đồ án xx.doc

Đồ án Tính toán và thiết kế bê lăng II trong nước thải chế biến cà phê - CS: 1.200 m3/ngày.đêm

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang iSVTH : Huynh Quôc Bao


LỜI CẢM ƠN

Đồ án là kết qua cuôi cùng của quá trình học tập của mỗi sinh viên trên giang

đường đại học. Để đạt được kết qua như ngày hôm nay ngoài sự nỗ lực của ban thân

còn có sự giup đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Trước tiên em xin chân thành cam ơn quý thầy cô Trường Đại Học Lạc Hồng

nói chung và thầy cô Khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh Học nói riêng đã

truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích. Đặc biệt là sự giup đỡ nhiệt tình của T.S

Lê Phu Đông, người đã trực tiếp hướng dẫn ,tận tình giup đỡ, góp ý, chỉnh sửa và

giai đáp những thắc mắc của em trong suôt quá trình thực hiện đồ án này.

Bằng tất ca lòng kính trọng và biết ơn em xin gửi lời cam ơn trân trọng và sâu

sắc đến quý thầy cô. Xin chân thành cam ơn các thầy cô đã tận tình hướng dẫn giup

em hoàn thành tôt bài báo cáo này!

Em chân thành cam ơn!

Tp.HCM, ngày…. tháng…. năm 2011

Sinh viên thực hiện

Huynh Quôc Bao

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang iSVTH : Huynh Quôc Bao


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI......................................................3

1.1 Cơ sở hình thành đề tài......................................................................................3

1.3. Mục tiêu của đề tài...........................................................................................4

1.4. Nội dung nghiên cứu........................................................................................4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÔNG

NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY CÀ PHÊ EAPÔK.......................................6

2.1 Tổng quan về ngành chế biến cà phê Việt Nam...............................................6

2.1.1 Sơ lược về ngành cà phê.............................................................................6

2.1.2 Hiện trạng ngành cà phê..........................................................................11

2.2 Tổng quan về công nghệ chế biến cà phê của Công ty Cà Phê EaPôk...........12

2.2.1 Thông tin chung về Công CA PHÊ EAPÔK................................................12

2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Công ty CA PHÊ EAPÔK.........13

2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Công ty CA PHÊ EAPÔK..................................13

2.3 Các vấn đề môi trường của nhà máy...............................................................20

2.3.1 Ô nhiễm nước thải....................................................................................20

2.3.2 Chất thải răn.............................................................................................21

2.3.3 Khí thải.....................................................................................................21

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI...............................................................22

3.1 Tổng quan về nước thai...................................................................................22

3.1.1 Phân loại nước thải..................................................................................22

3.1.2 Thành phần chính của nước thải chê biến cà phê....................................23

3.1.2.1 Đường................................................................................................23

3.1.2.2 Nhớt...................................................................................................23

3.1.2.3 Các chất hữu cơ..................................................................................23

3.1.2.4 Hương liệu tư nhiên...........................................................................23

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang iiSVTH : Huynh Quôc Bao


3.2 Các phương pháp xử lý nước thai...................................................................24

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học........................................................................24

3.2.1.1 Song chắn rác.....................................................................................24

3.2.1.2 Lắng...................................................................................................25

3.2 2. Phương pháp xử lý hóa học - hóa lý.......................................................25

3.2.2.1 Trung hòa...........................................................................................25

3.2.2.2 Keo tụ - tạo bông...............................................................................25

3.2.2.3 Tuyển nổi...........................................................................................25

3.2.2.4 Oxy hóa khử.......................................................................................25

3.2.2.5 Hấp thụ...............................................................................................25

3.2.3 Phương pháp sinh học..............................................................................25

3.2.3.1 Sinh học kỵ khí..................................................................................25

3.2.3.2 Sinh học hiếu khí................................................................................25

3.3 Công trình xử lý nước thai trong thực tế.........................................................25

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO CÔNG TY CA PHÊ

EAPÔ K VÀ TÍNH TOÁN BÊ LĂNG ĐƯNG........................................................25

4.1 Sự cần thiết của việc xử lý nước thai..............................................................25

4.2 Đặc tính của nước thai.....................................................................................25

4.2.1 Công suất của trạm xử lý..........................................................................25

4.2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau khi xử lý...........................................................25

4.3 Các yêu cầu thiết kế khác................................................................................25

4.4 Đề xuất phương án xử lý.................................................................................25

4.4.1 Cơ sở đưa ra phương án xử lý:.................................................................25

4.4.2 Phương án được đề xuất...........................................................................25

4.6 Thuyết minh sơ đồ công nghệ.........................................................................25

4.7 Nhận xét về công nghệ xử lý...........................................................................25

4.7.1 Ưu điêm.....................................................................................................25

4.7.3 Nhược điêm...............................................................................................25

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang iiiSVTH : Huynh Quôc Bao


CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ..............25

5.9 Bể lắng II.........................................................................................................25

5.9.1 Nhiệm vụ...................................................................................................25

5.9.2 Tính toán...................................................................................................25

5.9.2.1 Tính tai trọng và ông trung tâm:........................................................25

5.9.2.2 Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng:...........................................25

5.9.2.3 Máng thu:...........................................................................................25

5.9.2.4 Máng răng cưa:..................................................................................25

5.9.2.5 Công suất của bơm bùn tuần hoàn:....................................................25

5.9.2.6 Công suất của bơm bùn thai bỏ..........................................................25

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................25

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang ivSVTH : Huynh Quôc Bao


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT THUẬT NGỮ VIẾT TẮC TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT

1. BOD Biochemical Oxygen

Demand

Nhu cầu oxi sinh hóa

2. COD Chemaical Oxygen

Demand

Nhu cầu oxi hóa học

3. DO Dissolved Oxygen Lượng oxi hòa tan

4. F/M Food/ Micro –

Organism

Tỷ sô giữa lượng thức

ăn và lượng vi sinh

vật

5. HRT Hydrolic Retention

Time

Thời gian lưu nước

6. MLSS Mixed Liqour

Suspended Solid

Chất rắn lơ lửng

trong bùn hoạt tính

7. MLVSS Mixed Liquoi

Suspended Solid

Chất rắn lơ lửng bay

hơi

8. N Nitrogen Nitơ

9. P Phosphorus Phôt pho

10. RBC Rotating Biological

Contactor

Bể lọc sinh học tiếp

xuc quay

11. SBR Sequencing Batch

Reactor

Bể phan ứng sinh học

từng mẻ

12. SS Suspended Soil Chất rắn lơ lửng

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang vSVTH : Huynh Quôc Bao


13. SVI Sludge Volume Index Chỉ sô thể tích bùn

14. TCVN Vienam Standard Tiêu chuẩn Việt Nam

15. UAF Upflow Anaerobic

Fixbed

Bể lọc sinh học kỵ

khí vật liệu đệm với

dòng hướng lên

16. UASB Upflow Anaetobic

Sludge Blanket

Bể sinh học ky khí

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang viSVTH : Huynh Quôc Bao


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bang 2.1: Tổng kết các chất (theo %) cho cà phê xanh và cà phê rang của cà phê

Arabica, cà phê Robusta, cà phê bột pha sẵn..............................................................8

Bang 2.2: Danh sách quôc gia xuất khẩu cà phê.........................................................9

Bang 2.3: San lượng cà phê được tiêu thụ................................................................11

Bang 2.4: Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 đến 2009/10.....12

Bang 3.1: Thành phần và tính chất nước thai chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil.....24

Bang 4.1: Các thông sô tính toán đầu vào.................................................................25

Bang 4.2 Giá trị giới hạn các hệ thông và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thai

công nghiệp theo Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia QCVN 24:2009/BTNMT..............25

Bang 4.3 Hiệu qua xử lý của các công trình tiêu biểu..............................................25

Bang 4.4: Hiệu qua của một sô quá trình kỵ khí trong xử lý nước thai công nghiệp

...................................................................................................................................25

Bang 4.5 So sánh hai phương án xứ lý đã đề xuất....................................................25

Bang 5.1 Giới thiệu hệ sô không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thai theo

tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài vào công trình TCVN 51- 84......................25

Bang 5.2: Tóm tắc sô liệu thiết kế SCR tóm tắc như sau:........................................25

Bang 5.3: Tóm tắc thông sô ô nhiễm nước thai sau khi qua song chắn rác..............25

Bang 5.4 Tóm tắc thông sô của bể thu gom..............................................................25

Bang 5.5 Tóm tắc thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể thu gom.............25

Bang 5.6 Tóm tắt thông sô của bể điều hòa..............................................................25

Bang 5.7 Tóm tắt thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể điều hòa.............25

Bang 5.8 Giá trị của hằng sô thực nghiệm a, b ở 200C............................................25

Bang 5.9 Tóm tắt thông sô của bể lắng hóa lý..........................................................25

Bang 5.10 Tóm tắt thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể lắng hóa lý.......25

Bang 5.11 Tóm tắc thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể UAF1..............25

Bang 5.12 Tóm tắt thông sô của bể UAF1................................................................25

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang viiSVTH : Huynh Quôc Bao


Bang 5.13 Tóm tắt thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể UAF2..............25

Bang 5.14 Tóm tắt thông sô của bể UAF2...............................................................25

Bang 5.15 Tóm tắt thông sô ô nhiễm của nước thai sau khi qua bể Aerotank..........25

Bang 5.16 Tóm tắt thông sô của bể Aerotank...........................................................25

Bang 5.17 Tóm tắt thông sô của bể lắng II...............................................................25

Bang 5.18 Tóm tắt thông sô của bể khử trùng..........................................................25

Bang 5.19 Tóm tắt thông sô bể nén bùn:..................................................................25

Bang 6.1 Phí xử lý cho 1m3 nước thai......................................................................25

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang viiiSVTH : Huynh Quôc Bao


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cây cà phê Tây Nguyên..............................................................................5

Hình 2.3: Trái cà phê...................................................................................................6

Hình 2.2: Hoa cà phê...................................................................................................6

Hình 2.4: Ly cà phê san phẩm văn hóa.......................................................................8

Hình 2.5: Tai nguyên liệu vào...................................................................................17

Hình 2.6: Phân loại bằng sàn rung............................................................................18

Hình 2.7: Phân loại bằng côi xay..............................................................................18

Hình 2.8: Ngâm Enzym đánh nhớt...........................................................................18

Hình 2.9: Rửa sạch....................................................................................................19

Hình 2.10: Làm ráo...................................................................................................19

Hình 2.11: Sấy khô....................................................................................................19

Hình 2.12: Phân loại hạt............................................................................................20

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ hệ thông xử lý nước thai cà phê (Phương án 1)............42

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ hệ thông xử lý nước thai cà phê ( Phương án 2)...Error!

Bookmark not defined.

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang ixSVTH : Huynh Quôc Bao


TÓM TĂT ĐỀ TÀI

Nước thai chế biến cà phê là nước thai có hàm lượng chất ô nhiễm (BOD,

COD, SS, …) rất cao. Việc xử lý nước thai chế biến cà phê là vấn đề cấp thiết và

cần phai thực hiện. Một trong những cơ sở chế biến cà phê của tỉnh Đăk Lăk là

công ty Cà Phê EaPôk có nhà máy chế biến đặt tại Thôn 6, thị trấn EaPôk huyện

cưmgar, tỉnh Đak Lắk cũng đang gặp phai khó khăn này. Vì vậy, đề tài này ra đời

với mục tiêu: “Tính toán và thiết kế bê lăng đưng xử lý nước thải chế biến cà phê

cho Công ty Cà Phê EaPôk với công suất là 1.200 m3/ ngày đêm.”

Với hàm lượng các chất ô nhiễm đặc trưng là: BOD5 = 11.450 mg/l, COD =

17.260 mg/l, SS = 2.655mg/l và chứa các chất khó phân hủy sinh học cần phai áp

dụng công nghệ xử lý kết hợp với vi sinh. Tai trọng ô nhiễm quá cao nên cần áp

dụng công nghệ xử lý vi sinh kỵ khí để giam tai trọng ô nhiễm, tiếp theo xử lý vi

sinh hiếu khí để làm giam nồng độ các chất ô nhiễm. Ngoài ra, nước thai có màu

nên cần sử dụng phương pháp xử lý sinh học với hệ keo tụ tạo bông và lắng để đam

bao nước đạt tiêu chuẩn khi ra hệ thông xử lý. Với công nghệ xử lý này, nước sau

khi xử lý đạt chất lượng theo QCVN 24: 2009/BTNMT, loại B trước khi xa ra

nguồn tiếp nhận.

Xuất phát từ vấn đề này mà đề tài: “ Thiết kế bê lăng đưng xử lý nước thải

ca phê Q = 1.200m3/ngay” đã được chọn trong đồ án này. Nội dung đề tài này tập

trung vào các vấn đề chính sau:

Tìm hiểu quy trình công nghệ cà phê

Tổng quan về các phương pháp và công nghệ xử lý nước thai cà phê

Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ.

Tính toán công nghệ và thiết kế bể lắng đứng công trình đơn vị trong

hệ thông xử lý.

GVHD: TS. Lê Phu Đông Trang 1SVTH : Huynh Quôc Bao




CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở hình thành đề tài

Chế biến cà phê đang là ngành phát triển nhanh và mang lại hiệu qua kinh tế

cao, với tổng diện tích trồng đạt trên 500.000 ha và san lượng trên 10 triệu bao mỗi

năm, cà phê Việt Nam hiện nay đang xếp hạng thứ 2 sau gạo trong danh mục hàng

nông san xuất khẩu của Việt Nam.

Nước Việt Nam nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc Bán Cầu, trai dài theo

phương kinh tuyến từ 8030’ đến 23030’ vĩ độ Bắc. Điều kiện khí hậu và địa lý thích

hợp cùng với sự phát triển cây cà phê đã và đang mang lại cho ngành cà phê nước ta

một hương vị rất riêng.

Công ty Cà Phê EaPôk với san phẩm chế biến chính là nhân cà phê cũng có

những đóng góp vào sự phát triển chung của ngành cà phê Việt Nam. Tuy nhiên,

cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh thì lượng chất thai phát sinh ngày càng

nhiều, làm ô nhiễm môi trường. Trong đó, nước thai là yếu tô cần phai quan tâm

hàng đầu. Nước thai chế biến cà phê chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên gây nhiều

khó khăn trong quá trình xử lý, ô nhiễm nước thai cà phê làm hủy hoại môi trường

nghiêm trọng, anh hưởng đến hệ sinh thái trong khu vực và sức khỏe cộng đồng.

Vấn đề đặt ra là làm thế nào để giam nồng độ các chất ô nhiễm đến mức cho phép

trước khi xa vào nguồn tiếp nhận.

1.2. Mục tiêu của đề tài

Để bao vệ môi trường cùng với việc phát triển ngành cà phê Việt Nam theo

hướng xanh – sạch – đạt chất lượng tiêu chuẩn, ít ô nhiễm môi trường, đạt tiêu

chuẩn cho phép xa thai vào nguồn tiếp nhận.



Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thai cho Công ty Cà phê EaPôk chính là

xây dựng để giai quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường nước thai do ngành chế biến

cà phê nói chung và công ty Cà Phê EaPôk gây ra.

Ngoài ra, đề tài còn mục đích củng cô kiến thức đã học và một ít kinh nghiệm

thực tế để làm Đồ án ra trường, mang kiến thức, kinh nghiệm, sự vấp ngã, sức trẻ,…

để phục vụ lợi ích cho xã hội nói chung và quê nhà ĐăkLăk nói riêng, để cùng hòa

nhập vào xu thế phát triển chung của thế giới nói chung và Nước ta nói riêng là

“BVMT xanh – sạch – không ô nhiễm”.

Xuất phát từ vấn đề này mà đề tài: “ Thiết kế bê lăng đưng xử lý nước thải

ca phê Q = 1.200m3/ngay” đã được chọn trong đồ án này. Nội dung đề tài này tập

trung vào các vấn đề chính sau:

Tìm hiểu quy trình công nghệ cà phê

Tổng quan về các phương pháp và công nghệ xử lý nước thai cà phê

Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ.

Tính toán công nghệ và thiết kế bể lắng đứng công trình đơn vị trong

hệ thông xử lý.



CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT CỦA CÔNG TY CÀ PHÊ EAPÔK

2.1 Tổng quan về nganh chế biến ca phê Việt Nam

2.1.1 Sơ lược về ngành cà phê

Cây cà phê là một trong những cây

công nghiệp quan trọng ở vùng nhiệt đới nói

chung, ở vùng Tây Nguyên Việt Nam nói

riêng. Cà phê có tính thích nghi rộng, chịu

được hạn. So với một sô cây công nghiệp

khác cà phê là cây dễ trồng, tuổi thọ cao, ít

mắc các bệnh nguy hiểm, cho năng xuất cao,

thu nhập khá. Vì thế, diện tích trồng cà phê ở nước ta trong những năm gần đây tăng

lên đáng kể. Niên vụ 2000/2001 là 410.000ha, niên vụ 2009/2010 là 500.000ha.

Cà phê là thức uông thông dụng nhất thế giới, chỉ sau nước uông thông

thường. Hằng ngày trên thế giới có khoang 2 tỷ người uông cà phê. Trong hạt cà

phê có chứa nhiều hợp chất khác nhau như: Cafein (1,1 – 4,5% chất khô), đường

Saccaro (5,3 – 7,95% chất khô), đường khử (0,3 – 0,44% chất khô), Protein hòa tan

(5,15 – 5,23% chất tan),…Các Vitamin nhóm B, PP là những chất rất cần thiết cho

cơ thể con người.


Hình 2.1: Cây cà phê Tây Nguyên


Hợp chất đặc trưng và quan trọng nhất trong cà phê là Cafein. Có tác dụng

kích thích thần kinh và tăng cường hoạt động của tế bào não, thuc đẩy hoạt động

tuần hoàn, bài tiết tăng cường trao đổi của cơ bắp. Do vậy khi dùng cà phê với một

lượng thích hợp sẽ giup con người trở nên minh mẫn và sang khoái hơn 1.

Ngoài sự hấp dẫn bởi màu sắc và hương vị độc đáo, một sô nghiên cứu gần

đây còn cho rằng: “Người sử dụng cà phê thường xuyên thì nguy cơ mắc bệnh tiểu

đường loại 2 sẽ giam so với những người ít dùng cà phê”.

1Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam


Hình 2.2 Hoa cà phêHình 2.3: Trái cà phê


Bang 2.1: Tổng kết các chất (theo %) cho cà phê xanh và cà phê rang của cà phê Arabica,

cà phê Robusta, cà phê bột pha sẵn

Thanh phầnArabica Robusta

SẵnXanh Rang Xanh Rang

Khoáng chất 3 – 4,2 3,5 – 4,5 4 – 4,5 4,6 – 5 9 – 10

Caffeine 0,9 – 1,2 1 1,6 – 2,4 2 4,5 – 5,1

Trigonelline 1 – 1,2 0,5 - 1 0,6 – 1,75 0,3 – 0,6

Chất béo 12 – 18 14,5 –20 9 –13 11– 16 1,5 – 1,6

Tổng axit Cholorogenic 5,5 – 8 1,2 – 2,3 7 – 10 3,9 – 4,6 5,2 – 7,4

Tồng axit Aliphatic 1,5 – 2 1 – 1,5 1,5 – 2 1 – 1,15 –

Oligosaccharides 6 – 8 0 – 0,35 5 – 7 0 – 3,5 0,7 – 5,2

Tổng chất xơ Polysaccharides 50 – 55 24 – 39 37 – 47 6,5

Amino axit 2 0 2 0 0

Protein 11 – 13 13 – 15 11 – 13 13 – 15 16 – 21

Axit Humic 16 – 17 16 – 17 15

(Nguồn: Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)

Cà phê không chỉ đơn thuần là một san phẩm

nông nghiệp thuần tuy, nó thực sự trở thành

ngành kinh tế đóng vai trò ngày càng quan

trọng trong nền kinh tế thế giới. Trên thế giới

đã công nhận và sử dụng rộng rãi thuật ngữ

“Coffee Industrial” – ngành công nghiệp cà

phê với tổng giá trị giao dịch toàn cầu là

khoang 100 tỷ USD (chỉ sau dầu hỏa). Ngành

cà phê không chỉ là một san phẩm chế biến

mà đó còn có các yếu tô tài chính, thương mại, đầu tư, văn hóa, du lịch sinh thái, du

lịch cà phê,… Cà phê chính là mặt hàng được đầu tư nhiều nhất thế giới.


Hình 2.4 Ly cà phê Ban mê


Việt Nam là nước đứng thứ 2 trên thế giới về san lượng cà phê xuất khẩu nhờ

vị trí địa lý thuận lợi, tài nguyên thiên nhiên (nước, rừng, không gian), khí hậu nhiệt

đới gió mùa, thổ nhưỡng, sinh thái môi trường và con người với vôn văn hóa ban

địa. Đã xuất hiện những doanh nghiệp lớn có bước phát triển có thể gọi là thần ky,

có khát vọng lớn và những ý tưởng đột phá. Tất ca những điều này là tiền đề để có

thể hoạch định và phát triển ngành cà phê thành ngành mũi nhọn quôc gia.

Bang 2.2: Danh sách quôc gia xuất khẩu cà phê

San lượng cà phê (nghìn bao)

Tổ Chức Cà Phê Thế Giới (ICO)

Quốc gia Niên vụ 2007 2008 2009 2010

Brasil (R/A)T4-T3 48.480 28.820 39.273 32.944

Việt Nam (R/A)T10-19 11.555 15.230 13.844 11.000

Colombia (A)T.10-T.9 11.889 11.197 11.405 11.550

Indonesia (R/A)T4-T3 6.783 6.571 7.386 6.750

Ấn Độ (A/R)T.10-T.9 4.683 4.4.95 3.844 4.630

Mexico (A)T.10-T.9 4.000 4.550 3.407 4.200

Ethiopia (A)T.10-T.9 3.693 3.874 5.000 4.500

Guatemala (A/R)T.10-T.9 4.070 3.610 3.678 3.675

Peru (A)T.4-T.3 2.900 2.616 3.355 2.750

Uganda (R/A)T.10-T.9 2.900 2.510 2.750 2.750

Honduras (A)T.10-T.9 2.497 2.968 2.575 2.990

Côte d’Ivoire (A)T.10-T.9 3.145 2.689 1.750 2.500



Costa Rica (A)T.10-T.9 1.938 1.802 1.775 2.157

El Salvador (A)T.10-T.9 1.438 1.457 1.447 1.372

Ecuador (A/R) T.4-T.3 732 767 938 720

Venezuela (A)T.10-T.9 869 786 701 820

Philippines (R/A)T.7-T.6 721 433 373 500

Tổng sản

lượng

121.808 103.801 112.552 106.851

(Nguồn: Tổng cục thông kê, tháng 7 năm 2011)

Chú thích:

A (Arabica): Cà Phê chè

R (Robusta): Cà phê vôi

T: Tháng

A/R: Nước xuất khẩu ca hai loại cà phê, nhưng san lượng cà phê Arabica là

chủ yếu

R/A: Nước xuất khẩu ca hai loại cà phê, nhưng san lượng Robusta là chủ yếu

1 bao = 60kg

Cà phê là tên một chi thực vật thiên bao, họ này gồm 500 chi khác nhau, với

trên 6.000 loại cây nhiệt đới. Chi cà phê bao gồm nhiều loại cây lâu năm khác nhau,

hai loại cà phê có ý nghĩa kinh tế, loại thứ nhất có tên thông thường trong tiếng việt

là cây cà phê chè (tên khoa học là Coffee Arabica), đại diện cho khoang 61% các

san phẩm cà phê trên thế giới, loại thứ 2 là cà phê vôi (tên khoa học là Robusta)

chiếm khoang 39% các san phẩm cà phê. Ngoài ra còn có Coffee Liberica và Coffee

Excelsa (ở Việt Nam gọi là cà phê mít) với san lượng không đáng kể.



2.1.2 Hiện trạng ngành cà phê

Năm 2011 ca nước có khoang 539.959 ha cà phê hầu hết phát triển, sinh

trưởng tôt, năng xuất cao, tổng san lượng đạt tới 80 vạn tấn. Những con sô vượt xa

tất ca mọi suy nghĩ, mọi mục tiêu chiến lược của ngành.

Tuy nhiên, sự phát triển này vẫn còn chứa đựng những yếu tô yếu kém: chủ

yếu là xuất cà phê nhân, cà phê chế biến và thương hiệu còn thấp. Tỷ lệ tiêu dùng cà

phê trong nước vẫn còn ở rất thấp (0,5 kg/người/năm, so với các nước trồng cà phê

khác có mức trung bình là 3kg/người/năm), không đủ để tạo ra sự tự chủ của san

lượng cà phê nội địa so với xuất khẩu.

Bang 2.3: San lượng cà phê được tiêu thụ

Quốc gia Số lượng Đơn vị tính

Việt Nam 0,5 Kg/người/năm

Bắc Âu 10 Kg/người/năm

Tây Âu 5 - 6 Kg/người/năm

(Nguồn: Theo Hiệp hội cà phê và ca cao Việt Nam, năm 2010)

Bên cạnh các cơ sở chế biến với thiết bị mới, chất lượng san phẩm khá, được

xây dựng trong vòng gần 10 năm lại đây đam bao chế biến được khoang 1 triệu

tấn/năm với 500 nghìn ha diện tích còn có nhiều cơ sở tái san xuất thủ công. Các cơ

sở này trang bị nhiều máy lẻ, chế biến cà phê thu mua của dân đã qua sơ chế không

đam bao tiêu chuẩn xuất khẩu. Cà phê của dân thu hái về chủ yếu xử lý phân tán ở

từng hộ nông dân qua con đường phơi khô trên sân cỏ, sân cát hoặc nền xi măng.

Nhiều nơi sử dụng các máy say xát nhỏ để xay cà phê nhân bán cho những hộ thu

mua cà phê.



Tình hình chế biến như vậy dẫn đến kết qua là chất lượng cà phê không đều.

Cà phê của các Công ty, nông trường san xuất ra thường có chất lượng tôt, mặt

hàng đẹp như ở Đăklăk có cà phê của các công ty Thắng Lợi, Phước An và công ty

Việt Đức, Buôn hồ, …được khách hàng đánh giá cao.

Trong vòng 20 năm lại đây cà phê đã tăng san lượng lên gấp trăm lần, nguyên

nhân dẫn đến những thành tựu đó trước hết là nhờ chính sách của nhà nước phù hợp

với nông dân là làm giàu trên manh đất của mình dựa vào sự cần cù lao động của

ban thân, từng hộ gia đình. Về nguyên nhân khách quan phai nói rằng đó là do giá

thành cà phê trên thế giới những năm gần đây diễn biến có lợi cho ngành san xuất,

cà phê làm ra bán được giá thành cao và thu nhập của người nông dân cũng tăng lến

đáng kể.

Bang 2.4: Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam niện vụ 2003/04 đến 2009/10

Niên vụ Xuất ( ha) Đơn giá bình quân ( USD/ MT)

2003/04 212.038 2.633,0

2004/05 221.496 1.815,0

2005/06 336.242 1.198,0

2006/07 395.418 1.152,0

2007/08 404.206 1.373,0

2008/09 653.678 823,0

2009/10 874.676 436,6

(Nguồn: Tổng cục thông kê, tháng 3 năm 2011)

2.2 Tổng quan về công nghệ chế biến cà phê của Công ty Minh An

2.2.1 Thông tin chung về Công ty Minh An

Công ty TNHH TM DV NN Minh An được đặt tại khu đất 01 Xuân Sơn –

Đức Minh – Đăt Nông.

Diện tích toàn Công ty 7.200 m2

Toàn Công ty có khoang 20 nhân viên.



Giờ làm việc của Công ty chia làm 2 ca

Từ 17h – 6h sáng: phân loại qua, rửa, xay vỏ.

Từ 6h – 17h : ngâm enzyme và đánh nhớt

Ngành nghề kinh doanh: Chế biến nhân cà phê

2.2.2 Những thuận lợi cho việc kinh doanh của Công ty Minh An

Công ty Minh An đặt nhà máy tại huyện DakMil - Dak Nông. Đây là một Tỉnh

miền nui thuộc khu vực Miền trung Tây Nguyên. Khí hậu được chia thành hai mùa

rõ rệt, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ giữa tháng 4 đến

tháng 11, là một vùng đất đỏ Bazan rất màu mỡ, rất phù hợp cho việc phát triển các

loại cây công nghiệp như cà phê, tiêu, ca cao … và các loại cây nông lâm san khác.

Bên cạnh đó, nhà máy thuộc huyện DakMil là một huyện có diện tích trồng cà phê

và các loại cây nông san khác lớn nhất nhì trong Tỉnh, là một vùng thâm canh phát

triển cây cà phê theo quy hoạch phát triển của tỉnh Đăk Nông. Mặc khác, huyện

Dakmil ở một vị trí trung tâm của vùng nguyên liệu cà phê nông san, trên trục

đường QL 14, nôi liền với huyện Đăk Sông (trước đây thuộc huyện Dakmil mới

chia tách bôn năm nay) thuận lợi cho việc giao thông giữa các vùng trong và ngoài

Tỉnh, với lượng Cà phê nhân hàng năm trên 60.000 tấn. Đây là điều kiện thuận lợi

để xây dựng các cơ sở chế biến và kinh doanh cà phê, nông san xuất khẩu và cung

ứng vật tư, kỹ thuật nông nghiệp rất hiệu qua.

Ngoài ra, công ty đã có nhiều kinh nghiệm và năng lực trong lĩnh vực chế biến

và kinh doanh cà phê nông san, nông san xuất khẩu.

2.2.3 Sơ lược về sản phẩm của Công ty Minh An

Công ty Minh An chế biến san phẩm chủ yếu là cà phê nhân phục vụ cho xuất

khẩu. Tại nhà máy, cà phê được phân ra thành nhiều loại để phân phôi cho nhiều thị

trường khác nhau:



Nhân cà phê loại 1 được xuất khẩu, cà phê này có giá trị kinh tế cao và được

chế biến chủ yếu.

Nhân cà phê loại 2 và vỡ vụn được tiêu thụ trong nước, phân phôi cho các

nhà máy chế biến cà phê bột hay cà phê hòa tan.

Nhà máy chế biến bằng ca 2 phương pháp (khô và ướt), hoạt động san xuất

của nhà máy trung bình 1 vụ là 2 tháng, mỗi tháng trung bình 30 ngày. Năng xuất

của nhà máy khoang 30 tấn thành phẩm/ ngày.

Với phương pháp ướt, nhà máy có thể chế biến 135 tấn cà phê tươi/ ngày.

Trung bình nếu cà phê chín đều, hạt tôt thì có thể thu được 1,11 tấn nhân từ 5 tấn

hạt tươi. Nếu cà phê chất lượng không cao thì thu được 1 tấn nhân từ 6 tấn hạt tươi.

Tuy nhiên, kinh phí và nguồn tiêu thụ của Công ty có nhiều hạn chế, nên giai

đoạn đầu Công ty chỉ đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thai giai đoạn I với công

suất 200m3/ngày.đêm.



Quy trình chế biến cà phê tại công ty Cà Phê EaPôk

Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khô

Nguyên liệu: Cà phê chưa đủ công nghệ cho chế biến tươi được chuyển qua

chế biến khô bằng phương pháp phơi khô rồi đưa vào xát.

Cà phê sau khi đã qua chế biến tươi đã phơi khô chuyển về xát, cà phê thu

mua ngoài thị trường chế biến bằng phương pháp xát khô. Lượng tạp chất trong cà

phê nguyên liệu trung bình 2% gồm các tạp chất như cành là, đất, đá và các vật

khác,…

Từ nguyên liệu này có thể đưa vào lò sấy hoặc phơi thủ công hoặc không qua

công đoạn sấy tùy vào tình hình thời tiết, độ ẩm nguyên liệu và nhu cầu san xuất.


Hạt cà phê khô

Máy xay đập dập

Sân phơi, máy sấy

Máy bóc vỏ

Đóng bao nhập kho

+ xuất tiêu thụ

Khí thaiBụi, ồn

Đánh bóng

Phân loại, sàng

Kiểm tra

Bụi

Bụi

Bụi, ồn

Bụi, ồn

Bụi, ồn

Vỏ khô


Lò sấy: Nguyên liệu chưa đạt độ ẩm được đưa vào lò sấy làm khô. Như đã

nói ở trên lò sấy ít hoạt động vì chỉ sử dụng khi cần thiết và bắc buộc vào những

ngày mưa kéo dài.

Hệ thông sấy 25 tấn cà phê ướt/mẻ và hệ thông khay sấy cấp nhiệt bằng

gạch. Mỗi mẻ sấy cần từ 10 – 12h cho cà phê vỏ tươi tách qua khô. Nếu lò đã nóng

chỉ cần 3h cho một mẻ sấy cà phê tái chế. Hoạt động theo kiểu tự vận hành, khép

kín và có quạt hut gió để hut bụi và khí thai về lắng ở Xyclon.

Máy xử lý khô: Cà phê nhân đã được làm khô vào máy xử lý thô để tách các

tạp chất rắn đất đá, sắt, thép,… Công đoạn này sinh ra nhiều bụi và chất thai rắn, ở

bộ phận này phai có thiết bị hut lắng qua Xyclon.

Máy sàn cà bi: Trong nguyên liệu cà phê nhân mua về cần phai loại qua các

loại qua có một nhân để đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

Máy tách tạp chất: nguyên liệu đã được sàn loại bỏ cà bi đưa vào máy tách

tạp chất. Máy sàn phân loại: Cà phê nhân đã được làm khô, sạch đưa qua máy sàn

phân loại để tách ra từng loại hạt theo kích cỡ quy định của tiêu chuẩn xuất khẩu.

Trong công đoạn này có các hạt bị vỡ trong quá trình đi qua các công đoạn trước.

Công đoạn đánh bóng: Trong dây chuyền này, nếu khách hàng có nhu cầu

thì nhân cà phê sẽ được qua hệ thông máy đánh bóng để tạo độ bóng cần thiết.

Nhằm nâng cao hiệu qua kinh tế, cà phê được phân loại hạt. Hạt có chất

lượng tôt được xuất khẩu, hạt có chất lượng không tôt được phân phôi trong nước.



Quy trình chế biến cà phê hạt tươi

Hạt cà phê tươi sau khi thu hoạch được

công ty thu mua và vận chuyển về nhà máy. Tại

đây, cà phê được chuyển đến bãi tập trung để

chuẩn bị cho công đoạn chế biến.


Nguyên liệu đầu vào

(cà phê tươi)

Nguyên liệu đầu vào

(cà phê tươi)

Sàn lọc nguyên liệuSàn lọc nguyên liệu

Rửa thôRửa thô

Xay vỏ Xay vỏ

Đánh nhớtĐánh nhớt

Đất, cành, láĐất, cành, lá

Nước cấpNước cấp Nước thai Nước thai

Nước thai + vỏNước thai + vỏ

Hạt xanh Hạt xanh

Nước thai Nước thai

Enzym PectinazaEnzym Pectinaza

RửaRửa

Sấy khôSấy khô

Nước cấpNước cấp

NhiệtNhiệt

Phân loại hạtPhân loại hạt

Hạt thành phẩm

(cà phê nhân)

Hạt thành phẩm

(cà phê nhân)

Khí thai Khí thai

Sấy khôSấy khô

Xay vỏXay vỏ

Vỏ khô Vỏ khô

Đánh bóngĐánh bóng

Hình 2.5: Tai nguyên liệu vào


Đầu tiên, cà phê được cho qua sàn lọc nguyên

liệu: cành, là, đất, … còn sót lại trong quá trình thu

hoạch được loại bỏ. Sau khi sàn lọc nguyên liệu, hạt

được chuyển đến công đoạn rửa thô nhằm mục đích

làm sạch lớp vỏ bên ngoài, tạo điều kiện thuận lợi

cho quá trình xay xát.

Hạt cà phê được đưa đến côi xay. Tại đây qua

được phân thành 2 loại: qua chín được xay bỏ vỏ,

qua xanh được đưa thẳng đến công đoạn xay. Mục

đích của công đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bao

bên ngoài, lấy hạt để tiếp tục cho công đoạn phía

sau.

Tiếp theo, hạt theo hệ thông băng chuyền vào

bồn chứa dung dịch enzyme Pectinaza để loại bỏ

thịt qua. Giai đoạn này gọi là giai đoạn đánh nhớt

hay còn gọi là giai đoạn ngâm enzyme. Mục đích

của quá trình này là dùng enzyme Pectinaza phân

hủy Pectin có trong thịt qua, giup nhân thành phẩm

có độ bóng. Công đoạn này diễn ra từ 5 – 6h, quyết

định lớn đến chất lượng san phẩm.


Hình 2.6: Phân loại bằng sàn

rung

Hình 2.7: Phân loại bằng côi xay

Hình 2.8: Ngâm Enzym đánh nhớt


Sau khi đánh nhớt, nhân được rửa sạch để loại

bỏ chất bẩn dính trên nhân. Giai đoạn này tôn nhiều

nước nhất trong toàn bộ quá trình chế biến. Đây

cũng là công đoạn gây ô nhiễm nhiều nhất vì nước

thai chứa một lượng chất hữu cơ.

Tiếp theo, cà phê được trai đều trên mặt sàn để

làm ráo (mặt sàn cách đất 50cm). Việc làm ráo được

thực hiện nhờ các cánh quạt đặt bên dưới. Mục đích

của giai đoạn này là làm ráo mặt nhân cà phê, giam

thời gian sấy khô bằng nhiệt.

Sau khi làm ráo, cà phê được cho vào các

thùng quay nhiệt để sấy khô hoàn toàn (các hạt cà

phê xanh được sấy ở thùng quay khác


Hình 2.9: Rửa sạch

Hình 2.10: Làm ráo

Hình 2.11: Sấy khô


Cuôi cùng nhân cà phê được phân loại hạt để

phân phôi cho các thị trường khác nhau.

Hạt cà phê còn xanh được tiếp tục chế biến như

phương pháp khô.

2.3 Các vấn đề môi trường của nhà máy

2.3.1 Ô nhiễm nước thải

Nước thai chế biến cà phê là vấn đề nan giai hiện nay vì chung khó xử lý.

Nước thai được thai trong các công đoạn của dây chuyền san xuất cụ thể là

Rửa thô: nước thai có hàm lượng chất ô nhiễm không cao, chủ yếu là chất

rắn lơ lửng.

Xay vỏ: Nước thai phát sinh ít nhưng hàm lượng chất ô nhiễm cao, nước thai

đậm đặc, có độ đục và lượng cặn cao. Trong giai đọan này có vỏ thai ra cùng

với nước thai nên nước thai có rác nhiều.

Ngâm enzyme: đây là giai đoạn phát sinh nước thai nhiều nhất và hàm lượng

chất ô nhiễm cao. Ngoài ra, nước thai giai đoạn này có độ nhớt.

Rửa sạch: giai đoạn này thai ra nước thai chứa nhiều chất hữu cơ và chất rắn

lơ lửng.

Nước thải vệ sinh thiết bị: phát sinh từ việc vệ sinh các thiết bị

Và một lượng nước được thai ra nữa đó là nước thai sinh hoạt.


Hình 2.12: Phân loại hạt


2.3.2 Chất thải răn

Rác thai sinh hoạt:

Rác thai từ hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong nhà máy

như: thức ăn thừa, bao nylon, thùng carton,…Rác thai có hàm lượng chất

hữu cơ cao, dễ phân hủy.

Mỗi ngày lượng rác thai sinh hoạt khoang 40kg, rác này được thu gom và

mang đi chôn lấp trong khu vực.

Chất thai rắn từ hoạt động chế biến: chủ yếu là vỏ cà phê, cành lá sót lại sau

thu hoạch. Tổng nguồn chất thai rắn ướt tính khoang 10.500 tấn vỏ cà phê/ vụ.

Nguồn thai này được thu gom làm phân bón cho vườn cà phê.

2.3.3 Khí thải

Nguồn ô nhiễm không khí từ hoạt động của lò sấy, quá trình xay vỏ chế biến

cà phê khô

Ô nhiễm từ hoạt động phơi cà phê, cào xới

Ô nhiễm tiếng ồn của máy móc và nhiệt của hệ thông xấy.



CHƯƠNG 3

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Tổng quan về nước thải

3.1.1 Phân loại nước thải

Nước thai là chất lỏng được thai ra sau quá trình sử dụng của con người và đã

bị thay đổi tính chất ban đầu của chung. Thông thường nước thai được phân loại

theo nguồn gôc phát sinh. Đây cũng là cơ sở cho việc lựa chọn công nghệ xử lý

nước thai. Theo cách phân chia, có các loại nước thai sau:

Nước thai sinh hoạt

Đây cũng là nước thai phát sinh từ quá trình sinh hoạt của con người như vệ

sinh, giặt giũ, chế biến thực phẩm,… tại các khu dân cư, khu vực hoạt động thương

mại, công sở, trường học, bệnh viện và các cơ sở khác. Thành phần của loại nước

thai này tương đôi đơn gian, bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy (Cacbon, hydrat,

dầu mỡ,…), chất khoáng (photphat, nito, magie,…) và vi sinh vật.

Nước thai công nghiệp

Nước thai công nghiệp là nước thai từ các nhà máy đang hoạt động, có ca

nước thai sinh hoạt trong đó nước thai công nghiệp là chủ yếu. Thành phần và tính

chất nước thai công nghiệp rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tô như: ngành

nghề san xuất, trình độ của dây chuyền sàn xuất, nguyên vật liệu, lưu lượng,…

Nước thấm qua

Đây là nước thai vào hệ thông công bằng nhiều cách khác nhau qua các khớp

nôi, các ông có khuyết tật hoặc thành của hô ga.

Nước thai đô thị

Nước thai đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thông công thoát

nước của thành phô. Đó là hỗn hợp của các loại nước thai trên.



3.1.2 Thành phần chính của nước thải chê biến cà phê

3.1.2.1 Đường

Đường trong cà phê là do nhớt hoặc phần ngoài của qua cà phê

Trong quá trình lên men, đường bị phân hủy thành rượu và khí S02. Sau đó,

rượu chuyển thành axit axetic làm cho pH của nước giam.

3.1.2.2 Nhớt

Nhớt là thành phần chất nhầy bao quanh hạt cà phê

Thành phần chủ yếu của nhớt là protein, đường và pectin. Phần nhớt rất khó

bị phân hủy, nó thường kết tủa thành một lớp đen trên bề mặt. Lớp chất rắn này có

thể làm tắt nghẽn đường ông và giam lượng oxy trong nước.

3.1.2.3 Các chất hữu cơ

Hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thai cà phê rất cao (có thể lên đến

20g/l)

Các chất hữu cơ có nguồn gôc từ vỏ và thịt cà phê.

3.1.2.4 Hương liệu tư nhiên

Đây là chất tạo màu đỏ cho cà phê

Các hương liệu này không làm hại đến môi trường. Tuy nhiên, chung làm

cho nước thai cà phê có màu xanh đậm hoặc đen, anh hưởng đến hiệu qua xử lý

nước thai và canh quan môi trường.



Bang 3.1: Thành phần và tính chất nước thai chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil

STT Thông số Đơn vị Giá trị

1. pH - 5,1 – 5,6

2. BOD5 (20oC) mg/l 1.578 – 3.242

3. COD mg/l 3.429 – 5.524

4. Chất rắn lơ lửng mg/l 700 – 890

5. Phospho tổng mg/l 5,5 – 6,5

6. Nitơ tổng mg/l 185 – 247

(Nguồn: Departamento de Engenharia Agricola/ Universidade Federal de Vicosa, Brazil, 2007)

3.2 Các phương pháp xử lý nước thải

Tùy theo tính chất của nguồn nước thai (lưu lượng, nồng độ, quy mô) ta có

thể áp dụng công nghệ xử lý khác nhau. Hiện tại có các phương pháp xử lý nước

thai cơ ban như sau: phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, xử lý bậc cao.

Một trạm xử lý nước thai cần áp dụng kết hợp một hoặc nhiều phương pháp

khác nhau.

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

3.2.1.1 Song chăn rác

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung

bình và mịn

Song chắn rác có khoang cách giữa các thanh từ 60 – 100mm

Song chắn rác mịn có khoang cách giữa các thanh từ 10 – 25mm



Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn

rác có thể đặt di động hoặc cô định.

3.2.1.2 Lăng

a. Lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước

từ 0,2 – 2,0 mm ra khỏi nước thai, nhằm đam bao an toàn cho bơm, tránh bị bào

mòn, tắt nghẽn đường ông. Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: Bể lắng cát ngang

và bể lắng đứng. Ngoài ra, để tăng hiệu qua lắng cát, bể lắng cát có thổi khí cũng

được ứng dụng rộng rãi.

b. Lắng bùn hoạt tính

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước (bể lắng đợt

1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông. Theo chiều dòng chay, bể lắng

được phân thành bể lắng ngang và bể lắng đứng.

Bể lắng ngang: dòng nước chay theo phương ngang qua bể với vận tôc

không lớn hơn 0,01m/s và thời gian lưu nước t = 1,5 – 2,5h. Bể lắng ngang thường

được sử dụng khi lưu lượng thấp hơn bể lắng đứng 10 - 20%.

c. Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ không thể loại bỏ

bằng phương pháp lắng.

Có nhiều loại bể lọc khác nhau để lọc nước. Có thể phân loại theo nhiều

cách khác nhau:

Theo đặc tính: lọc, gián đoạn, lọc liên tục.

Theo dạng của quá trình: làm đặc, làm trong.

Theo áp suất trong quá trình lọc: lọc chân không (áp suất 0,085Mpa), lọc

áp lực (0,3 – 1,5 Mpa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng,...



Thiết bị lọc với lớp hạt có thể phân thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc

nhanh, thiết bị lọc hở, thiết bị lọc kín (lọc áp lực). Chiều cao lớp vật liệu

lọc trong thiết bị lọc hở dao động khoang 1 – 2m và thiết bị lọc kín 0,5 –

1m.

d. Xyclon thủy lực

Khi chất lỏng chuyển động quay tròn trong các xyclon thủy lực, lực ly tâm

tác dụng lên các hạt rắn làm văng chung ra thành.

Ưu điểm của Xyclon thủy lực là cấu tạo đơn gian, tiện lợi, dễ vận hành, có

năng suất cao và chi phí thấp. Xyclon thủy lực áp suất được dùng để lắng các tạp

chất rắn, xyclon thủy lực áp suất thấp (hở) thường được dùng để tách các tạp chất

lắng và nổi.

3.2 2. Phương pháp xử lý hóa học - hóa lý

3.2.2.1 Trung hòa

Nước chứa các axit hoặc kiềm cần được trung hòa đưa về pH trung tính (6,5

– 8,5) trước khi sử dụng cho các công trình kế tiếp. Trung hòa nước có thể thực hiện

bằng nhiều cách:

Bổ sung các tác nhân hóa học

Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa.

Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng mưa axit.

Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ

của nước và chi phí hóa chất sử dụng.

3.2.2.2 Keo tụ - tạo bông

Trong nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn và

phân tán, kích thước của hạt thường dao động khoang 0,1 - 10. Các hạt này lơ lửng



trong nước, do vậy tương đôi khó lắng và loại bỏ. Vì kích thước nhỏ, tỉ sô diện tích

bề mặt và thể tích rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng.

Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hut

Vander Waals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay

khi khoang cách giữa chung đủ nhỏ va chạm. Sự va chạm xay ra do chuyển động

Brown và có tác động của sự xáo trộn. Những chất keo tụ thường dùng là các muôi

sắt và muôi nhôm:

Muôi nhôm: Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl,

Kal(SO4)2. 12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O

Muôi sắt: FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O

Chất trợ keo tụ: để tăng hiệu qua quá trình keo tụ tạo bông người ta

thường sử dụng các chất trợ keo tụ (Fluccutant). Việc sử dụng các chất keo

tụ cho phép giam liều lượng chất keo tụ, giam thời gian quá trình keo tụ

và tăng tôc độ lắng của các bông keo.

Các chất trợ keo tụ nguồn gôc thiên nhiên thường dùng là: tinh bột, dextrin

(C6H10O6)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O).

Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit

(CH2CHCONH2)n. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất

trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic axit

(CH2CHCOO)n hoặc polydiallydimetyl –amin.

Liều lượng keo tụ tôi ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí

nghiệm Jartest.

3.2.2.3 Tuyên nổi

Phương pháp tuyển nổi thường dùng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn

hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một sô trường

hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý



nước thai, quá trình tuyển nổi thường được dùng để khử các chất lơ lửng, làm đặc

bùn sinh học. Ưu điểm cơ ban của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt

nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.

Quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các phương pháp sau:

Tuyển nổi bằng khí phân tán (Disperasd Air Flotation): trong trường hợp

này, thổi khí trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước

từ (0,1– 1mm) gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn. Cặn tiếp xuc với

bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt.

Tuyển nổi chân không (Vacum Flotation): trong trường hợp này, bao hòa

không khí ở áp suất khí quyển. Sau đó, thoát khí ra khỏi nước ở áp suất

chân không. Hệ thông này sử dụng ít trong thực tế vì khó vận hành và chi

phí cao.

Tuyển nổi bằng khí hòa tan (DissolvedAir Flotation): sục không khí vào

nước ở áp suất cao (2 – 4atm), sau đó giam áp giai phóng không khí.

Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước từ 20 -100m.

3.2.2.4 Oxy hóa khử

Để làm sạch nước thai có thể sử dụng các tác nhân oxi hóa như Clo ở dạng

khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và nitrit, permanganat

kali, bicromat kali, peroxy hydro (H202), oxi của không khí, ozone, pyroluzit

(MnO). Quá trình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thai thành các chất

ít độc hại hơn và tách khỏi nước. Quá trình này tiêu tôn nhiều hóa chất nên thường

chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác.

3.2.2.5 Hấp thụ

Phương pháp hấp thụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thai khỏi

các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phướng pháp khác. Tùy theo

ban chất, quá trình hấp thụ được chia thành: hấp phụ hóa học, hấp phụ lý học.



Kha năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:

Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g)

Nồng độ của chất hấp phụ

Vận tôc tương đôi giữa hai pha

Cơ chế hình thành liên kết: hóa học hoặc lý học

3.2.3 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học có ưu điểm là rẻ tiền và có kha năng tận dùng các san

phẩm phụ làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng (khí methane).

Một cách tổng quát.

3.2.3.1 Sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh học phức tạp, tạo

ra hàng trăm san phẩm trung gian và phan ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình

phan ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn như sau:

Chất hữu cơ (CxHyOzN) CH4 + CO2 + H2 + NH3 +H2S + tế bào mới

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lững như quá

trình tiếp xuc kỵ khí (Anaerobic Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ

khí với dòng nước đi lên từ dưới (Upflow Anaerobic Sludge Blanket –

UASB).

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá

trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process).

a. Quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process):


Vi sinh vật


Một sô loại nước thai có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu qua

bằng quá trình tiếp xuc kỵ khí. Quá trình phân hủy xay ra trong bể kín với bùn tuần

hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thai trong bể được khuấy trộn hoàn toàn. Sau khi phân

hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước.

Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí. Lượng bùn dư thai bỏ thường rất ít do tôc độ

sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm:

UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Đây là một trong những quá

trình ky khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới do 2 đặc điểm chính sau:

Ca 3 quá trình: phân hủy – lắng bùn – tách khí được lắp trong cùng một

công trình.

Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tôc độ lắng

vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những

ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:

Ít tiêu tôn năng lượng vận hành

Ít bùn dư nên giam chi phí xử lý bùn;

Bùn sinh ra dễ tách nước;

Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giam được chi phí bổ sung sinh dưỡng;

Có kha năng thu hồi năng lượng từ khí metan;

Có kha năng hoạt động theo mùa vì bùn kỵ khí có thể phục hồi và hoạt

động được sau một thời gian ngưng không nạp liệu.

Do tại Việt Nam chưa có loại bùn hạt nên quá trình vận hành được thực hiện với tai

trọng ban đầu khoang 3kg COD/m3.ngày đêm. Mỗi khi đạt đến trạng thái ổn định,

tai trọng này sẽ được tăng lên gấp đôi cho đến khi đạt tai trọng 15 - 20kg



COD/m3.ngày đêm. Thời gian này kéo dài khoang 3 - 4 tháng. Sau đó, bể sẽ hoạt

động ổn định và có kha năng chịu quá tai, cũng như nồng độ chất thai khá cao

Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần thiết phai đặt vấn đề xử lý bùn. Quá trình

xử lý này chỉ tiêu tôn lượng nhỏ năng lượng dùng để bơm nước.

Khí metan thu nước có thể sử dụng cho việc đun nấu và cung cấp nhiệt.

b. Quá trình lọc ky khí (Anaerobic Filter Process)

Bể lọc kỵ khí là bể chứa vật liệu tiếp xuc để xử lý chất hữu cơ trong nước thai.

Nước thai được dẫn vào bể từ dưới lên, tiếp xuc với lớp vật liệu tiếp xuc và không

bị rửa trôi theo nước sau khi xử lý nên thời gian lưu của tế bào vi sinh vật (thời gian

lưu bùn) rất cao (khoang 100 ngày).

3.2.3.2 Sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thai gồm 3 giai đoạn sau:

Oxi hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2 CO2 + H2O + H

Tổng hợp tế bào mới:

CxHyOZ + NH3 + O2 Tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 + H

Phân hủy nội bào:

C5H7NO2 + 5CO2 5CO2 + 2H2O + NH3 + H

Các phương pháp xử lý bằng phương pháp hiếu khí có thể xay ra ở điểu kiện

tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện

tôi ưu cho quá trình oxi hóa nên quá trình xử lý có tôc độ và hiệu suất cao hơn rất

nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí

nhân tạo có thể chia thành:


Enzyme

Enzyme

Enzyme


Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu

được sử dụng để khử chất hữu cơ như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm

thoáng, bể phan ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu

khí. Trong sô những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là phổ biến

nhất.

Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá

trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tai, đĩa sinh học,

bể phan ứng Nitrate hóa với màng cô định.

a. Bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng

Trong quá trình bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá

trình phân hủy xay ra khi nước thai tiếp xuc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục.

Việc sục khí nhằm đam bao các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxi một cách liên tục và

duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

Để thiết kế và vận hành hệ thông bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu qua cần

phai hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật.

Yêu cầu chung khi vận hành bùn hoạt tính hiếu khí là nước thai đưa vào hệ

thông cần có hàm lượng SS không vượt quá 150mg/l, hàm lượng san phẩm dầu mỏ

không quá 25mg/l, pH =6.5 – 8.5, nhiệt độ 6oC < t < 37oC. Một sô sơ đồ hệ thông

bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng được trình bày trong hình sau:

b. Bể hoạt động gián đoạn SBR (Sequencing Batch Raector)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thông xử lý nước thai với bùn hoạt tính theo kiểu

làm đầy và xa cặn. Quá trình xay ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt

tính hoạt động liên tục chỉ có điều là tất ca xay ra trong cùng 1 bể và được thực hiện

lần lượt theo các bước:

Bê bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám (Attached

Growth Activated Sludge Reactor:



Nguyên lý hoạt động của hệ thông này tương tự như trường hợp vi sinh vật

sinh trưởng dạng lơ lững, chỉ khác là vi sinh vật dính bám trên vật liệu tiếp xuc đặt

trong bể.

Bê lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling Filter):

Bể lọc sinh học là một thiết bị phan ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh

trưởng cô định trên lớp vật liệu lọc. Bể lọc hiện đại bao gồm một lớp vật liệu dễ

thấm nước, nước thai đi qua lớp vật liệu này sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó.

Đĩa sinh học (Rotating Biological Contactor):

Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystyren hoặc polyvinyl

clorua (PVC) lắp trên một trục. Các đĩa được đặt ngập trong nước và quay chậm.

Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình

thành một lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa. Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ

tiếp xuc với chất hữu cơ trong nước thai và với khí quyển để hấp thụ oxi. Đĩa quay

sẽ anh hưởng đến sự vận chuyển oxi và đam bao cho vi sinh vật tồn tại trong điều

kiện hiếu khí.

Hồ sinh học:

Tùy theo nồng độ oxi hòa tan có trong hồ, hệ thông hồ sinh vật được phân loại

thành: (1) – Hồ hiếu khí, (2) – Hồ hiếu khí tùy tiện, (3) – Hồ kỵ khí.

Hồ hiếu khí:

Hồ sinh học hiếu khí đơn gian nhất là các hồ bằng đất dùng để xử lý nước thai

bằng quá trình tự nhiên dưới tác dụng của ca vi sinh vật. Hồ hiếu khí chứa vi sinh

vật và tao ở dạng lơ lửng, điều kiện hiếu khí chiếm ưu thế suôt độ sâu hồ.

Hồ hiếu khí tùy tiện:

Hồ ổn định chất lượng nước thai trong đó tồn tại ca 3 loại vi sinh vật hiếu khí,

kỵ khí và hiếu khí tùy tiện được gọi là hồ hiếu khí tùy tiện.



Trong hồ hiếu khí tùy tiện chia làm 3 vùng: (1) – vùng bề mặt nơi tao và vi

sinh vật tồn tại trong môi quan hệ cộng sinh, (2) – vùng đáy kỵ khí, ở đó chất rắn

tích lũy được phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật ky khí, (3) – vùng trung gian,

một phần hiếu khí, một phần kỵ khí, ở đó chất hữu cơ được phân hủy dưới tác dụng

của vi sinh vật hiếu khí tùy tiện.

Độ sâu của hồ hiếu khí tùy tiện giới hạn trong khoang 1,2 – 2,4 m (4 - 8ft) và

thời gian lưu nước có thể kéo dài trong khoang 5 -30 ngày.

Hồ kỵ khí:

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thai có nồng độ chất hữu cơ và hàm

lượng cặn cao. Độ sâu hồ kỵ khí phai lớn hơn 4m (8ft) và có thể đạt đến 9,1 m với

thời gian lưu nước dao động trong khoang 20 - 50 ngày. Quá trình ổn định nước

thai trong hồ xay ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình chuyển hóa chất hữu cơ

thành quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành C02, CH4, các khí

khác, các axit hữu cơ và tế bào mới, hiệu suất chuyển hóa BOD có thể đạt đến 70 –

85%.



CHƯƠNG 4

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO CÔNG TY CÀ PHÊ EAPÔK

VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4.1 Sự cần thiết của việc xử lý nước thải

Nước thai chế biến cà phê tươi và khô có hàm lượng chất ô nhiễm vượt mức

tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Đây là ngành công nghiệp có tai trọng ô nhiễm

rất cao, nước thai chế biến cà phê lại rất khó xử lý. Nhưng hiện nay, Công ty vẫn

chưa có trạm xử lý nước thai (TXLNT), nên việc tính toán thiết kế TXLNT là rất

cần thiết, phai đam bao tiêu chuẩn xa thai, đam bao tiêu chuẩn môi trường khi xa ra

nguồn tiếp nhận. Vì thế,xử lý nước thai là việc cấp bách và rất cần thiết.

4.2 Đặc tính của nước thải

4.2.1 Công suất của trạm xử lý

Lưu lượng trung bình của hệ thông

Q ngàyTB = 200 m3/ngày.đêm

Trong đó, nguồn nước thai phát sinh chủ yếu từ 2 công đoạn chính: công đoạn rửa

thô, xay cà phê và công đoạn đánh nhớt, rửa sạch.

Lưu lượng nước thai ở công đoạn rửa thô, xay cà phê:

Q 1TB = 80 m3/ngày.đêm

Lưu lượng nước thai ở công đoạn đánh nhớt, rửa sạch

Q 2TB = 120 m3/ngày. đêm

Trạm xử lý hoạt động 24h/ngày. Lưu lượng trung bình giờ:

Q hTB = = = 8,3m3/h



Vậy : Công suất thiết kế cho hệ thông xử lý nước thai chế biến cà phê của Công ty

Cà Phê EAPÔK là 1200m3/ngày. đêm.

Bang 4.1: Các thông sô tính toán đầu vào

Stt Thông số Đơn vị Trị số

1 QTB m3/ngày 600

2 pH 4 – 5

3 COD mg/l 820

4 BOD5 mg/l 350

5 SS mg/l 2.655

6 Tổng Nito mg/l 63

7 Tổng Phospho mg/l 3

8 Độ mau pT – Co 1950

Nước thai của nhà máy có độ biến thiên về lưu lượng rất lớn. Vì thời gian thu

mua chủ yếu vào buổi chiều để tránh hư hỏng qua tươi, nhà máy phai tiến hành san

xuất vào ban đêm (thời gian ngâm enzyme có thể diễn ra vào ban ngày).

4.2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau khi xử lý

Nước thai khi xử lý đạt tiêu chuẩn thai theo QCVN 24:2009/BTNMT, mức B



Bang 4.2 Giá trị giới hạn các hệ thông và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thai công

nghiệp theo Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia QCVN 24:2009/BTNMT

STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn

A B

1. pH - 6 - 9 5,5 – 9

2. BOD5 (20oC) mg/l 30 50

3. COD mg/l 50 100

4. Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100

5. Tổng Nito mg/l 15 30

6. Tổng Photpho mg/l 4 6

(Nguồn: Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia QCVN 24:2009/BTNMT)

4.3 Các yêu cầu thiết kế khác

Nhà máy nằm trên diện tích lớn, xung quanh có trồng cây xanh, bô trí đất cho

hệ thông xử lý nước thai có thể làm bằng bê tông côt thép. Kết cấu đất trong khu

vực bền vững nên có thể thiết kế hệ thông âm dưới đất, nổi hoặc nửa âm nửa nổi.

Nhà máy có đội ngũ kỹ sư điện công nghiệp có thể nắm bắt được nguyên lý và

vận hành hệ thông tôt nên có thể thiết kế hệ thông hoạt động dựa trên nguyên tắc tự

động.

Tuy nhiên, việc đầu tư kinh phí để xây dựng và lắp đặt hệ thông xử lý nước

thai còn nhiều hạn chế, cần phai xem xét kinh phí đầu tư. Lựa chọn phương pháp xử

lý có suất đầu tư hợp lý.



Chi phí vận hành hệ thông nó anh hưởng đến chi phí san xuất tăng giá

thành san phẩm cần xem xét chi phí vận hành hệ thông.

Niên hạn của một hệ thông xử lý cũng là yếu tô quan trọng hàng đầu. Chọn

phương án có niên hạn sử dụng thiết bị từ 15 – 20 năm.

Các thiết bị: bơm, máy thổi khí, bơm định lượng, motor khuấy, .. có tuổi thọ

cao, chi phí bao hành, bao trì thấp.

4.4 Đề xuất phương án xử lý

4.4.1 Cơ sở đưa ra phương án xử lý:

Dựa vào lưu lượng thành phần và tính chất của nước thai

Dựa vào tính chất của nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn xa thai theo quy định

Dựa vào tính kinh tế của công trình: suất đầu tư, chi phí vận hành, chi phí

bao trì và bao dưỡng

Dựa vào diện tích sử dụng cho công trình

Dựa vào điều kiện tự nhiên và xã hội trong khu vực dự án

Dựa vào niên hạn sử dụng, tuổi thọ của các thiết bị

Dựa vào các công trình thực tế đã có đôi với các nguồn nước thai có tính

chất tương tự

4.4.2 Phương án được đề xuất

Trong nước thai san xuất cà phê tươi có rất nhiều vỏ cà phê từ công đoạn xay

vỏ, làm tăng hàm lượng SS và các chất hữu cơ, làm anh hưởng đến công đoạn xử lý

phía sau, cần có thiết bị lược rác tinh để loại bỏ các chất cặn ba có kích thước tương

đôi nhỏ này.

Nước thai chế biến cà phê của nhà máy có lưu lượng không ổn định. Do đó,

cần thiết kế bể điều hòa nhằm giam bớt đồng độ các chất ô nhiễm. Ngoài ra, bể



điều hòa còn có tác dụng ổn định lưu lượng và nồng độ của nước thai trong một

chu ky.

Nước thai sau bể điều hòa có tỉ lệ BOD/COD = 11.450/17.560 = 0,65 >0.6:

nên sử dụng phương pháp xử lý bằng sinh học. Vì hàm lượng BOD, COD rất cao và

có những chất khó phân hủy nên phai áp dụng kết hợp ca phương pháp xử lý sinh

học kỵ khí và hiếu khí.

Bang 4.3 Hiệu qua xử lý của các công trình tiêu biểu

CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ HIỆU QUẢ XỬ LÝ (%)

BOD COD SS PTOT N - Orga NH3 – N

Xử lý sơ bộ

- Bể lắng cát 0 -5 0 -5 0 – 10 0 0 0

Xử lý bậc 1 (lăng cặn)

- Với hóa chất 30 – 40 30 – 40 50 – 65 10 – 20 10 – 20 0

Xử lý bậc 2

Bùn hoạt tính 80 – 95 80 – 85 80 – 90 10 – 25 15 – 50 8 – 15

Bể lọc sinh học nhỏ

giọt65 – 80 60 – 80 60 – 85 8 – 12 15 – 50 8 – 15

Bể lọc sinh học cao tai 65 – 85 65 – 85 65 – 85 8 – 12 15 – 50 8 – 15

Bể bùn hoạt tính từng mẻ 80 – 85 80 – 85 80 – 85 10 – 25 15 – 50 8 – 15

(Nguồn: Waste water Engineering – Treatment, Disposal and Reuse, 3 rd edition, Metcalf & Eddy,

Inc., 1993)



Bang 4.4: Hiệu qua của một sô quá trình kỵ khí trong xử lý nước thai công nghiệp

QUÁ TRÌNH CODIN HTR (h)L

kgCOD/m3.ngay)E (%)

Quá trình kỵ khí tiếp

xuc1.500 – 5.000 2 - 10 0,48 – 2,40 75 – 90

UASB 5.000 – 15.000 4 -12 4,00 – 12,01 75 – 85

FB 10.000 – 20.000 24 – 48 0,96 – 4,80 75 – 85

EB 5.000 – 10.000 5 – 10 4,80 – 9,60 80 – 85

(Nguồn: Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1991)

Vì nước thai chế biến cà phê tươi có màu, các phương pháp xử lý sinh học

không triệt để nên cần phai áp dụng phương pháp hóa lý để loại bỏ độ màu trong

nước, đồng thời đam bao nước đạt tiêu chuẩn sử dụng theo QCVN 24/2009 –

BTNMT.




Bùn

tuần

hoà

nB

ùn tu

ần h

oàn

Bê gomBê gom

Bê sinh học hiếu

khí (Aerotank)

Bê sinh học hiếu

khí (Aerotank)

Bê nén bùnBê nén bùn

Bê điều hòaBê điều hòaMáy thổi khíMáy thổi khí

Nướ

c tá

ch b

ùnN

ước

tách

bùn

Bê lọc sinh học kỵ

khí (UAF 2 cấp)

Bê lọc sinh học kỵ

khí (UAF 2 cấp)

Cụm keo tụ, tạo

bông

Cụm keo tụ, tạo

bông

Bê lăng

bùn hóa lý

Bê lăng

bùn hóa lý

Chỉnh pHChỉnh pH

dd PACdd PAC

PolymerPolymer

Nước thai cà phêNước thai cà phê

Song chăn rácSong chăn rác

Bê lăng

bậc 2

Bê lăng

bậc 2

Bê khử trùngBê khử trùng

Nguồn tiếp nhậnNguồn tiếp nhận

dd Ca(ClO)2dd Ca(ClO)2


4.6 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thai từ các phân xưởng của nhà máy theo hệ thông thoát nước tới bê thu

gom, do nước thai chế biến cà phê chứa nhiều vỏ cà phê, cành, lá cây,… cần phai

qua thiết bị lược rác thô để loại bỏ rác có kích thước lớn nhằm mục đích không làm

tắc nghẽn đường ông, bơm và các công trình xử lý phía sau. Rác thai được nhân

viên thu gom để làm phân compost hoặc được dùng để chôn lấp chung với chất thai

rắn trong nhà máy.

Tại bể thu gom bô trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên nhau, bơm sang bê

điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ nước thai giup ổn định các công trình

phía sau. Mặc khác, trong bê điều hòa điều hòa được lắp đặt hệ thông phân phôi

khí giup oxi hóa một phần các chất hữu cơ có trong nước thai và tránh quá trình lên

men yếm khí gây mùi hôi.

Sau khi qua bể điều hòa, nước thai được bơm lên bê keo tụ, hóa chất dùng để

trung hòa là NaOH và H2S04 châm vào với liều lượng nhất định, giá trị pH điều

chỉnh từ 6,5 – 7,5 dung dịch keo tụ là Al2(S04)3 (phèn nhôm) và chất trợ keo tụ

Polymer được châm vào với liều lượng nhất định bằng bơm định lượng với tôc độ

100 vòng/phut, đam bao hóa chất được tiếp xuc hoàn toàn với nước thai.

Theo máng răng cưa nước thai tiếp tục chay qua ngăn tạo bông, tôc độ khuấy

trộn trong bể tạo bông là 15 vòng/ phut, đam bao các bông cặn không bị vỡ ra mà

kết thành khôi lớn.

Nước thai theo hệ thông máng răng cưa tiếp tục chay qua bê lăng hóa lý, tại

đây các bông cặn hoặc rắn lơ lửng lắng xuông đáy và được máy gạt bùn gom xuông

hô thu và bơm sang bể nén bùn.

Từ bể lắng nước thai được 2 bơm chìm (hoạt động luân phiên nhau), bơm qua

bể lọc sinh học kỵ khí có vật liệu đệm (UAF), xử lý trong điều kiện không có Oxy,

nhằm làm giam các chất hữu cơ trong nước thai và giam lượng N, P do VSV sử


Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ hệ thông xử lý nước thai cà phê


dụng để xây dựng tế bào. Vật liệu đệm sử dụng trong bể là các tấm PVC dạng tấm

được kết thành khôi có diện tích tiếp xuc khoang 200m2/m3

Bể lọc sinh học kỵ khí có ưu điểm là chịu tai trọng cao, tránh bị sôc tai cho

quá trình vận hành. Hiệu qua xử lý của bể khoang 60 - 65% làm nhiệm vụ chính là

giam tai trọng ô nhiễm cho các công trình xử lý phía sau và phân hủy các chất khó

phân hủy. Đồng thời bể vẫn khởi động lại tôt sau thời gian nghỉ (hết mùa vụ).

Sau bể sinh học kỵ khí nước thai vẫn còn chứa hàm lượng các chất hữu cơ nên

được dẫn qua bể sinh học hiếu khí Aerotank. Đây là công trình xử lý bùn hoạt tính,

bể sẽ phát huy hết ưu thế và kha năng xử lý khi các công trình trước hoạt động hiệu

qua.

Trong bể sinh học hiếu khí Aerotank vi sinh vật tăng trưởng trong môi

trường lơ lửng, quá trình phân hủy các chất hữu cơ xay ra khi vi sinh vật tiếp xuc

với nước thai trong điều kiện có đủ oxi.

Đĩa phân phôi khí được sử dụng để đam bao oxi được cấp liên tục vì đĩa tạo ra

các bọt khí mịn tiếp xuc với nước thai. Đồng thời duy trì bùn hoạt tính luôn ở trạng

thái lơ lững. Để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thai sử dụng các chủng vi sinh

trong quá trình bùn hoạt tính gồm: Pseudomonas, Flavobacterium, Comamonas,

Bacillus, Archromobacter, Alacingenes, Sphaerotilus, Zoogloea. Archromobacter,

Alacingenes, Flavobacterium. Pseudomonas là vi khuẩn dị dưỡng, chung rất quan

trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ thành dạng bông bùn hoạt tính.

Phương trình phân hủy các chất hữu cơ của vi sinh hiếu khí:

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới

Hỗn hợp nước thai và bùn hoạt tính (dung dịch xáo trộn) được dẫn qua bê

lăng 2. Hỗn hợp đi vào ông lắng trung tâm, theo dòng nước đi xuông, theo tấm

hướng dòng đi ngược trở lên. Dưới tác dụng của trọng lực, các bông bùn sẽ rơi

xuông, phần nước trong máng răng cưa đi ra ngoài và đến bể khử trùng.



Một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn lại bể lắng hóa lý để đam bao mật độ

vi sinh vật, phần còn lại được bơm về bê nén bùn.

Sau khi qua bể lắng, nước thai qua bê khử trùng trước khi ra nguồn tiếp nhận

nhằm mục đích tiêu diệt các vi khuẩn, đam bao chất lượng nước đầu ra đạt tiêu

chuẩn xa thai. Trong bể khử trùng có xây các vách ngăn nhằm tạo sự tiếp xuc tôt

giữa nước và chất khử trùng, nâng cao hiệu qua xử lý của bể.

Nước thai sau khi khử trùng được dẫn vào hệ thông thoát nước chung của khu

vực.

4.7 Nhận xét về công nghệ xử lý

4.7.1 Ưu điêm

Hệ thông hoạt động đam bao nước sau khi xử lý đam bao tiêu chuẩn thai

theo quy định

Hệ thông không bị sôc tai nhờ có bể điều hòa và bể sinh học kỵ khí phía đầu

dây chuyền xử lý

Hệ thông vẫn có thể vận hành lại sau khi hết mùa vụ nhờ bể sinh học kỵ khí

ở đầu hệ thông

Hệ thông hoạt động trên nguyên tắc hoàn toàn tự động trên nguyên tắc của

phao. Khi mực nước lên cao bơm tự động hoạt động, khi mực nước xuông

thấp bơm sẽ ngưng hoạt động

Công nghệ xử lý dễ vận hành, quan lý

Tôn ít năng lượng

Loại bỏ được độ màu trong nước thai cà phê

4.7.3 Nhược điêm

Hệ thông lọc có thể bịt tắc nghẽn do vậy cần phai vệ sinh định ky cao



CHƯƠNG 5

TÍNH TOÁN CHI TIẾT THIẾT KẾ BÊ LĂNG II

5.9 Bể lắng II

5.9.1 Nhiệm vụ

Dùng để lắng bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank.

Bể lắng II được chọn thiết kế là bể lắng ly tâm với thiết bị gạt bùn.

5.9.2 Tính toán

5.9.2.1 Tính tải trọng và ông trung tâm:

Chọn tai trọng bề mặt cho bùn hoạt tính là LA = 20 m3/m2.ngày

Tai trọng chất rắn là 5,0 kg/m2.h

Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tai trọng bề mặt

AL = = 10m2

Trong đó:

AL : Diện tích bề mặt bể lắng, m2

QngayTB: Lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày đêm

LA: Tai trọng bề mặt, m3/m2.ngày.

Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tai trọng chất rắn

AS = = 12,56m2

Trong đó:

As : Tai trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày.



QngayTB: Lưu lượng trung bình ngày, m3/h.

Qr: Lưu lượng bùn tuần hoàn,. m3/h.

Ls: Tai tọng chất rắn, m3/m2.ngày.

AS> AL Vậy chọn AS làm diện tích tình toán

Chọn bể hình vuông có kích thước: AxA = 4x4m

Đường kính ông trung tâm

d = 20%D = 20% x4 = 0,8 m

Chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 2,2 m, chiều cao lớp bùn lắng h b = 1,5m,

chiều cao an toàn 0,3 m

Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 2,2 + 1,5 + 0,3 = 4,0 m

Chiều cao ông trung tâm htt = 60%h = 60% x2,2 = 1,32 m = 1,3m

5.9.2.2 Kiêm tra thời gian lưu nước của bê lăng:

Thể tích phần lắng:

VL = 4x4x2,2 = 35,2m3

Thời gian lưu nước:

t= = 2,2h

Thể tích phần chứa bùn:

Vb = AxAxhb = 4x4x1,5 = 24m3

Thể tích bể:

Vb= 4x4x4,0= 64m3



5.9.2.3 Máng thu:

Dm = 90%D = 0,9x4m = 3,6m

Chọn máng thu nước có bề rộng 0,3m

Chiều dài máng: Dm = (4 – 0,3x2)x4 = 13,6m

5.9.2.4 Máng răng cưa:

Chiều dài máng răng cưa: D’m = (3,4 – 0,01 x 2)x4 = 13,5 m

Nôi máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10mm và bằng

bu long M10

Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 2 mm.

Máng gồm nhiều khe, mỗi khe hình chữ V

Chiều cao khe: 50mm

Chiều rộng vát đỉnh: 50mm

Góc chữ V 90o

Khoang cách giữa 2 đỉnh của khe: 100mm

Chiều cao toàn bộ thanh: 200mm

Khe dịch chỉnh: cách nhau 500mm, bề rộng khe 5mm, chiều dài khe

100mm.

Sô khe trên toàn bộ chiều dài máng:

n x 0,1 + (n +1)x0,05 = 15,5 n = 103

Lưu lượng nước thai chay qua 1 khe:

q= = 0,08m3/h



5.9.2.5 Công suất của bơm bùn tuần hoàn:

Sử dụng bơm bùn có chức năng tuần hoàn bùn. Lưu lượng bùn tuần hoàn:

7,4 m3/h

Chiều cao bể: H1 = 4m

Tổn thất cục bộ và tổn thất qua hệ thông van, co, tê…: H2 = 2,0m.

Chiều cao cột áp của bơm: H = H1 + H2 = 4 + 2,0 = 6,0m

Công suất của bơm bùn:

Trong đó:

H: Cột áp của bơm, mH2O.

Q: Lưu lượng bùn thai, m3/h.

: Khôi lượng riêng của bùn: 1006kg/m3

G: Gia tôc trọng trường, g = 9,81m/s2

: Hiệu suất của bơm. Chọn = 0,6

Công suất thực của bơm:

N =2x0,2 = 0,4Kw

Chọn bơm bùn có công suất: Q = 8m3/h, P = 0,75 Kw, H = 6,0m. Model:

CN501, hãng Shinmaywa – Nhật.

5.9.2.6 Công suất của bơm bùn thải bỏ

Sử dụng bơm bùn có chức năng thai bỏ.

Lưu lượng bùn thai bỏ: 2,5 m3/ngàyv= 2,5m3/h (bơm hoạt động 1h/ngày)



Chiều cao bể: H1 = 4m

Tổn thất cục bộ và tổn thất qua hệ thông van, co, tê…: H2 = 2,0m.

Chiều cao cột áp của bơm: H = H1 + H2 = 4 + 2,0 = 6,0m

Công suất của bơm bùn:

Trong đó:

H: Cột áp của bơm, mH2O.

Q: Lưu lượng bùn thai, m3/h.

: Khôi lượng riêng của bùn: 1006kg/m3

G: Gia tôc trọng trường, g = 9,81m/s2

: Hiệu suất của bơm. Chọn = 0,6

Công suất thực của bơm:

N =2x0,068 = 0,14Kw

Chọn bơm bùn có công suất: Q = 3m3/h, P = 0,4 Kw, H = 6,0m. Model:

CN401, hãng Shinmaywa – Nhật.



Bang 5.17 Tóm tắt thông sô của bể lắng II

STT Thông số Đơn vị Diễn giải

1. Kích thước bể (AxAxH) m 4,0x4,0x4,0

2. Thời gian lưu nước trongbể h 2,2

3. Đường kín ông trung tâm m 0,8

4. Chiều dài máng thu m 13,6

5. Chiều dài máng răng cưa m 13,5

6. Bơm bùn tuần hoàn cái 01

Lưu lượng m3/h 8

Áp lực m 6,0

Công suất điện Kw 0,75

7. Bơm bùn thai bỏ cái 01

Lưu lượng m3/h 3

Áp lực m 6,0

Công suất điện Kw 0,4



CHƯƠNG 7

KẾT LUẬN

7.1 Kết luận

Thành phần và tính chất nước thai đầu vào có thể thay đổi, cần kiểm tra các

thông sô hằng ngày để kiểm sát tai trọng ô nhiễm, tránh gây sôc sinh học.

Cần kiểm tra và làm các thí nghiệm về chỉ sô bùn, BOD, COD, SS,…để sát

định hiệu qua xử lý của hệ thông, có biện pháp xử lý kịp thời nếu hiệu qua xử lý

giam. Việc kiễm tra phai tiến hành hằng ngày.

Cần áp dụng công nghệ san xuất sạch hơn vào quy trình san xuất của nhà

máy để vừa tiết kiệm nguyên liệu, kinh phí, vừa giam hàm lượng các chất ô nhiễm.

Cần nghiên cứu kỹ quy trình xử lý trong phòng thí nghiệm để hệ thông vận

hành đạt hiệu qua tôi ưu.

Cần có kế hoạch bao trì thường xuyên.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

1. TS Trịnh Xuân Lai - “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”

NXB Xây Dựng, 2000.

2. Th.S Lâm Vĩnh Sơn – “Giáo trình xử lý nước thải”.

3. Th.S Lâm Vĩnh Sơn – “ Bai giảng Kỹ thuật xử lý nước thải va nước cấp”

– Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh

4. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – “Xử lý nước

thải đô thị va công nghiệp, tính toán thiết kế công trình” – Viện Tài Nguyên

& Môi Trường – Tp.HCM, 2002.

5. Andre Lamouche - Công nghệ xử lý nước thải đô thị - NXB Xây Dựng,

Hà Nội, 2006.

6. Th.S Lê Dung, TS Trần Đức Hạ - “ Máy bơm va các thiết bị cấp thoát

nước” – NXB Xây Dựng – Hà Nội, 2002.

7. Trần Đức Nhuệ, Lâm Minh Triết…, Xử lý nước thải - Trường Đại Học Xây

Dựng Hà Nội

8. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - TCVN 33:2006 – Cấp nước mạng lưới

đường ông và Công trình – Tiêu chuẩn thiết kế.

9. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - TCXD 51:84 – Thoát nước mạng lưới bên

ngoài và Công Trình - Tiêu chuẩn thiết kế.

10. QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia về nước thai công

nghiệp.

TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI

11. Metcalf & Eddy – Waste Water Engineering – Third Edition.



12. Metealf & Eddy – Wastewater Engineering Treatment And Reuse – Mc.

Graw – Hill Inc, 2003.

13. W. Wesley Eckenfelder – Industrial Water Pollution Control – Mc. Graw –

Hill Inc, 1989.

TRÊN INTERNET

www. Shinmaywa.com

www. Tuoitreonline.com.vn

www.li- xiang.tw



PHỤ LỤC

1. PHỤ LỤC A: CATALOGUE THIẾT BỊ Catalogue bơm chìm nước thai – Shinmaywa (Nhật) Catalogue máy thổi khí – Shinmaywa (Nhật) Catalogue bơm bơm định lượng hóa chất – Blue White (Mỹ) Catalogue bơm phân phôi khí – SSI (Mỹ) Catalogue motor khuấy hóa chất – CPG (Đài Loan) Catalogue bồn chứa hóa chất – Đại Thành (VN)

2. PHỤ LỤC B : TIÊU CHUẨN QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quôc gia về nước thai

công nghiệp


Documents

đồ án xx.doc