiết

Xuất phát từ tình hình thực tế, đồ án công nghệ môi trường: “Thiết kế hệ thống

xử lý nước thải chế biến sữa” với mục đích xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B QCVN

40: 2011/BTNMT trước khi thải ra nguồn tiếp nhận được thực hiện bởi nhóm sinh viênlớp K49KTM.01 nhằm củng cố kiến thức đã học, tích lũy kiến thức mới đồng thời traudồi thêm kỹ năng phục vụ cho quá trình học tập, rèn luyện của bản thân

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Tính chất, thành phần nước thải chế biến sữa 23

Bảng 3.2: Tóm tắt các thông số thiết kế SCR 30

Bảng 3.3: Các thông số thiết kế bể điều hòa 34

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa đặc có đường từ sữa tươi 3

Hình 2.1: Một số hỉnh ảnh về SCR 6

Hình 2.2: Sơ đồ bể lắng cát 7

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống cấp khí nén trong bể điều hoà xáo trộn dùng khí nén 8

Hình 2.4: Thiết bị tách dầu mỡ loại nằm ngang 9

Hình 2.5: Cấu tạo bể UASB 13

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống thông khí sinh học 14

Hình 2.7: Các quá trình trong bể lọc sinh học 15

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống tháp lọc sinh học 16

Hình 1.9: Hệ thống lọc bậc tốc độ cao 16

Hình 2.10: Hệ thống lọc bậc hai 17

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo của mương oxy hóa 19

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến sữa 24

Hình 3.2: Cấu tạo song chắn rác 27

Hình 3.3 Cánh khuấy bể phản ứng 37

Hình 3.4: Mặt cắt ngang mương oxi hóa 59

Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo mương Oxi hóa 60

Hình 3.6: Quá trình lắng thứ cấp và tuần hoàn bùn 62

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất sữa tại Việt Nam và trên thế giới

1.1.1 Tình hình sản xuất sữa trên thế giới

Sữa là nguồn dinh dưỡng có giá trị, phù hợp với mọi lứa tuổi, đặc biệt là trẻ em,người lớn tuổi và phụ nữ mang thai Sữa cung cấp nhiều chất bổ dưỡng và năng lượng cầnthiết cho quá trình hoạt động của cơ thể Nhu cầu của xã hội về sữa và các sản phẩm sữangày càng cao đặc biệt ở các nước đang phát triển và Châu Á Trong thập kỷ qua việcbuôn bán sữa trên toàn cầu khá ổn định, nhưng kể từ 2006 đã tăng tốc với mức 8% mỗinăm tính về khối lượng Sản lượng sữa bò thế giới ước đạt 461,382 triệu tấn, tăng 2,6% sovới năm 2011 Tại nhiều quốc gia trên thế giới sữa dê, sữa cừu …cũng được sử dụng cùngvới sữa bò, với sản lượng năm 2012 vào khoảng 32,320 triệu tấn, chiếm 6,5% tổng khốilượng sữa tươi thế giới Lượng sữa tươi này sẽ góp phần tăng sản lượng các sản phẩmsữa.Sản xuất sữa thế giới 7 tháng đầu năm 2012 tiếp tục tăng trưởng mạnh, đặc biệt là ởkhu vực Châu Á, Châu Úc và Nam Mỹ Sản xuất sữa thế giới trong năm 2012 được dựbáo sẽ tăng khoảng 2,6% - 2,7% so với năm 2011, chủ yếu là ở Châu Á Tại Ấn Độ - quốcgia sản xuất sữa lớn nhất thế giới, mùa vụ 2011/2012 sản lượng sữa được dự báo tăngthêm 5,2 triệu tấn và ước đạt 127 triệu tấn trong năm 2012 Sản lượng sữa cũng như nhucầu tiêu dùng cũng sẽ có xu hướng gia tăng ở một số nước khác ở khu vực châu Á nhưTrung Quốc, Pakistan và Thổ Nhĩ Kỳ Theo OECD - FAO cho đến năm 2020 sản lượngsữa dự kiến của toàn cầu sẽ tăng ở mức 2% mỗi năm[9]

1.1.2 Tình hình sản xuất sữa tại Việt Nam

Theo báo cáo tháng 12/2012 của Bộ Công thương, chỉ số sản xuất công nghiệp đốivới chế biến sữa và các sản phẩm sữa tăng 40,2% so với tháng bình quân năm gốc 2005;tăng 5,8% với với tháng 11/2012; tăng 6,6% so với cùng kỳ năm 2011 Hết tháng12/2012, cả nước sản xuất được 6.400 tấn sữa bột, giảm 11,5% so với tháng 11/2012 vàgiảm 4,3% so với cùng kỳ năm 2011 Đến hết tháng 12/2012, cả nước ta sản xuất đượckhoảng 75,1 ngàn tấn sữa bột, vượt 7,3% kế hoạch đề ra cho năm 2012 (sản xuất 70 ngàntấn sữa bột)

Hiện nay thị phần sản xuất sữa trên thị trường Việt Nam của một số công ty lớnnhư sau: Vinamilk chiếm 40%, Dutch Lady là 25, Mộc Châu là 10%, IDP là 5%,Hanoimilk là 5% và các công ty khác 15%[2].

Tính đến hết năm 2014, khu vực các thành phố nhỏ và nông thôn chiếm khoảng67% dân số cả nước với tiềm năng tiêu thụ sữa cao Theo ước tính, có khoảng 3,6 triệutrẻ em dưới 3 tuổi với hơn 2 triệu trẻ em sử dụng sữa bột ở nông thôn Khu vực nàychiếm tỷ trọng hơn 50% sản lượng tiêu thụ sữa bột cả nước và hiện có hơn 34.000 cửahàng có kinh doanh sữa bột Cùng với việc thu nhập bình quân đầu người đang tăng lênhàng năm và thói quen tiêu thụ sữa được hình thành, thị trường sữa Việt Nam có tiềmnăng tăng trưởng khá tốt trong tương lai

Phát triển công nghiệp chế biến sữa tại Việt Nam theo xu hướng tăng dần tỷ lệ sửdụng nguyên liệu sữa tươi trong nước và giảm dần nguyên liệu sữa bột nhập ngoại Pháttriển công nghiệp chế biến sữa gắn với các trung tâm tiêu thụ sản phẩm và vùng chăn nuôi

bò sữa tập trung Các thương hiệu sữa cần có chiến lược phát triển lâu dài trên cơ sở pháttriển sản xuất để phát triển và giữ vững thị phần

1.2 Quy trình sản xuất và nguồn gốc, tính chất nước thải chế biến sữa

1.2.1 Quy trình sản xuất sữa

Để xác định các nguồn nước thải chủ yếu của công nghệ chế biến sữa, ta cần hiểu

rõ về các quá trình chế biến sữa và các công đoạn sản xuất chính Các sản phẩm sữa hầuhết được sản xuất từ sữa bò Sữa sau khi được vắt, đem chứa vào các thùng, can Sau đóđem đi chế biến thành các sản phẩm sữa khác nhau Dưới đây là sơ đồ công nghệ chế biếnsữa đặc có đường từ sữa tươi ( kèm dòng thải):

Nước, sữa tươi

Gia nhiệt,chuẩn hóa

Nước rơi vãiSữa rơi vãiTrộn tuần hoàn

Đồng hóa

Tiệt trùng

Làm nguội

Dung dịch

Nước sản xuất Làm nguôi, kếttinh

1.2.2 Nguồn gốc, đặc trưng nước thải chế biến sữa

Các nguồn nước thải trong qua trình chế biến sữa có nhiều loại khác nhau tùy vào sản phẩm như sản xuất sữa tươi; các sản phẩm sữa lên men; sản xuất bơ; sữa cô đặc; sữa bột; kem; dầu bơ; phomat hoặc casein Mỗi loại sản phẩm khi sản xuất sẽ phát sinh lượng nước thải với hàm lượng ô nhiễm khác nhau Nhìn chung, nước thải chế biến sữa có các nguồn gốc, đặc trưng sau:

a) Nguồn gốc

Nước thải của nhà máy chế biến sữa nói chung là sự pha loãng của sữa và các sản

phẩm từ sữa do sự rơi vãi các công đoạn chế biến,hoặc do sự rò rỉ của các thiết bị côngnghệ,cùng với các hóa chất tẩy rửa,dầu mỡ dùng để vệ sinh thiết bị cũng như các dụng cụlưu trữ…Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất sữa ta thấy nước thải chung của nhà máychế biến sữa bao gồm:

 Nước thải sản xuất

• Nước rửa các bồn chứa và can ở các trạm tiếp nhận Nước súc rửa các sảnphẩn dư bên trong hoặc trên bề mặt tất cả các đường ống bơm,bồnchứa,thiết bị công nghiệp,máy đóng gói: chứa lượng sữa thừa bám dính trêncan, bồn, chất tẩy rửa ( acid nitric, ), chất sát khuẩn ( perocid hydro,natrihypochlorid, acid acetic, ), các hất để trung hòa, chất làm lạnh,

• Nước thừa: nước thừa được coi là sản phẩm phụ của quá trình sản xuấtphomat, nước thừa chứa chất khô và lượng lớn BOD

• Sữa rò rỉ từ các thiết bị hoạt động,hoặc do làm rơi vãi nguyên vật liệu và cácsản phẩm: có hàm lượng BOD, COD cao

• Dịch lọc, cặn từ thiết bị tách: phát sinh khi chế biến sữa bằng phương pháptách

• Nước thải từ nồi hơi từ máy làm lạnh: là nước sạch có thể hoàn nguyên và

b) Đặc trưng nước thải chế biến sữa

Lượng nước thải phát sinh trong chế biến sữa khoảng 1-2/tấn sữa [Envirochemie,Wastewater treatment in the dairy processing,industry- recovering energy usinganaerobic technology], có các đặc trưng sau:

– Đặc trưng vật lý: Hàm lượng chất rắn lơ lửng khá cao, khoảng 100-1000g/[Envirochemie,Wastewater treatment in the dairy processing,industry- recovering energyusing anaerobic technology], chủ yếu là do cát bám trên sàn, và bụi bám bên ngoàican, bồn rửa Từ đó gây nên độ đục của nước thải Nhìn chung nước thải sữa banđầu là trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng có khuynh hướng trở lên acid hoàn toànmột cách nhanh chóng do sự thiếu hụt oxi tạo điều kiện cho sự lên men lactosethành acid lactic, khi đó pH giảm và có khả năng gây ra kết tủa của casein, đồngthời gây nên mùi chua khó chịu

– Đặc trưng hóa học: Thành phần gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất sữa làsữa và các sản phẩm từ sữa ( chiếm 90% tổng lượng BOD trong nước thải )từnước thải vệ sinh đường ống và thiết bị chứa sữa[9] Những thành phần chính thamgia vào BOD của nước thải chế biến sữa là lactose,bơ sữa,protein,và acid lactic.Vìvậy,các chỉ số nước thải ta cần quan tâm là BOD,COD và SS

Tổng lượng photphorus và nitrogen trong nước thải lần lượt khoảng 10- 100g/ và15- 250g/[10], đây là nguyên nhân gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếpnhận nước thải

– Đặc trưng sinh học: trong nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng coliform, trong

nước thải sản xuất có các vi khuẩn ( Cocus, Vitrion, Lactic, ), nấm men, nấm mốc ( chủ yếu là Muco và Rhizopus) có sẵn trong sữa

Như vậy, thông qua tìm hiểu, phân tích các đặc trưng của nước thải chế biến sữa đãcho chúng ta thấy việc xử lý nước thải chế biến sữa trước thi đưa ra nguồn tiếp nhận là hếtsức cần thiết để không gây ảnh hưởng tới môi trường nước nói riêng và cả hệ sinh thái nóichung

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN SỮA 2.1 Xử lý cơ học

Xử lý cơ học nhằm mục đích:

- Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn nhưrác, nhựa, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi… ra khỏi nguồn nước thải

- Loại bỏ được cặn như sỏi, đá, các mảnh kim loại và thủy tinh…

- Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm có trong dòng thải

- Làm tốt quá trình xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuậnlợi cho quá trình xử lý hóa lý và sinh học

2.1.1 Song chắn rác, lưới chắn rác

- Chức năng: Giữ rác và các tạp chất có kích thước thô như giấy, rẻ, túi ni lông, dâybuộc, ra khỏi nước thải trước khi vào hệ thống xử lý nước thải

- Phân loại:

Tùy theo kích thước khe hở, SCR được phân làm loại thô, loại trung bình và loại nhỏ

+ SCR thô có khoảng cách giữa khe hở của các thanh là 30 – 200mm

+ SCR trung bình có khoảng cách giữa khe hở của các thanh là 16 – 30mm

+ SCR nhỏ có khoảng cách giữa khe hở của các thanh là <16 mm

+ Phân theo đặc điểm cấu tạo : gồm SCR cố định và di động

+ Phân loại theo phương pháp vớt rác: gồm SCR thủ công và SCR cơ giới

Hình 2.1: Một số hỉnh ảnh về SCR

2.1.2 Bể lắng

 Lắng dưới tác dụng của trọng lực:

- Chức năng: Phương pháp này nhằm loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏinước Để tiến hành quá trình người ta thường dùng các loại bể lắng khác nhau: bểlắng cát, bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2 Ở bể lắng cát, dưới tác dụng của trọng lực thìcát nặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một phần chất đông tụ Bể lắng cấp 1 cónhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ và các chất rắn khác Bể lắng cấp 2 có nhiệm vụtách bùn sinh học ra khỏi nước thải

 Lắng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén:

- Chức năng: Tách những hạt lơ lửng bằng quá trình lắng dưới tác dụng của lực ly tâmtrong các xyclon thuỷ lực hoặc máy ly tâm

Ngoài ra, trong nước thải sản xuất có các tạp chất nổi (dầu mỡ bôi trơn, nhựa nhẹ…)cũng được xử lý bằng phương pháp lắng

Một số hình ảnh của bể lắng:

a) Bể lắng ngang b) Bể lắng đứng

Hình 2.2: Sơ đồ bể lắng cát

2.1.3 Bể điều hoà

- Chức năng: Đảm bảo điều hoà ổn định dòng thải vào hệ thống xử lý cả vềmặt lưu lượng và nồng độ giúp cho các công trình đơn vị phía sau hoạt động

Bể điều hoà hoạt động theo chu kỳ

Bể điều hoà hoạt động liên tục

+Theo nguyên tắc chuyển động của nước:

Bể điều hoà làm việc theo nguyên tắc đẩy (chế độ chảy tầng)

Bể điều hoà làm việc theo nguyên tắc xáo trộn (chế độ chảy rối)

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống cấp khí nén trong bể điều hoà xáo trộn dùng khí nén

2.1.4 Bể tách dầu mỡ

- Chức năng :Tách các chất dầu mỡ ra khỏi nước thải vì:

+ Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bểlọc sinh học

+ Các chất này cũng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aeroten,gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

1-Thân thiết bị; 2- Bộ phận hút cặn bằng thuỷ lực; 3- Lớp dầu mỡ; 4- Ống gom dầu mỡ;5- Vách ngăn dầu mỡ; 6- Răng cào trên băng tải; 7- Hồ chứa cặn

Hình 2.4: Thiết bị tách dầu mỡ loại nằm ngang

2.2 Các phương pháp hóa lý

2.2.1 Phương pháp trung hoà

- Chức năng: Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực có chứa axit hoặc kiềm Đểnước thải được xử lý tốt ở giai đoạn xử lý sinh học cần phải tiến hành trung hòa và điều

chỉnh pH về vùng 6,6÷ 7,6 Trung hòa còn có mục đích làm cho một số kim loại nặng

lắng xuống và tách khỏi nước thải

Dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trunghoà nước thải

Hiện nay các chất đông tụ và trợ đông tụ hữu cơ đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

vì liều lường lượng sử dụng thấp ( với nồng độ 0,1 – 0,5%) và phù hợp với các loại nướcthải có thể tận dụng CTR làm thức ăn chăn nuôi

Ưu điểm của chất đông tụ hữu cơ:

- Hoạt động trong môi trường acid cũng như bazo

- Không làm thay đổi giá trị pH

- Dễ hòa tan trong nước

- Loại bỏ hoặc giảm bớt việc sử dụng muối vô cơ

- Hiệu quả trong việc loại bỏ chất rắn

2.2.3 Phương pháp oxy hoá - khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như: clo ở dạng khí

và lỏng trong môi trường kiềm, vôi clorua (CaOCl2), hipoclorit, ozon…và các chất khửnhư: natri sunfua (Na2S), natri sunfit (Na2SO3), sắt sunfit (FeSO4)…

Trong phương pháp này, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất

ít độc hơn và tách ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc.Tuy nhiên quá trình này tiêu tốn mộtlượng lớn các tác nhân hóa học nên phương pháp này chỉ được dùng trong những trườnghợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải có tính chất độc hại và không thể táchbằng những phương pháp khác

2.2.4 Phương pháp hấp phụ

Dùng để loại bỏ các chất bẩn hoà tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học cùngcác phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây làcác hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và màu rất khó chịu

Các chất hấp phụ thường dùng: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keonhôm…Trong đó than hoạt tính được dùng phổ biến nhất

2.2.5 Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng

tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước sau đóngười ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước Thực chất đây là quá trình táchbọt hay làm đặc bọt

Khi tuyển nổi người ta thường thổi không khí thành bọt khí nhỏ li ti, phân tán và bãohòa trong nước

2.2.6 Phương pháp trao đổi ion

Thực chất đây là quá trình trong đó các ion trên bề mặt các chất rắn trao đổi với cácion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là ionit,chúng hoàn toàn không tan trong nước.

Phương pháp này loại ra khỏi nước nhiều ion kim loại như: Zn, Cu, Hg, Cr, Ni…cũng như các hợp chất chứa asen, xianua, photpho và cả chất phóng xạ Ngoài ra còndùng phương pháp này để làm mềm nước, loại ion Ca+2 và Mg+2 ra khỏi nước cứng Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặctổng hợp như: zeolit, silicagen, đất sét, nhựa anionit và cationit…

Cơ chế xử lý yếm khí:

+ Giai đoạn thuỷ phân:

Dưới tác dụng của enzym Hydrolaza, các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn nhưgluxit, protein, lipit bị thuỷ phân thành các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơnnhư đường, axit béo, axit amin

+ Giai đoạn lên men axit hữu cơ:

Các sản phẩm của quá trình thuỷ phân sẽ được vi sinh vật hấp thụ và chuyển hoá trongđiều kiện yếm khí tạo thành các axit khác nhau như axit propionic, axit butylic, axitaxetic, axit foocmic hoặc các chất trung tính như: rượu, andehyde, axetone

• Một số axit hữu cơ được chuyển hoá đến axit axetic nhờ vi khuẩn Acetogen

theo các phản ứng sau:

• CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2

• CH3(CH2)2COOH + 2H2O 2CH3COOH + 2H2

• 3CH3- CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CH3COOH+CO2 + H2O

+ Giai đoạn metan hoá: quá trình metan hoá được thực hiện theo 2 cơ chế

• Dưới tác dụng của các vi khuẩn metan các axit hữu cơ đơn giản (từ 4 cácbon trở xuống sẽ bị decacboxyl hoá)

• Cơ chế decacboxyl hoá các axit hữu cơ dưới tác dụng của các enzymdecacboxylaza (tạo thành khoảng 70% CH4)

Decacboxyl hoá các axit hữu cơ và các chất trung tính:

CH3COOH CH4 + CO2

4CH3CH2COOH 7CH4 +5CO2

2CH3-(CH2)2COOH 5CH4 + 3CO2

Decacboxyl hoá axetol và etanol: Axeton: CH3-CO-CH3 2CH4 +CO2

Etanol: 2CH3-CH2OH 3CH4 + CO2

• Phần còn lại (~30 %) CH4 được hình thành theo quá trình khử

Một số vi khuẩn metan hoá có thể khử CO2 bằng H2 hoặc khử bằng phản ứng ôxi hoá khửKhử bằng hiđro phân tử:

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

Nhờ phản ứng khử CO2 mà áp suất riêng phần của H2 được duy trì ở mức độ cần thiết cho

sự chuyển hoá các axit bay hơi và rượu thành axit axetic

Thiết bị xử lý yếm khí:Bể UASB

Quy trình hoạt động của bể UASB: Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫnvào hệ thống phân phối đều trên diện tích đáy bể Nước thải từ dưới lên trên với vận tốckhoảng 0.6 – 0.9 m/h Hỗn hợp bùn kị khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan trongnước thải, phân hủy và chuyển hòa chúng thành khí và nước Các hạt bùn cặn bám vàocác bọt khí được sinh ra nổi lên bề mặt làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộtrong lớp cặn lơ lửng Khi hạt cặn nổi lên va phải tấm chắn bị vỡ ra, khí thoát lên trên,cặn rơi xuống dưới Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí qua cửa vào ngăn lắng Hạt cặntrong ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy qua cửa và tuần hoàn lại vùng phản ứng kỵ khí.Nước trong thu vào máng, theo ống dẫn dang bể xử lý hiếu khí Khí biogas được dẫn vềống thu về thùng chứa, rồi theo ống dẫn khí đốt đi ra ngoài

1-Bể điều hoà lưu lượng và trạm bơm nước thải; 2- Bộ phận đo và điều chỉnh độ pH; 3- Đinh lượng chất dinh dưỡng N, P nếu cần; 4- Ống dẫn và dàn ống phân phối đều nước trong bể; 5- Vùng phản ứng kị khí; 6-Cửa tuần hoàn trở lại cặn; 7-Tấm hướng dòng; 8-Cửa dẫn hốn hợp bùn nước sau khi đã tách khí đi vào ngăn lắng; 9-Vùng lắng cặn; 10-Máng thu nước; 11-Ống dẫn hỗn hợp khí metan; 12-Ống dẫn nước sang bể xử lý hiểu khí; 13-Thùng chứa khí; 14-Ống dẫn khí đốt; 15-Õng xả bùn dư; 16- Tấm chắn bùn

Hình 2.5: Cấu tạo bể UASB

2.3.2 Quá trình hiếu khí

- Các quá trình của phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiênhoặc trong các điều kiện xử lý nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạongười ta tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quátrình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều

- VSV sử dụng oxi để:

+ Tạo năng lượng để tồn tại, sinh trưởng và tạo SK(bùn dư)

+ Hô hấp nội bào (oxy hoá nội bào)

+ Các phương trình phản ứng xảy ra:

6C6H12O6 + 4NH3 + 16O2→ 4C5H7NO2 + 16CO2 + 28H2O +E

4C5H7NO2 + 20O2 → 20CO2 + 4NH3 + 8H2O

a) Xử lý nước thải trong các công trình nhân tạo

Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí thường bao gồm : bể aeroten, mương, lọcsinh học hoặc đĩa sinh học

A1 Xử lý trong các bể aeroten

Sơ đồ hệ thống thiết bị được trình bày trên hình 2.6

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống thông khí sinh học

- Phân loại bể aeroten

Có nhiều cách phân loại các aeroten :

Phân loại theo nguyên tắc làm việc

+ Aeroten thông thường

+ Aeroten cao tải

+ Aeroten Oxi hóa hoàn toàn

Phân loại theo sơ đồ công nghệ

+ Aeroten 1 bậc

+ Aeroten 1 bậc tái sinh bùn

+ Aeroten 2 bậc

Phân loại theo phương thức làm thoáng

+ Aeroten làm thoáng cơ học

+ Aeroten làm thoáng máy nén khí

+ Aeroten làm thoáng quạt gió

Phân loại theo cách thức làm việc

+ Aeroten làm việc liên tục

+ Aeroten làm việc gián đoạn (SBR)

A2 Lọc sinh học

- Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vậtsinh trưởng cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc (môi trường lọc).Thường nước thải được tưới từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc bằng đá hoặc

các vật liệu khác nhau, vì vậy người ta còn gọi hệ thống này là bể lọc nhỏgiọt (trickling filter)

Cơ chế qua trình lọc sinh học được minh họa trên hình 2.7

- Màng sinh học gồm các vi khuẩn, nấm và động vật bậc thấp được nạp vào hệthống cùng với nước thải Mặc dù lớp màng này rất mỏng song cũng có hailớp: lớp yếm khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài Do đó quá trìnhlọc sinh học thường được xem như là quá trình hiếu khí nhưng thực chất là

hệ thống vi sinh vật hiếu – yếm khí

Hình 2.7: Các quá trình trong bể lọc sinh học

- Khi dòng nước thải chày trùm lên lớp màng nhớt này, các chất hữu cơ được

vi sinh vật chiết ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất (CO2) sẽ đượcthải qua màng chất lỏng Oxy hòa tan được bổ sung hấp thụ từ không khí

- Theo chiều sâu từ mặt xuống dưới đáy bể lọc, nồng độ chất hữu cơ trongnước thải giảm dần và tại một vùng nào đó các vi sinh vật ở trạng thái đóithức ăn Phần sinh khối vi sinh vật thừa sẽ bị tróc ra, theo nước ra ngoài bểlọc

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống tháp lọc sinh học

- Nước thải được phun đều lên lớp đệm tạo ra lớp màng nhớt gọi là màng sinhhọc, phủ trên các đệm Quá trình oxy hóa xảy ra như cơ chế nói trên Sinhkhối vi sinh vật tách ra khỏi nước trong thiết bị lắng thứ cấp

- Lọc sinh học được ứng dụng để làm sạch một phần hay toàn bộ chất hữu cơphân hủy sinh học trong nước thải và có thể đạt chất lượng dòng ra với nồng

độ BOD tới 15mg/l

- Bể lọc sinh học có thể được vận hành theo một bậc hay nhiều bậc theo sơ đồsau :

Hình 2.9: Hệ thống lọc bậc tốc độ cao

Hình 2.10: Hệ thống lọc bậc hai

- Hiệu suất làm sạch nước thải trong các bể lọc sinh học phụ thuộc vào các chỉtiêu sinh hóa, trao đổi khối, chế độ thủy lực và kết cấu thiết bị Trong đó cầnchú ý các chỉ tiêu sau: BOD của nước cần làm sạch, bản chất các hợp chấthữu cơ, tốc độ oxy hóa, cường độ hô hấp của các vi sinh vật, khối lượng cácchất được màng sinh học hấp thụ, chiều dày màng sinh học, thành phần các

vi sinh vật sống trong màng, cường độ sục khí, diện tích và chiều cao bể lọc,các đặc tính của bể lọc ( kích thước đệm, độ xốp và bề mặt riêng ), các tínhchất vật lí của nước thải, nhiệt độ quá trình và tải lượng thủy lực, cường độtuần hoàn, mức độ phân bố đều nước thải theo diện tích tiết diện, độ thấmướt của màng sinh học

- Phân loại theo đặc điểm kết cấu các bể lọc sinh học được chia thành : Thiết

bị lọc với đệm hình khối ; thiết bị lọc với đệm hình tấm

- Người ta còn phân bể lọc thành các loại : lọc loại giọt ( thông khí tự nhiên ) ,lọc tải lượng cao ( thông khí nhân tạo ) và tháp lọc

- Ngoài hai thiết bị trên người ta còn sử dụng thiết bị “mương oxy hóa”

A3.Mương oxy hóa

- Mương oxy hóa là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làmviệc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửngtrong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương Hàm lượngbùn trong mương oxy hóa tuần hoàn duy trì từ 2000 – 5000 mg/l Hàm lượngoxy hòa tan trong vùng hiếu khí trên 2,2 mg/l diễn ra quá trình oxy hóa cácchất hữu cơ và nitrat hóa Trong vùng thiếu khí hàm lượng oxy thấp hơn từ0,5 – 0,8 mg/l diễn ra quá trình khử nitrat

- Hỗn hợp bùn và nước thải khi đã trải qua thời gian xử lý trong mương oxyhóa được dẫn qua bể lắng nhằm tách bùn ra khỏi nước thải bằng phươngpháp lắng trọng lực Bùn được tuần hoàn một phần trở lại mương oxy hóanhằm duy trì nồng độ bùn nhất định trong bể

- Mương oxy hóa có hiệu quả xử lý BOD5, Nitrogen, Photphorus cao, quản lýđơn giản, ít bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi về thành phần và lưu lượng nướcthải đầu vào Thường được áp dụng để xử lý nước thải có biên độ dao độnglớn về chất lượng và lưu lượng giữa các giờ trong ngày

- Trong những năm gần đây người ta sử dụng rộng rãi mương oxy hóa để xử lýnước thải Mương oxy hóa thường có dạng hình chữ nhật hoặc hình chữ nhậtkết hợp với hình tròn, xây bằng bê tông cốt thép hoặc bằng đất, mặt trong ốp

đá, láng xi măng, nhựa đường… Mặt cắt ngang của mương có thể là hìnhchữ nhật (mương bê tông cốt thép), hình thang (mương xây bằng đất, mặttrong ốp đá…), độ dốc mái tùy thuộc vào loại đất Chiều sâu H của mươnglấy tùy thuộc vào công suất bơm của thiết bị làm thoáng để đảm bảo trộn đềubọt khí để đảm bảo vận tốc tuần hoàn chảy trong mương (V≥0,25 ÷ 0,3 m/s),

có thể lấy H 1÷4 m Chiều rộng trung bình của mương từ 2 ÷ 6m Tại khuvực hai đầu mương khi dòng chảy đổi chiều, tốc độ nước chảy nhanh ở phíangoài và chậm ở phía trong làm cho bùn lắng lại, giảm hiệu suất xử lý Do đóphải xây dựng các tường hướng dòng tại hai đầu mương để tăng tốc độ nướcchảy ở phía trong lên

+ Có thể không cần xử lý bậc 1 và không cần làm ổn đinh bùn

+ Phù hợp với nhiều loại dòng chảy và tải lượng vì có thời gian lưu thủy vựcdài

+ Ít bị ảnh hưởng bởi sự giao động lớn về chất lượng và lưu lượng của nướcthải

- Nhược điểm:

+ Yêu cầu diện tích xây dựng lớn.

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo của mương oxy hóa

b) Làm sạch nước thải trong điều kiện tự nhiên (Hồ Sinh học)

Hồ sinh học hay còn được gọi là hồ oxi hoá hoặc hồ ổn định Đó là một chuỗi gồm từ 3 đến 5 hồ Nước thải chảy qua hệ thống hồ trên với một vận tốc không lớn Trong hồ nướcthải được làm sạch bằng các quá trình tự nhiên bao gồm cả tảo và các vi khuẩn nên tốc độoxi hoá chậm, đòi hỏi thời gian lưu thuỷ học lớn (30-50 ngày) Các VSV sử dụng oxi sinh

ra trong quá trình quang hợp của tảo và oxi được hấp thụ từ không khí để phân huỷ các chất thải hữu cơ Còn tảo sử dụng CO2, NH4+, photphat được giải phóng ra trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ để thực hiện quá trình quang hợp Để hồ sinh học làm việc bình thường cần duy trì pH và nhiệt độ ở giá trị tối ưu

Trong hồ sinh học sảy ra các quá trình sau:

- Oxi hoá các chất hữu cơ bởi các VSV hiếu khí ở lớp nước phía trên của hồ

- Quang hợp của tảo ở lớp nước phía trên

- Phân huỷ chất hữu cơ của các vi khuẩn yếm khí ở đáy hồ

Trong điều kiện tự nhiên, gió và nhiệt độ là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới mức

độ khuấy trộn nước trong hồ Ở đây khuấy trộn có hai chức năng: giảm tới mức tối thiểu,rút ngắn thời gian lưu và các vùng chết trong hồ; phân bố đều các chất dinh dưỡng chotảo, oxi và VSV Vì quá trình quang hợp chỉ xảy ra ở độ sâu từ 150 – 300 mm dưới bềmặt thoáng của nước, do đó nếu không có khuấy trộn phần lớn nước trong hồ nằm trongvùng tối Chiều sâu tối thiểu của nước trong hồ cần bằng 0,6 m để phòng ngừa sự pháttriển của các loài thực vật có rễ Còn chiều sâu tối đa của nước trong hồ cần khống chế ở

mức 1,5 m để phòng ngừa vấn đề mùi do quá trình yếm khí gây ra, vì khi chiều sâu lớnhơn 1,5 m quá trình yếm khí sẽ chiếm ưu thế.

2.4 Khử trùng nước thải

2.4.1 Mục đích

- Để phù hợp với tiêu chuẩn của Việt Nam về chỉ tiêu an toàn nước cấp vànước thải:

+ Đối với nước cấp: Ecoli không được tồn tại, Coliform < 20 MPN/100ml

+ Đối với nước thải: Coliform < 3000 MPN/100 ml (loại A) và Coliform <

- Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của clo

Clo là chất oxi hoá mạnh ở bất kỳ dạng nào, khi cho Clo tác dụng với nước sẽ tạo thànhHOCl có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuyếch tánqua lớp vỏ tế bào sinh vật, gây phản ứng với enzim tế bào làm phá hoại các quá trình traođổi chất của tế bào vi sinh vật Khả năng diệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượngHOCl có trong nước, Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+ trong nước hay phụthuộc vào pH của nước Cụ thể:

• pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5 % còn OCl- chiếm 0,5 %

• pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl- chiếm 21%

• pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl- chiếm 75%

Tức là pH càng cao hiệu quả khử trùng càng giảm Tác dụng khử trùng của HOCl caohơn nhiều so với OCl-

Khi cho Clo vào trong nước ngoài việc diệt VSV nó còn khử các chất hoà tan và NH3

Khi dùng clo lỏng để khử trùng, tại nhà máy phải lắp đặt thiết bị chuyên dùng để đưa clovào nước gọi là cloratơ Đây là thiết bị có chức năng pha chế và định lượng clo hơi vànước.

- Khử trùng bằng clorua vôi và canxihyphocloit

Clorua vôi được sản xuất bằng cách cho clo + vôi tôi = clorua vôi Trong Clorua vôi thìlượng clo hoạt tính chiếm 20 – 25 % Canxihyphocloit Ca(OCl)2 là sản phẩm của quátrình làm bão hoà dung dịch vôi sữa bằng clo Hàm lượng clo hoạt tính chiếm 30-45%

- Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước Javen) NaClo là sản phẩm của quá trìnhđiện phân dung dịch muối ăn Nước Javen có nồng độ clo hoạt tính 6 – 8 g/l

- Dùng Ozôn để khử trùng

Ozon là một chất khí có màu tím ít hoà tan trong nước và rất độc hại đối với con người

Ở trong nước, ozon phân huỷ rất nhanh thành oxi phân tử và nguyên tử Ozon có tínhhoạt hoá mạnh hơn clo, nên diệt trùng mạnh hơn

Ozon được sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng lửa điện Đểcung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia lửa điện và cho khôngkhí chảy qua Ozon sản xuất ra để phân huỷ thành Oxy do đó phải lắp thiết bị làm lạnh ởmáy sản xuất Ozon

+ Ưu điểm của Ozon:

- Không có mùi

- Làm giảm nhu cầu oxi nước, giảm chất hữu cơ,

- Khử màu, phenol, xyanua,

- Tăng DO

- Không có sản phẩm phụ gây độc hại

- Tặng vận tốc lắng của hạt lơ lửng

+ Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Tiêu tốn năng lượng

+ Khả năng tiệt trùng của Ozon:

Độ hoà tan của Ozon gấp 13 lần của oxi Khi cho vào trong nước khả năng tiệt trùng làrất ít, khi Ozon đã hoà tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ để oxy hoá chất hữu cơ

và vi khuẩn trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với clo,thời gian tiệt trùng trong khoảng 3-8 giây

- Khử trùng bằng tia cực tím

+ Tia cực tím UV là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4-400 nm Độ dài bước sóng của tia cực tím nằm ngoài vùng phát hiện, nhận biết của mắt thường Dùng tia cực tím để tiệt trùng không làm thay đổi tính chất hoá học và lý học của nước.

+ Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, tia cực tím có độ dài bướcsóng 254 nm, khả năng diệt khuẩn cao nhất Trong các nhà máy xử lý nước thải, dùngđèn thuỷ ngân áp lực thấp để phát tia cực tím, loại đèn này phát ra tia cực tím có bướcsóng 253,7 nm, bóng đèn đặt trong hộp thuỷ tinh không hấp phụ tia cực tím ngăn cáchđèn và nước Đèn được lắp thành bộ trong hộp đựng có vách ngăn phân phối để khi nướcchảy qua hộp, được trộn đều để cho số lượng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc

ở hộp là cao nhất Lớp nước đi qua đèn có độ dày khoảng 6mm, năng lượng tiêu thụ từ

6000 – 13000 mocrowat/s, độ bền 3000 giờ đến 8000 giờ

Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này thi chi phí rất cao

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ

3.1 Lựa chọn công nghệ xử lý

Dựa vào thành phần và tính chất nước thải đầu vào, yêu cầu về chất lượngnướcthải sau xử lý, quy mô công suất và điều kiện giới hạn về diện tích mặt bằng, vốn đầutư… ta sẽ đưa ra phương án xử lý tối ưu nhằm đạt hiệu quả xử lý theo yêu cầu

Căn cứ vào thành phần, tính chất nước thải đầu vào của nhà máy và căn cứ vào yêu

cầu chất lượng nước thải đầu ra đạt loại B (theo số liệu bảng 3.1), ta lựa chọn hệ thống

xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học kết hợp với phương pháp xử lý bằng sinhhọc và khử trùng, trong đó phương pháp sinh học đóng vai trò quan trọng

Bảng 3.1 Tính chất, thành phần nước thải chế biến sữa

GIÁ TRỊ ĐẦU VÀO

GIÁ TRỊ CỘT B ( * )

( * ) Giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp sau xử lý, quy định

tại Bảng 1 QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thảicông nghiệp, có hiệu lực từ ngày 15/02/2012

ta có thể đề xuất ra phương án để xử lý nước thải có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật để tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong phương án xử lý đó.

3.1.1 Quy trình công nghệ

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến sữa

3.1.2 Thuyết minh công nghệ

Nước thải được thu gom và theo mạng lưới thoát nước riêng, nước chảy qua mương dẫn có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các tành phần có kích thước lớn như bao ni lông, giấy ăn… nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau

Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ,tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổnđịnh và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau Bể điều hòa được bố trí một hệthống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn của nước thải tránh hiện tượng cặn lắng và phânhủy kỵ khí trong bể này, tạo môi trường đồng nhất cho dòng thải trước khi qua cácbước xử lý tiếp theo Từ bể điều hòa nước được đưa vào bể đông keo tụ Tại bể đôngkeo tụ sẽ xảy ra ba quá trình là đông tụ- keo tụ- lắng Ban đầu đưa chất đông tụ là PACvào ngăn khuấy trộn, PAC được phân tán nhờ quá trình khuấy trộn với cường độ lớn( 200-300 v/ph) trong khoảng thời gian 30s-2ph nhằm tăng sự va chạm với các hạt rắn

lơ lửng để quá trình đông tụ đạt được hiệu quả cao nhất Sau đó dòng nước được đưasang ngăn tạo bông, trong ngăn tạo bông nước thải được khuấy trộn với cường độ nhỏ (30-50v/ph) trong khoảng 15-45ph để quá trình keo tụ diễn ra hiệu quả Các bông keo tụ

sẽ được lắng ở ngăn lắng trong thời gian khỏang 1,5-2h Nước đầu ra của bể sẽ đượcđưa qua bể UASB để thực hiện quá trình phân hủy sinh học kỵ khí

Nước vào bể UASB theo kiểu đi từ dưới lên xuyên qua lớp bùn lơ lửng và các chấthữu cơ bị phân hủy trong điều kiện kỵ khí Sau đó nước thải được đưa qua mương oxyhóa để xử lý phần chất hữu cơ còn lại trong nước thải BOD, độ màu, COD, Nitrogen Tại mương oxy hóa xảy ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì từ hệ thống làmthoáng cơ khí kiểu rulo tấm phẳng Tại đây các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính)

sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ dạng đơngiản như CO2, H2O theo phản ứng sau:

• Sự oxy hóa tổng hợp:

Chất hữu cơ + O2 + dinh dưỡng → CO2 + NH3 + C5H7NO2 + Sản phẩm khác

 Phân hủy nội bào:

C5H7NO2 + 5O2 → CO2 + NH3 + H2O + Năng lượng

Quá trình phân hủy của các vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH, nhiệt độ, cácchất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính chất đồng nhất của nước thải.

Nước thải sau khi xử lý ở mương oxy hóa được dẫn xuống bể lắng 2 để loại bỏ các visinh vật già bị bong ra khỏi giá thể lẫn trong nước thải Tại đây, cặn bùn sẽ được tách rakhỏi nước và lắng xuống đáy bể Bùn tách ra từ bể lắng một phần sẽ được tuần hoàn lại

về mương Oxi hóa trong khoảng thời gian đầu để giữ nồng độ bùn trong bể ở mức cốđịnh, lượng bùn dư còn lại sẽ được đưa sang bể nén bùn

Sau khi lắng, nước sẽ được dẫn sang bể khử trùng và được khử trùng bằng Clo để loại bỏcác vi sinh vật gây bệnh Nước sau khử trùng đạt tiêu chuẩn cột B QCVN40:2011/BTNMT và được thải vào nguồn tiếp nhận Cột B dùng cho các mục đích giaothông thuỷ, tưới tiêu, bơi lội, nuôi thuỷ sản, trồng trọt,… không dùng cho mục đích sinhhoạt

3.2.2 Lưu lượng tính toán

- Lưu lượng trung bình ngày đêm Qtb = 1000 m3/ngđ

 Lưu lượng trung bình giờ (m3/h)

 Lưu lượng trung bình giây (m3/s)

- Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất

Trong đó: Kh là hệ số vượt tải lấy trong khoảng 1,5-3.5 [8]

Chức năng: Tách các vật có kích thước lớn ra khỏi dòng nước thải nhằm bảo vệ cácbơm, động cơ không bị mài mòn, bị tắc nghẽn.

Tính toán

- Chọn loại SCR: SCR trung bình, hình chữ nhật

- Lựa chọn các thông số tính toán:

Hình 3.2: Cấu tạo song chắn rác

+ Vận tốc nước chảy qua SCR vtt = 0,6 – 1 m/s => chọn vtt = 0,6 m/s

+ Chọn song chắn rác có tiết diện s×b = 10×60mm

+ Chọn khoảng cách giữa các thanh: b = 16 mm

+ Chọn cào vớt rác cơ giới: Kz = 1,05

+ : Lưu lượng lớn nhất của nước thải

+ Vtt : Tốc độ nước qua khe song chắn rác, vtt = 0,6 m/s

+ h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn rác, h1 = 0,15m

+ b: Chiều rộng khe hở giữa các thanh: b = 16 ÷30mm, b = 0,016m [6]

- Chiều dài đoạn kênh thu hẹp

- Chiều dài phần mương đặt SCR

Kiểm tra vận tốc : thuộc khoảng 0,6 m/s)

- Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR

- Chọn chiều sâu xây dựng mương H= 0,8 m

- Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm từ SCR:

Lượng nước cấp vào (Nghị định về thoát nước và xử lý nước thải số 80/2014/ND-CP).Giả sử nhà máy có số công nhân phân xưởng nóng và lạnh là bằng nhau và bằng , làm

Tiêu chuẩn dùng nước cho công nhân phân xưởng lạnh[4].

Nước sinh hoạt: 40l/ng.ca, nước sản xuất 25l/ng.ca hệ số không điều hòa K = 3

Tiêu chuẩn dùng nước cho công nhân phân xưởng nóng[4]

Nước sinh hoạt: 60l/ng.ca, nước sản xuất 35l/ng.ca hệ số không điều hòa K = 2,5

Ta có: + = 1250 ()

N = 5780 (công nhân)

Khối lượng rác lấy ra trong 1 ngày đêm:

W = = 8 ()Trong đó:

a: lượng rác tính trên đầu người (l/ng.năm) (Bảng 20 TCVN 7957:2008)

Trọng lượng rác ngày đêm tính theo công thức:

3.2.4 Bể điều hòa

Chức năng: Ổn định dòng thải vào hệ thống xử lý cả về mặt lưu lượng và nồng độnhằm tạo chế độ làm việc ổn định cho các công đoạn phía sau, tránh hiện tượng quátải hoặc giảm tải đột ngột

- Chiều cao công tác của bể điều hòa, chọn H = 4 (m)

Chiều cao bảo vệ: 0,30 ÷ 0,5 m, chọn Hbv = 0,3 (m)