Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê công suất 400m3ngày đêm

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, cà phê trở thành trồng mạnh thu hút nhiều người trồng giá trị kinh tế to lớn Xuất cà phê Việt Nam nằm nước đứng đầu giới Nông dân tỉnh trồng nhiều cà phê Dalak, Lâm Đồng, Quảng Trị, Sơn La, Điện Biên … giàu lên nhờ cà phê Cũng mà ngành cơng nghiệp chế biến cà phê nước ta không ngừng phát triển theo gia tăng diện tích trồng cà phê Theo số liệu thống kê năm qua cho thấy nhu cầu tiêu thụ cà phê toàn cầu tăng liên tục năm gần Cụ thể mức tiêu thụ năm 2008 130 triệu bao (60kg/bao), mức tiêu thụ năm 2009 132 triệu bao năm 2010 134 triệu bao Theo dự đốn chun gia, tình hình tiêu thụ cà phê tăng tiếp tục tăng mạnh năm 2011 Cùng với phát triển ngành công nghiệp chế biến cà phê vấn đề môi trường ngành công nghiệp gây ngày trầm trọng Đặt biệt vấn đề xử lý nước thải Trước thực trạng đó, đề tài tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê - Công ty TNHH Hồ Phượng huyện Đức Trọng Tỉnh Lâm Đồng với công suất 400 m 3/ngày đêm” lựa chọn góp phần làm giảm mức độ nhiễm ngành cơng nghiệp chế biến cà phê đến mơi trường, góp phần tạo môi trường ngày xanh, MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê - Công ty TNHH Hồ Phượng huyện Đức Trọng Tỉnh Lâm Đồng với công suất 400 m 3/ngày đêm, đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 24:2009/BTNMT, loại B ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI  Đối tượng đề tài : Nước thải nhà máy chế biến nhân cà phê từ hạt tươi  Phạm vi đề tài : Công ty TNHH Hồ Phượng  Thời gian thực đề tài: Từ 30/5/2011 đến 30/08/2011 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI  Đánh giá tổng quan công nghệ sản xuất khả gây ô nhiễm môi trường ngành chế biến cà phê  Tổng quan, khảo sát thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê nhà máy  Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho Nhà máy GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, cơng st 400 m 3/ngày đêm”  Tính tốn cơng trình đơn vị cho trạm xử lý nước thải chế biến cà phê Nhà máy  Khái toán kinh tế cho phần xây dựng, lắp đặt xử lý PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Các phương pháp sử dụng bao gồm:  Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu, tài liệu, khảo sát, phân tích, đo đạc, đánh giá tổng quan công nghệ chế biến, khả gây ô nhiễm môi trường xử lý nước thải ngành chế biến cà phê  Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo tài liệu phương pháp xử lý nước thải cho ngành chế biến cà phê  Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia ngành kỹ thuật môi trường, ngành chế biến cà phê  Phương pháp tổng hợp, phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập từ đưa công nghệ xử lý phù hợp  Phương pháp tính tốn: Lựa chọn thiết kế cơng nghệ thiết bị xử lý nước thải nhằm tiết kiệm chi phí xử lý, tính tốn chi phí xây dựng, vận hành  Phương pháp so sánh: So sánh số liệu nồng độ nước thải nhà máy với QCVN 24:2009  Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI  Đề tài cịn nhiều hạn chế số liệu, thơng tin, chủ yếu giấy…  Giới hạn thời gian thực hiện, đối tượng Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI  Đề xuất phương pháp xử lý nước thải chế biến cà phê  Giúp cho sinh viên có kinh nghiệm thực tế  Đánh giá thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ VIỆT NAM 1.1.1 Các đặc điểm chung cà phê Việt Nam Việt Nam chia thành hai vùng khí hậu phù hợp cho chế biến cà phê:  Vùng Tây Nguyên tỉnh Đồng Nai: chủ yếu trồng cà phê vối;  Các tỉnh miền Bắc: chủ yếu trồng cà phê chè; Trong đó, diện tích cà phê vối chiếm 95% tổng diện tích gieo trồng Tỷ trọng diện tích vùng trồng cà phê: Đơng Bắc duyên hải Nam Trung Bộ 0%, Tây Bắc 1%, Bắc Trung Bộ %, Đông Nam Bộ 8%, Tây Nguyên 89% 1.1.2 Chế biến xuất cà phê Việt Nam  Chế biến Hình 1.1: Biểu đồ Chế biến cà phê Việt Nam (Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam) GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm”  Xuất Bảng 1.1.Chế biến xuất cà phê Việt Nam Sản lượng chế biến Sản lượng xuất Năm (1.000 tấn) (1.000 tấn) 2000 802,5 733,9 2001 840,6 931,2 2002 699,7 718,6 2003 755,1 749,2 2004 834,6 974,8 2005 767,7 892,0 2006 890,8 1000 2007 965,3 111,2 Kim ngạch xuất (triệu USD) 501,5 391,3 322,3 504,8 641,0 735,0 770,0 1800,0 (Nguồn: Báo cáo thường niên, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn Việt Nam) Nhận xét: Năm 2007 đỉnh cao xuất cà phê, kim ngạch đạt 1,8 tỷ USD tăng 219% gần tỷ USD so với kế hoạch Nếu so với năm 2000 kim ngạch xuất tăng tới 3,6 lần Đây bước tăng đáng kể, khơng nơng sản đạt Cùng với phục hồi đơn giá, xuất cà phê Việt Nam đứng thứ nhì giới sau Brazil 1.2.CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI Có hai phương pháp chế biến cà phê sống:  Phương pháp khô (tự nhiên);  Phương pháp ướt (phương pháp rửa); 1.2.1.Phương pháp khô: phương pháp cổ điển Trái cà phê phơi khô ánh nắng mặt trời, chúng cào vài lần ngày che kín để tránh sương vào ban đêm; Sau vài tuần, trái khơ sẵn sàng để bóc vỏ Một số người Ethiopia hầu hết người Brazil dùng phương pháp khô Tại Việt Nam, phương pháp sử dụng rộng rãi hộ dân trồng cà phê Đối với phương pháp khô, điều kiện chế biến đơn giản phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, thời gian chế biến kéo dài, sản phẩm tạo có chất lượng không cao 1.2.2.Phương pháp ướt Vỏ lấy máy để lại chất dính keo bao quanh hạt Ở thời điểm này, tách rời máy móc làm tổn thương hạt cà phê Sau hạt cà phê bỏ vào chum ủ men lớn tan vỏ cà phê cịn dính lại hạt GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Sau cùng, hạt cà phê rửa cho hết vỏ phơi khô ánh nắng mặt trời máy sấy Với phương pháp ướt, việc sản xuất chủ động tốn nhiều thiết bị, nước lượng Tuy nhiên, sản xuất theo phương pháp rút ngắn thời gian chế biến cho sản phẩm có chất lượng cao Dựa ưu nhược điểm hai phương pháp, thông thường người ta chế biến kết hợp hai phương pháp Dưới sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê nhân phương pháp kết hợp: GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Nguyên liệu Phân loại theo tải trọng ủ chín Phân loại theo kích thước Bóc vỏ quả, vỏ thịt Ngâm, ủ, phơi , sấy Rửa Làm Nước thải Nước thải Nước thải Cà phê thóc Bóc vỏ trấu Bóc vỏ lụa Phân loại theo kích thước Phân loại theo tỷ trọng Phân loại theo sắc màu Đảo trộn Cà phê nhân Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất cà phê nhân phương pháp kết hợp GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” 1.3 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG 1.3.1 Giới thiệu chung Tên công ty : Công ty TNHH Hồ Phượng Địa trụ sở chính: Số 5C/5 thôn An Hiệp 1, xã Liên Hiệp, huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng Điện thoại: 0633.844.669 Fax: 0633.662.117 Đăng ký kinh doanh số: 5800427255 cấp ngày 13/10/2004, thay đổi lần ngày 04/03/2009 Sở Kế hoạch Đầu tư Lâm Đồng cấp Ngành nghề kinh doanh: Thu mua, chế biến, kinh doanh nông sản, cà phê Người đại diện : Ông Đinh Văn Hồ Chức vụ: Giám đốc 1.3.2 Sự cần thiết đầu tư Lâm Đồng tỉnh có diện tích trồng cà phê đứng thứ hai nước với sản lượng hàng năm thu hái lớn Đặc biệt huyện Đức Trọng, nơi có khí hậu ơn hịa, thổ nhưỡng thích hợp cho việc chun canh cà phê với suất cao Thêm vào vị trí nhà máy đặt vị trí gần với vùng có diện tích cà phê lớn Lâm Hà, Di Linh… tạo điều kiện thuận lợi cho Công ty tiến hành thu mua sản xuất.Tuy nhiên, vấn đề môi trường nghiêm trọng ảnh hưởng đến mơi trường phát triển bền vững nguồn nước thải lớn từ nhà máy sản xuất chế biến cà phê với công nghệ sản xuất cà phê ướt Chúng ta lường trước nguy gây hại nó, thành phần chất nhiễm gây ảnh hưởng xấu tới toàn khu vực Nếu không xử lý cách triệt để, nguồn thải ô nhiễm gây ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường xung quanh, đặc biệt gây nhiễm nguồn nước khơng có biện pháp quản lý, xử lý thích hợp Như vậy, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung nhà máy sản xuất công ty TNHH Hồ Phượng mang vai trò quan trọng thiết phải thực để đảm bảo phát triển bền vững kinh tế môi trường khu vực nói chung củ cơng ty TNHH Hồ Phượng nói riêng 1.3.3 Mục tiêu Công ty Tiêu thụ nguồn nguyên liệu dồi sẵn có địa phương, tạo sản phẩm hàng hóa chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu cho thị trường nước xuất GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Đảm bảo hoạt động nhà máy lâu dài Áp dụng công nghệ, thiết bị tiên tiến đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao phù hợp với tiêu chuẩn xuất Giải việc làm cho số lao động địa phương Đồng thời Công ty xây dựng hệ thống xử lý nước thải để xử lý toàn lượng nước thải nhiễm phát sinh từ q trình sản xuất, chế biến công ty để đảm bảo phát triển bền vững cho khu vực Tránh cho khu vực tổn hại mặt sinh thái mơi trường, phịng tránh rủi ro sức khoẻ cho cán công nhân viên làm việc Ngoài ra, nguồn nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cịn góp phần bổ sung cho lưu vực nước xung quanh khu vực khối lượng nước lớn đặc biệt vào mùa khô hạn thiếu nước, nguồn nước sau xử lý cịn Ngun sử dụngliệu cho đầuviệc vào tưới tiêu cho đất nông nghiệp vùng Sàn lọc nguyên liệu Nước cấp Đất, cành, que, Rửa thô Nước thải Xay vỏ Nước thải, vỏ Enzim pectinaza Đánh nhớt Nước thải Nước cấp Rửa Nước thải Quạt gió Làm Nước thải Nhiệttrình cơng nghệ sản xuấtSấy 1.3.4 Quy củakhơ Cơng ty Hồ Phượng Khí thải Phân loại hạt GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang Hạt thành phẩm SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, cơng st 400 m 3/ngày đêm” Hình1.2 Quy trình cơng nghệ chế biến nhân cà phê từ hạt cà phê tươi Thuyết minh quy trình cơng nghệ Hạt cà phê tươi sau thu hoạch công ty thu mua vận chuyển nhà máy Tại đây, cà phê chuyển đến bãi tập trung để chuẩn bị cho giai đoạn chế biến Đầu tiên cà phê đưa qua hệ thống sàng lọc nguyên liệu Tại đây, sàng để tách cành, lá, đất cịn sót lại q trình thu hoạch Q trình gọi trình sàn lọc nguyên liệu, hay cịn gọi q trình làm khơ Sau sàng lọc nguyên liệu, hạt chuyển đến giai đoạn rửa thơ Giai đoạn rửa thơ GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” thực với mục đích làm lớp vỏ bên hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho trình xay Cà phê tiếp tục đưa đến cối xay, vào công đoạn xay vỏ Tại cối xay, phân làm hai loại: Quả chín xay bỏ vỏ, xanh đưa thẳng đến cơng đoạn sấy Mục đích giai đoạn loại bỏ lớp vỏ cứng bao bên quả, lấy hạt để tiếp tục cho công đoạn sau Tiếp đến, hạt theo hệ thống băng chuyền vào bồn chứa dung dịch enzim Pectinaza để loại bỏ thịt Giai đoạn gọi giai đoạn đánh nhớt, hay gọi giai đoạn ngâm enzim Mục đích trình dùng enzim pectinaza phân huỷ Pectin có thịt quả, giúp nhân sau thành phẩm có độ bóng cần thiết Cơng đoạn đánh nhớt diễn từ – giờ, định lớn đến chất lượng sản phẩm Sau đánh nhớt, nhân rửa sạch, loại bỏ chất bẩn dính nhân Giai đoạn tốn nhiều nước tồn q trình chế biến Đây công đoạn gây ô nhiễm nước thải chứa lượng lớn chất hữu dễ phân hủy Tại công đoạn làm ráo, cà phê trải mặt sàn (cách đất 500mm), gió cung cấp cánh quay phía Giai đoạn xảy với mục đích làm nước bề mặt nhân cà phê, giảm thời gian sấy khô nhiệt Sau giai đoạn làm ráo, cà phê đưa đến thùng quay nhiệt (các hạt cà phê xanh sấy thùng quay riêng) Tại đây, cà phê sấy khơ hồn tồn thành hạt nhân thành phẩm Trước phân phối, nhân cà phê phân loại hạt để phân phối cho nhà phân phối khác 1.3.5 Các vấn đề môi trường nhà máy:  Ô nhiễm nước thải Trong q trình hoạt động cơng ty phát sinh lượng nước thải tác động đến môi trường nước, bao gồm nguồn gốc chủ yếu sau:  Nước thải chế biến Nguồn gốc nước thải chế biến cà phê nhân công ty xuất phát từ công đoạn sau Rửa thô: Đây giai đoạn nước thải sinh có thành phần chủ yếu chất rắn lơ lửng, chất ô nhiễm không cao Nước thải giai đoạn không đáng kể; Xay vỏ: Trong giai đoạn nước thải sinh có thành phần đậm đặc, có độ đục lượng cặn cao Ngồi ra, giai đoạn cịn thải lượng vỏ lớn làm cho nước thải có lượng rác đáng kể GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 10 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL Bùn hoạt tính bể sinh học- số SVI=80-100, MLSS=2000mg/l; - Độ ẩm 80%; - TS=10-15%; - TVS / TS= 60-70%; - Tải trọng hữu F/M=0.1-0.4 kgBOD/ kg VSS.ngày; - Thời gian thích nghi 30 ngày Chi phí vận chuyển lắp đặt hệ TỔNG THIẾT BỊ (B), 5.2.3 Tổng vốn đầu tư ĐƠN GIÁ THÀNH (VNĐ) TIỀN (VNĐ) 20,000,000 20,000,000 1,234,308,000 Tổng vốn đầu tư (Sđầu tư) = Tổng chi phí xây dựng + Tổng chi phí thiết bị = 1,354,165000 + 1,234,308,000 = 2,618,473,3000 (đồng) Làm tròn Sđầu tư =2,620,000,000 (đồng) Chi phí đầu tư tính khấu hao 20 năm, khấu hao 01 năm S1 = SĐầu tư /20 = 130,923,650 (đồng) 5.2.4 CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 5.2.4.1 Chi phí nhân cơng Công nhân: người 2,000,000 đồng/tháng 6 tháng = 12,000,000 (đồng) Cán :1 người 3,500,000 đồng /tháng 6 tháng = 21,000,000 (đồng) Tổng chi phí nhân cơng : 33,000,000 (đồng) 5.2.4.2 Chi phí điện Chi phí điện tính cho 01 ngày Bảng 5.5: Chi phí điện để vận hành hệ thống SL (cái) Công suất (kW) Thiết bị tách rác 0.75 14 11 Bơm nước thải chìm bể gom 2 32.0 Bơm bùn thải bể gom 0.4 6.4 Bơm nước thải chìm bể điều hịa 0.4 6.4 Bơm định lượng 0.19 10 9.5 9.75 5.1 TTTên thiết bị Máy thổi khí bể sinh học + điều hồ GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Vận hành Tiêu hao (giờ/ngày) (kWh/ngày) 99.5 Trang 119 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Motor bể lắng 0.4 20 16.0 Bơm bùn từ bể lắng bùn sinh học 12.0 0.75 Motor khuấy 0.4 16 12.8 10 Bơm bùn từ bể lắng bùn hoá lý 0.75 6.0 Tổng cộng (kW) 200.6 Đơn giá điện công nghiệp (VNĐ/kW) 3,000 Thành tiền (VNĐ/ngày) 601,800 Chi phí điện tháng = 601,800 x 365/2 = 109,828,500 đồng 5.2.4.3 Chi phí hóa chất Chi phí hóa chất sử dụng 01 ngày trình bày bảng sau : Bảng 5.6: Bảng chi phí hố chất cần thiết để vận hành hệ thống TT Tên hóa chất Bột Ca(ClO)2 Định Công suất mức (m3/ngđ) (g/m3) Đơn giá (VNĐ/kg) Thành tiền (VNĐ) 400 30,000 3,600,000 Xút 98% 0.003 400 9,500 11,300 Polymer 98% 0.001 400 90,000 4,500 dd Al2(SO4)3 0.05 400 12,000 240,000 K2HPO4 7.8 400 1,200 3,744,000 Tổng cộng chi phí hàng ngày 7,599,800 Chi phí hố chất sử dụng tháng = 7,599,800 x 365/2 = 1,386,963,500 (đồng) Tổng chi phí quản lý vận hành 01 năm S2 = 33,000,000 + 109,828,500 +1,386,963,500 = 1,529,792,000 (đồng) Làm tròn : 1,530,000,000 đồng 5.3 GIÁ THÀNH MỘT M3 NƯỚC THẢI : Phương án 1: Tổng chi phí đầu tư S = S1 + S2 = 117,138,650 + 1,530,000,000 = 1,647,138,650(đồng) Lãi suất ngân hàng i = 10% Tổng vốn đầu tư : S0 = (1 + i ) S = (1 + 0,1)  1,647,138,650= 1,811,852,515 (đồng) Giá thành 01 m3 nước thải: S= S0 1,811,852, 515  12400 (đồng) Q 365 400 365 GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 120 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Vậy giá thành để xử lý 01 m3 nước thải 12500 đồng Phương án 2: Tổng chi phí đầu tư S = S1 + S2 = 130,923,650 + 1,530,000,000 = 280,923,650 (đồng) Lãi suất ngân hàng i = 10% Tổng vốn đầu tư : S0 = (1 + i ) S = (1 + 0,1)  280,923,650 = 309,016,015 (đồng) Giá thành 01 m3 nước thải: S= S0 309,016,015  2116 (đồng) Q 365 400 365 Vậy giá thành để xử lý 01 m3 nước thải 2116đồng 5.4.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Phương án Ưu điểm Phương án Phương án Về tính kỹ thuật - Tỷ số BOD/COD = 12480/19426 = - Ít bị sốc tải cho cơng trình 0.64 > 0.6: thích hợp cho q trình xử đơn bị phía sau lý phương pháp sinh học - Thích hợp cho xử lý theo mùa (vi - SS, độ màu giảm đáng kể sinh kị khí trì tháng khởi động lại nhanh) - Bể UAF (bể kị khí vật liệu đệm dòng hướng lên) sử dụng vật liệu đệm (loại vật liệu rẻ tiền dễ tìm nước): có khả chịu tải lớn (BOD = 12480mg/l), giảm độ màu - Bùn sinh - Phương pháp xử lý vi sinh phương pháp thân thiện với mơi trường Về tính kinh tế - Tiết kiệm chi phí hóa chất vận hành - Tiết kiệm diện tích xây dựng (thích hợp cho nơi có mặt nhỏ hẹp) - Diện tích dành cho hệ thống xử lý khơng hạn chế; khơng phải cân nhắc xây dựng bể xử lý sinh học - Tận dụng bùn sinh học làm phân bón GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 121 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” - Bể kị khí khơng tốn lượng (điện tiêu thụ) - Sử dụng bể kị khí sinh khí mêtan tận dụng cho đun nấu - Chi phí đầu tư ban đầu ước tính trung bình Nhược điểm Về tính kỹ thuật - Dễ bị sốc tải nước thải không ổn - Bùn sinh nhiều, nặng (chủ định nồng độ yếu bùn hóa lý) khó xử lý - Yêu cầu cơng nhân có trình độ vận hành cao, am hiểu phương pháp xử lý sinh học: cách cố, nguyên nhân cách khắc phục - Yêu cầu cơng nhân có trình độ vận hành cao, am hiểu phương pháp xử lý sinh học: cố, nguyên nhân cách khắc phục Về tính kinh tế - Tốn lượng lớn hóa chất vận hành, chi phí cao - Phải chơn lấp thải bỏ bùn hóa lý an tồn Với những ưu – nhược điểm trên, lựa chọn phương án cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến cà phê Hồ Phượng GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 122 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” CHƯƠNG VI : KHẮC PHỤC SỰ CỐ VÀ HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH 6.1.PHA HÓA CHẤT 6.1.1.Pha dung dịch NaOH Khi cho phèn vào nước để thực trình keo tụ làm cho pH nước giảm Để điều chỉnh giá trị pH tối ưu cho trình keo tụ xử lý sinh học người ta dùng dung dịch NaOH Dung dịch xút pha với nồng độ 10% - Bước : Cân 120,75 kg xút - Bước 2: Mở van, cấp nước vào bồn hóa chất đạt khoảng 1200 lít, đóng van lại - Bước 3: Cho xút khô vào bồn, mở van cấp khí để hịa tan hồn tồn xút khơ vào nước - Bước 4: Trong q trình cấp khí, mở van, cấp nước tiếp tục vào đầy thùng pha - Bước 5: Đóng van sục khí, van nước đậy nắp bồn hóa chất 6.1.2 Pha dung dịch PAC Dung dịch PAC sử dụng để thực trình keo tụ, phá vỡ tính ổn định hạt keo nước Dung dịch PAC pha với nồng độ 5% - Bước : Cân 42 kg PAC - Bước 2: Mở van, cấp nước vào bồn hóa chất đạt khoảng 800 lít, đóng van lại - Bước 3: Cho phèn cục vào bồn, mở van cấp khí để hịa tan hồn tồn phèn cục vào nước - Bước 4: Trong trình cấp khí, mở van, cấp nước tiếp tục vào đầy thùng pha - Bước 5: Đóng van sục khí, van nước đậy nắp bồn hóa chất 6.1.3 Pha dung dịch Polymer Dung dịch Polymer pha với nồng độ 0,1% - Bước : Cân 0,82 kg Polymer - Bước 2: Mở van, cấp nước vào bồn hóa chất đạt khoảng 400 lít, đóng van lại - Bước 3: Cho từ… từ….Polymer hạt vào bồn, mở van cấp khí để hịa tan hồn tồn phèn cục vào nước - Bước 4: Trong trình cấp khí, mở van, cấp nước tiếp tục vào đầy thùng pha - Bước 5: Đóng van sục khí, van nước đậy nắp bồn hóa chất GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 123 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” 6.1.4 Các quy định an tòan lao động Mang trang, đeo gang tay, mang kính bảo hộ Đóng nắp thùng hóa chất sau pha xong 6.1.5 Thao tác vận hành a.Tên kỹ hiệu thiết bị tủ điện Trên tủ điện, ứng với thiết bị hệ thống xử lý có cơng tắc đèn báo tình trạng hoạt động cho thiết bị Mỗi cơng tắc có chế độ hoạt động: TỰ ĐỘNG (AUTO ), TAY (MAN), KHƠNG HOẠT ĐỘNG (OFF) Có hai loại đèn báo trạng thái: - ĐÈN XANH: Báo thiết bị hoạt động bình thường - ĐÈN ĐỎ: Báo thiết bị tải, cần kiểm tra Ngồi ra, tủ điện cịn có đồng hồ đo điện áp, cơng tắc “TẮT KHẨN CẤP(EMERGENCY)” Trước vận hành hệ thống: Kiểm tra cường độ điện (mức : 380 V10%).Đưa tất công tắc chuyển mạch tủ điện vị trí “OFF” b.Vận hành hệ thống Bật CB tủ điện sang ON 6.2.CÁC SỰ CỐ MÔI TRƯỜNG Các cố thường gặp vận hành hệ thống xử lý nước thải: Khi bơm hoạt động không lên nước: Nguồn cung cấp điện có bình thường hay khơng Cánh bơm có bị chèn vật hay khơng Khi bơm có tiếng kêu lạ cần ngừng bơm tức khắc tìm nguyên nhân để khắc phục Sục khí:Oxy quan trọng trình sinh khối hoạt tính thiếu oxy sinh khối trở nên có màu, có mùi khó chịu chất lượng nước thải bị suy giảm Các có dinh dưỡng:Các chất dinh dưỡng nước thải bao gồm: Nito Photpho.Trong hàm lượng N nước thải đầu vào coi đủ tổng Nito nước xử lý đạt từ 1-2mg/l Nếu cao hàm lượng Nito thừa GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 124 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” Các vấn đề sinh khối: Sinh khối mạt nước: kiểm tra lượng chất hữu cơ, lượng chất ức chế, Sinh khối phát triển tản mạn: thay đổi tải lượng hữu cơ, DO SS BOD sau bể lắng cao:  Do dòng tuần hoàn bùn cao, tải trọng thủy lực bể lắng cao  Màng ngăn bể lắng bị ăn mòn  Thiết bị thu gom bị hỏng  Tốc độ rút bùn khơng thích hợp  Tải lượng chất rắn thừa Khắc phụ cách: kiểm tra lại thủy lực điểu chỉnh lưu lượng bùn tuần hồn, điều chỉnh dịng chảy đảm bảo độ bằng, kiểm tra thiết bị thu gom bùn GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 125 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Để góp phần tích cực vào việc thúc đẩy nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, nhiều ngành cơng nghiệp nước có chuyển biến rõ nét mà ngành chế biến cà phê xem trường hợp điển hình Tuy nhiên, để trình phát triển mang ý nghĩa toàn diện, nghiên cứu tập trung cho việc cải tiến quy trình cơng nghệ nhằm tăng hiệu suất, cải thiện tính ,… việc nghiên cứu xử lý nguồn nước thải từ nhà máy chế biến cà phê có ý nghĩa thiết thực quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường sống Phương pháp xử lý chọn nghiên cứu luận văn phương pháp hóa lý kết hợp sinh học với mục tiêu chi phí thấp, hiệu xử lý cao quy trình cơng nghệ đơn giản Tuy nhiên, khơng giống công nghệ truyền thống, luận văn đề xuất xử lý nước thải chế biến cà phê Hồ Phượng dùng trình xử lý sinh học trước đưa vào xử lý hoá lý Với phương án này, nhà máy tiết kiệm tối đa hoá chất sử dụng cho trình keo tụ Việc lựa chọn bể kỵ khí vật liệu đệm dịng hướng lên (UAF) hồn tồn phù hợp với thành phần, tính chất nước thải chế biến cà phê Các yếu tố định đến thành công bể UAF thiết kế, tính tốn kỹ như: vật liệu đệm sử dụng (xơ dừa: bền, rẻ, dễ tìm); tốc độ nước dâng (hệ thống phân phối nước); lưu lượng tuần hoàn (hệ thống thu hồi lưu nước) Tuy nhiên, nguyên liệu thu hoạch theo mùa nên trình chế biến nhân cà phê từ hạt tươi kéo dài tháng Do đó, hệ thống xử lý nước thải nhà máy hoạt động thời gian tháng KIẾN NGHỊ Về Nhà máy công nghệ chế biến Nhà máy: - Tiến hành áp dụng công nghệ sản xuất (Clean Production - CP) vào nhà máy nhằm nâng cao hiệu chế biến, tiết kiệm nguyên vật liệu, lượng, hóa chất đồng thời giảm nhẹ gánh nặng môi trường, đặc biệt vấn đề nước thải Cụ thể, nhà máy cần cải tiến đầu tư cối xay nhằm tránh tình trạng vỡ vụn hạt xay khơng tách hạt xanh khỏi q trình chế biến - Cần có cơng nghệ tách rời vỏ hạt khỏi nước thải Trong thời gian cao điểm, nước thải thải kèm theo vỏ làm giảm hiệu thiết bị tách rác Vì thế, q trình chế biến tách vỏ khỏi nước thải hiệu GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 126 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” - Cần đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật quản lý mơi trường có trình độ ý thức trách nhiệm để quản lý, giám sát xử lý chất thải nói chung nước thải nói riêng Cơng ty Về hệ thống xử lý nước thải: - Tách rác thô, rác tinh lắng cặn sơ cấp cho nước thải vấn đề cần lưu tâm nhà máy có qui trình chế biến thiết bị chế biến lạc hậu, suất đầu tư thấp - Điều chỉnh tối ưu lượng hóa chất sử dụng cơng đoạn xử lý phương pháp hóa lý để giảm đến mức tối thiểu lượng hóa chất sử dụng - Cần có nghiên cứu sâu hơn, kỹ phương pháp xử lý khác nước thải chế biến cà phê qui mơ phịng thí nghiệm để từ đưa phương án tối ưu, tiến tới loại bỏ cơng đoạn xử lý hóa lý kèm theo phía sau vốn tốn kém chi phí vận hành - Cần có nghiên cứu để triển khai nhân rộng phương án xử lý sinh học kị khí bể kị khí vật liệu dịng hướng lên (UAF), sử dụng vật liệu đệm xơ dừa (loại vật liệu rẻ, phong phú, dễ tìm, độ bền cao) vốn thành công mang lại hiệu cao (đến 90%) ngành nghề ô nhiễm nước rỉ rác, nước thải chế biến kẹo dừa, nước thải chế biến hạt điều, Hệ thống phân phối nước vào bể UAF (duy trì tốc độ dâng tối ưu) thu nước, tuần hoàn nước sau bể UAF yếu tố quan trọng định đến hiệu xử lý - Cần bổ sung thêm hồ sinh học phía sau, vừa giải triệt để nitơ lại nước thải vừa tạo cảnh quan cho Nhà máy GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 127 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm” TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Lâm Minh Triết (chủ biên) & CTV, 2006, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Lương Đức Phẩm, 2006, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục Nguyễn Ngọc Dung, 2005, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng Trang xúc tiến thương mại, http://xttmnew.agroviet.gov.vn, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Trần Thị Quỳnh Chi cộng sự, 2007, Hồ sơ ngành hàng cà phê, Viện sách Chiến lược phát triển Nơng nghiệp Nơng thơn, Trung tâm tư vấn sách nơng nghiệp Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, 2002, Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật Trịnh Xuân Lai, 2008, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây Dựng Trịnh Xn Lai, 2000, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng Trịnh Xuân Lai – Nguyễn Trọng Dương, 2005, Xử lý nước thải công nghiệp, NXB Xây dựng TIẾNG ANH Metcalf & Eddy, 1991, Wastewater Engineering – Treatment, Disposal, Reuse, McGraw-Hill International Editions GVHD: Nguyễn Chí Hiếu Trang 128 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG 1.1 Tổng quan cà phê việt nam .3 1.1.1 Các đặc điểm chung cà phê Việt Nam .3 1.1.2 Chế biến xuất cà phê Việt Nam 1.2.Các phương pháp chế biến cà phê nước giới 1.2.1.Phương pháp khô: phương pháp cổ điển .4 1.2.2.Phương pháp ướt .4 1.3 Khái quát công ty tnhh hồ phượng 1.3.1 Giới thiệu chung 1.3.2 Sự cần thiết đầu tư 1.3.3 Mục tiêu Công ty .8 1.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất Công ty Hồ Phượng 1.3.5 Các vấn đề môi trường nhà máy: 10 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 12 2.1.Tổng quan thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê 12 2.2.Tổng quan phương pháp xử lý nước thải 13 2.2.1.Phương pháp xử lý học 13 2.2.2.Phương pháp xử lý hoá học 15 2.2.3.Phương pháp xử lý hóa lý .17 2.2.4.Cơng trình xử lý điều kiện tự nhiên .19 2.2.5 Các công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê áp dụng thực tế 27 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 34 3.1.Lưu lượng, thành phần nước thải chế biến cà phê 34 3.1.1.Lưu lượng nước thải chế biến cà phê 34 i 3.1.2.Thành phần, tính chất nước thải chế biến cà phê 34 3.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê cho công ty tnhh hồ phượng.38 3.2.1.Cở sở đề xuất công nghệ xử lý 38 3.2.3 Đề xuất công nghệ cho phương án 42 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ .47 4.1 Tính tốn cơng trình đơn vị cho phương án 1: 47 4.1.1.Song chắn rác: .47 4.1.2.Bể thu gom: 51 4.1.3.Bể điều hòa: 53 4.1.4 Bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm 55 4.1.5 Tính tốn bể sinh học hiếu khí Aerotank: .62 4.1.6 Bể lắng bùn sinh học 70 4.1.7.Tính tốn bể keo tụ - tạo .74 4.1.7.1.Tính tốn bể trộn khí 74 4.1.7.2.Tính tốn bể tạo bông: 76 4.2 Tính tốn bể lắng hóa lý .79 4.3 Tính tốn ngăn khử trùng .83 4.4 Sân phơi bùn .86 4.5 Tính tốn thiết kế cho phương án .86 4.5.1 Tính tốn thiết kế song chắn rác 86 4.5.2 Tính tốn thiết kế bể thu gom .87 4.5.3 Tính tốn thiết kế bể điều hịa .87 4.5.4 Tính tốn thiết kế bểsinh học kỵ khí UASB .87 4.5.5 Tính tốn thiết kế bể sinh học kỵ khí Aerotank 94 4.5.7 Tính tốn thiết kế bể keo tụ 102 4.5.8 Tính tốn thiết kế bể tạo bơng .102 4.5.9 Tính tốn thiết kế bể lắng bùn hóa lý 102 4.5.10 Tính tốn thiết kế bể lắng bùn sinh học .102 4.5.11 Tính tốn thiết kế bể khử trùng 102 4.5.12 Tính tốn thiết kế sân phơi bùn 102 CHƯƠNG V: KHÁI TOÁN KINH TẾ 103 ii 5.1 Vốn đầu tư cho hạng mục cơng trình phương án 1: 103 5.1.1 Hạng mục xây dựng 103 5.1.2 Hạng mục lắp đặt thiết bị 104 5.1.3 Tổng vốn đầu tư 109 5.2 Vốn đầu tư cho hạng mục cơng trình phương án .110 5.2.1 Hạng mục xây dựng 110 5.2.2 Hạng mục lắp đặt thiết bị 111 5.2.3 Tổng vốn đầu tư 116 5.2.4 Chi phí quản lý vận hành .116 5.2.4.1 Chi phí nhân cơng 116 5.2.4.2 Chi phí điện 117 5.2.4.3 Chi phí hóa chất 117 5.3 Giá thành m3 nước thải : 118 5.4 Lựa chọn phương án tối ưu .118 CHƯƠNG VI : KHẮC PHỤC SỰ CỐ VÀ HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH 120 6.1.Pha hóa chất .120 6.1.1.Pha dung dịch NaOH 120 6.1.2 Pha dung dịch PAC .120 6.1.3 Pha dung dịch Polymer .120 6.1.4 Các quy định an tòan lao động 121 6.1.5 Thao tác vận hành .121 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1.Chế biến xuất cà phê Việt Nam Bảng 2.1: Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi Brazil 12 Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi Công ty Hồ Phượng 34 Bảng 3.2: Hiệu xử lý cho cơng trình đơn vị tiêu biểu 37 Bảng 3.3: Các trình điển hình số liệu hiệu trình kị khí xử lý nước thải cơng nghiệp 37 Bảng 4.1:Hệ số khơng điều hồ phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngồi cơng trình 20-TCVN-51-84 49 Bảng 4.2 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác .52 Bảng 4.3Thông số thiết kế cho lưới chắn rác (hình nêm) thể bảng sau: 52 Bảng 4.4: Thông số xây dựng bể thu gom 54 Bảng 4.5:Nồng độ ô nhiễm sau qua bể gom: .55 Bảng 4.6 Thông số ô nhiễm sau qua bể điều hoà 58 Bảng 4.7 Thơng số xây dựng bể điều hồ 58 Bảng 4.8: Thông số ô nhiễm sau qua bể UAF 64 Bảng 4.9: Thông số xây dựng bể UAF .64 Bảng 4.10: Thông số ô nhiễm sau qua bể UAF 64 Bảng 4.11: Thông số ô nhiễm sau qua bể lắng bùn sinh học 65 Bảng 4.12: Thông số ô nhiễm sau qua bể lắng bùn sinh học 72 Bảng 4.13: Thông số xây dựng bể Aerotank 73 Bảng 4.14 Bảng thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng sinh học 73 Bảng 4.15 Tổng hợp tính tốn bể lắng sinh học 77 Bảng 4.16: Kết tính tốn bể khuấy trộn .78 Bảng 4.17: Kết tính tốn bể tạo bơng 82 Bảng 4.18.Tổng hợp tính tốn bể lắng hóa lý 86 Bảng 4.19: Thông số ô nhiễm sau qua bể lắng bùn hoá lý 86 Bảng 4.20: Thông số xây dựng ngăn khử trùng 89 Bảng 4.21: Thông số xây dựng sân phơi bùn .89 iv Bảng 4.22: Thông số xây dựng song chắn rác 90 Bảng 4.23: Thông số xây dựng bể thu gom .90 Bảng 4.24: Thơng số xây dựng bể điều hịa .90 Bảng 4.25 Thông số xây dựng bể UASB 97 Bảng 4.26.Thông số ô nhiễm sau qua bể UASB 97 Bảng 4.27: Thông số xây dựng bể Aerotank 105 Bảng 4.28 Thông số xây dựng bể hóa lý 105 Bảng 4.29: Thông số xây dựng bể lắng bùn sinh học .105 Bảng 4.30: Thông số xây dựng bể khử trùng 105 Bảng 4.31 Thông số xây dựng sân phơi bùn 105 Bảng 5.1: Chi phí đầu tư cho hạng mục xây dựng 106 Bảng 5.2: Chi phí đầu tư cho hạng mục lắp đặt thiết bị 107 Bảng 5.3: Chi phí đầu tư cho hạng mục xây dựng 112 Bảng 5.4: Chi phí đầu tư cho hạng mục lắp đặt thiết bị 114 Bảng 5.5: Chi phí điện để vận hành hệ thống 119 Bảng 5.6: Bảng chi phí hố chất cần thiết để vận hành hệ thống .120 v ... nghiệp ? ?Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm? ??  Tính tốn cơng trình đơn vị cho trạm xử lý nước thải chế biến cà phê Nhà máy  Khái toán kinh tế cho. .. nghiệp ? ?Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm? ?? 2.2.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.2.1.Phương pháp xử lý học Xử lý học (hay gọi xử lý bậc... nghiệp ? ?Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m 3/ngày đêm? ?? CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1.LƯU LƯỢNG, THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ