Tính toán cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty Pepsico Việt Nam-Chi nhánh Bình Dương

o hướng dẫn Trần Thị Tường Vân đã tận tình hướng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng được rất nhiều sự động viên giúp đỡ và tạo mọi điều kiện của các anh chị, bạn bè đồng nghiệp tại Công Ty Pepsico Chi Nhánh Bình Dương hoàn thành mô hinh thí nghiệm và phần đồ án này. Cuối cùng xin gởi lời tri ân đến cha me, anh em trong gia đình luôn động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình thực hiện đồ án này, xin cám ơn đến bạn bè trong lớp 08HMT1 đã cùng tôi chia sẽ kinh nghiệm và kiến thức trong thời gian qua. TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010 Sinh Viên: Nguyễn Đình Ngọc MỤC LỤC Chương 1: MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ 1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2 1.4.1 Đối tượng nghiện cứu 2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 1.6 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 3 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÁNH SNACK - CÔNG TY PEPSICO VIỆT NAM - CN BÌNH DƯƠNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI TÂY CHIÊN) 4 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÁNH SNACK - CÔNG TY PEPSICO VIỆT NAM - CN BÌNH DƯƠNG 5 Vị trí địa lý 5 Ngành nghề sản xuất kinh doanh 5 Sản phẩm và quy mô sản xuất tại nhà máy 5 Quy trinh sản xuất khoai tây 7 Chương 3: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY PEPSICO VIỆT NAM - CN BÌNH DƯƠNG ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI VÀ THÔNG SỐ THIẾT KẾ 13 3.1.1 Đặc tính nước thải 13 3.1.2 Thông số thiết kế 13 3.2 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 15 3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tại công ty 15 3.2.2 Tính chất nước thải thực tế 16 3.2.2.1 Hệ thống song chắn rác 19 3.2.2.2 Bể thu gom – SA 19 3.2.2.3 Bể thu gom – SB 19 3.2.2.4 Bể tách dầu mỡ - B01 19 3.2.2.5 Bể lắng sơ bộ - B02 19 3.2.2.6 Bể cân bằng - B03 20 3.2.2.7 Bể sinh học kỵ khí UASB - B04 20 3.2.2.8 Bể sinh học hiếu khí Aerotank - B06 20 3.2.2.9 Bể lắng 2 (lắng trong) - B07 21 3.2.2.10 Bể khử trùng - B08 21 3.2.2.11 Ngăn chứa bùn 21 3.2.2.12 Bể nén bùn - B09 21 3.2.3 Hiện trạng các thiết bị trong hệ thống 22 Chương 4: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH BỂ TUYỂN NỔI CƠ SỞ NGHIÊN CỨU 25 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 25 4.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 25 4.3.1 Tính toán thiết kế mô hình bể tuyển nổi 25 4.3.2 Các thiết bị dùng trong mô hình 27 4.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 27 4.4.1 Nội dung thí nghiệm 27 4.4.2 Địa điểm thực hiện thí nghiệm và lấy mẫu 28 4.4.3 Thực hiện lấy mẫu 28 4.4.4 Tiến hành chạy mô hình thí nghiệm 28 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 29 Chương 5: ĐỀ XUẤT- TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO 32 5.1.1 Nguyên nhân hệ thống hoạt động không hiệu quả 32 5.1.2 Dựa vào kết quả thí nghiệm 33 ĐỀ XUẤT-TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO 33 5.2.1 Phương án cải tạo 33 5.2.2 Sơ đồ dây chuyền nghệ đề xuất theo Phương án 35 5.2.3 Hiệu suất xử lý theo phương án đề xuất 36 5.2.4 Tính toán phương án cải tạo 38 5.2.4.1 Nước thải ra từ dòng nước thải chứa dầu 38 5.2.4.2 Nước thải ra từ dòng nước thải rửa khoai tây 44 5.2.5 Tính toán kinh tế phương án cải tạo 58 5.2.5.1 Chi phí đầu tư 58 5.2.5.2 Chi phí vận hành 60 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN 62 6.2 KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU – CHỬ VIẾT TẮT BOD: Biological Oxygen Demand: Nhu cầu oxy sinh học BTCT: Bê tông cốt thép COD: Chemical Oxygen Demand: Nhu cầu oxy hoá học CN: Chi nhánh HACCP: Hazard Analysis Critical Control Points: Hệ thống phân tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn trong thực phẩm SCR: Song chắn rác SS: Suspended Solid: Chất rắn lơ lững STT: Số thứ tự XLNT: Xử lý nước thải TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam UASB: Up flow Anaerobic Sludge Banket: Kị khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngượcDANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Ước tính doanh thu của thực phẩm đóng gói tăng thêm qua các năm 6 Bảng 3.1. Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải của công ty 14 Bảng 3.2: Thông số nước thải thực tế công ty thải ra 16 Bảng 3.3: Hiệu xuất xử lý theo thiết kế của công ty 17 Bảng 3.4: Hiệu xuất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải tại công ty 18 Bảng 3.5 . Danh mục hiện trạng các thiết bị trong hệ thống 22 Bảng 4.1 Hiệu suất xử lý của các thí nghiệm ngày 03/07/2010 30 Bảng 4.2 Hiệu suất xử lý của các thí nghiệm ngày 04/07/2010 30 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý của các thí nghiệm ngày 05/07/2010 30 Bảng 4.4 Hiệu suất xử lý chung qua các thí nghiệm 31 Bảng 5.1: Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 1 36 Bảng 5.2. Hiệu suất xử lý nước thải ở dòng 2 37 Bảng 5.3: Hiệu suất xử lý sau khi hòa trộn hai dòng nước thải 38 Bảng 5.4: Các thông số thiết kế lưới chắn rác tinh 47 Bảng 5.5: Tổng hợp tính toán SCR tinh 48 Bảng 5.6: Tính chất nước thải đầu vào và đầu ra của bể UASB 51 Bảng 5.7: Các thông số cơ bản tính toán bể Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn 53 Bảng 5.8: chi phí xây dựng các công trình 59 Bảng 5.9: chi phí song chắn rác 59 Bảng 5.10: chi phí bể lắng sơ cấp 59 Bảng 5.11: chi phí xây dựng bể tuyển nổi 60 Bảng 5.12: chi phí về công nhân vận hành 60 Bảng 5.13: chi phí về điện năng tiêu thụ 61 Bảng 6.1. Thông số nước thải sau khi xử lý 63 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây 7 Hình 2.2: Quy trình sản xuất bánh Snack từ bột 9 Hình 3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tai công ty 15 Hình 5.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đề xuất theo phương án 36 Chương 1 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Tình hình lương thực thực phẩm trên thế giới đang khủng hoảng, nạn thiếu lương thực là vấn đề cần giải quyết ở tất cả các nước. Sản xuất khoai tây được xem như là một hướng để giải quyết khủng hoảng. Khoai tây được xem là lương thực cần thiết đứng thứ 2 sau gạo. Do vậy tất cả các quốc gia đều xem các vấn đề sản xuất chế biến và xuất khẩu khoai tây là vô cùng quan trọng để giải quyết các vấn đề về thiếu lương thực thực phẩm trên thế giới. Do nhu cầu của thị trường nhiều công ty đã chế biến nhiều sản phẩm hơn từ khoai tây như là: khoai tây chiên, snack, zon zon, bim bim…Quá trình sản xuất khoai tây chiên của các công ty dẫn đến các vấn đề về môi trường, đặc biệt là nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất có đặc tính ô nhiễm rất cao nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ làm ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, đất….Vì vậy nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất khoai tây chiên cần phải xử lý trước khi thải ra môi trường bên ngoài. Hiện tại hệ thống xử lý nước thải của công ty Pepsico có công suất thiết kế 790 m3/ngày đêm hoạt động không hiệu quả, chất lượng nước thải thải ra môi trường không đạt tiêu chuẩn xả thải. Vì vậy nếu kéo dài tình trạng này sẽ làm ô nhiễm môi trường tại công ty và khu vực dân cư xung quanh. Do đó hệ thống xử lý nước thải cần được cải tạo lại để chất lượng nước thải thải ra đạt yêu cầu xả thải không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và đem lại môi trường trong sạch cho công ty. Vì vậy, với kiến thức tích lũy được học từ phía nhà trường, tác giả thực hiện đồ án đã đề xuất đưa ra phương án thiết kế cải tạo lại một vài công đoạn trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải của công ty nhằm giúp cho công ty thực hiện tốt hơn vấn đề xử lý . Đảm bảo nước thải ra từ quá trình sản xuất của công ty không gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh, đồng thời cũng giúp công ty thực hiện đúng quy định pháp luật của nhà nước về bảo vệ môi trường. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Hệ thống xử lý nước thải cần được cải tạo lại để chất lượng nước thải sau xử lý đạt yêu cầu xả thải theo TCVN 5945:2005 cột A, không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và đem lại môi trường trong sạch cho công ty. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thu thập tài liệu tổng quan về nghành sản xuất bánh snack và dữ liệu của nhà máy Pepsico Việt Nam. Tìm hiểu về các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải của ngành sản xuất khoai tây chiên. Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Pepsico Việt Nam Chi Nhánh Bình Dương. Tìm hiểu nguyên nhân hệ thống xử lý nước thải tại công ty hoạt động không hiệu quả, đề xuất phương án cải tạo lại một vài công trình đơn vị trong hệ thống nhằm nâng cao hiệu xuất xử lý. Thiết lập và vận hành mô hình thí nghiệm nhằm xác định các thông số thiết kế cho các công trình được đề xuất cải tạo. Tính toán thiết kế chi tiết và dự toán kinh tế cho phương án đề xuất Thể hiện mặt bằng, mặt cắt công nghệ và các công trình đơn vị đã tính toán trên các bản vẽ kỹ thuật khổ A1, A3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống xử lý nước thải sản xuất bánh Snack của nhà máy Pepsico Việt Nam Chi Nhánh Bình Dương công suất thực tế 450 m3/ngày. 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hiện trạng hệ thống xử lý nước thải, nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất bánh Snack công ty Pepsico Việt Nam, Chi Nhánh Binh Dương Nghiên cứu hiệu quả tách dầu của bể tuyển nổi đối với nước thải có hàm lượng dầu thực vật cao. Thời gian nghiên cứu: từ tháng 5/ 2010 đến tháng 7/2010. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thu thập, tổng quan các tài liệu có liên quan qua sách, internet,… Khảo sát thực tế nhà máy, thu thập các số liệu của công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải đã có của công ty Pepsico. Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ xử lý nước thải và các bản vẽ thi công của hệ thống xử lý nước thải của công ty. Phỏng vấn ban lãnh đạo, công nhân trong nhà máy và dân cư xung quanh nhà máy Đo đạc các thông số liên quan đến các hạng mục công trình trong hệ thống xử lý nước thải. Nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm để xác định được các thông số thiết kế và hiệu quả xử lý của bể tuyển nổi. Phân tích các chỉ tiêu nước thải: pH, BOD5, COD, SS, dầu mỡ, Nitơ, Photpho. Tính toán thiết kế kỹ thuật và kinh tế cho các công trình cải tạo theo đề xuất. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Đề tài sẽ đánh giá được hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải từ đó đưa ra biện pháp cải tạo nâng cao hiệu quả xử lý nước thải. Sau khi cải tạo hệ thống thì chất lượng nước thải thải ra ngoài đạt tiêu chuẩn TCVN 5945:2005 cột A, giúp công ty thực hiện tốt quy định của nhà nước về bảo vệ môi trường, nâng cao danh tiếng của công ty trên thương trường về hệ thống sản xuất sản phẩm “sạch - xanh”. Chương 2 TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÁNH SNACK - CÔNG TY PEPSICO VIỆT NAM - CN BÌNH DƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI TÂY CHIÊN) - Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai tây mới xuất hiện chưa được 10 năm, nhưng đang phát triển rất mạnh mẽ. Tiêu dùng khoai tây đang chuyển từ thị trường tiêu thụ tươi sang các sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng như khoai tây rán chẳng hạn. Sản phẩm chế biến từ khoai tây đã khá đa dạng như khoai tây rán giòn, khoai tây chiên và tinh bột. Sản phẩm khoai tây chiên kiểu Pháp và khoai tây rán giòn đã trở nên quen thuộc với người Việt Nam, với các thương hiệu: PoCa, Zon Zon, Snack, Bim Bim, Wavy... Chế biến khoai tây là ngành công nghiệp còn mới mẻ ở Việt Nam, hầu hết các doanh nghiệp chỉ mới tham gia vào lĩnh vực này từ 1 đến 7 năm gần đây. Ngành chế biến khoai tây ở Việt Nam tuy khởi đầu muộn, nhưng lại có tốc độ phát triển khá nhanh, mở ra hướng đi cho xuất khẩu khoai tây. Hiện nay ở Việt Nam có nhiều công ty lớn đang tham gia vào công nghiệp chế biến khoai tây, chủ yếu thuộc về tư nhân và đầu tư với nước ngoài. Điển hình trong số này phải kể đến là: Công ty TNHH An Lạc; Công ty LeeWayWay, Công ty Vinafood, Công ty Pepsico Việt Nam. Bên cạnh đó có hàng ngàn cơ sở nhỏ cũng tham gia vào chế biến khoai tây, bán sản phẩm cho các nhà hàng, khách sạn ở các thành phố. Theo kết quả khảo sát của Dự án thúc đẩy sản xuất khoai tây Việt Nam, tỷ trọng thị trường khoai tây chế biến nội địa là: 40% sản phẩm tiêu thụ ở siêu thị; 20% bán cho các nhà hàng khách sạn; 30% tiêu thụ qua đại lý; 5% bán cho các trường học; 5% cho người bán rong. Tuy nhiên, tại Việt Nam khoai tây chế biến vẫn chưa thực sự được coi là món ăn phổ biến, mà thường chỉ dùng để làm quà cho trẻ em, hoặc vào những dịp đặc biệt như sinh nhật, lễ hội, tết... Dạng sản phẩm chủ yếu được người tiêu dùng ưa chuộng là khoai tây chiên, rất ít người quan tâm tới các dạng sản phẩm khác, bởi nhiều nguyên nhân: khoai tây chế biến còn rất mới với hầu hết người tiêu dùng, nhiều người từng sử dụng nhưng không để ý đấy là sản phẩm của khoai tây. Hiện nay tổng nhu cầu khoai tây dành cho chế biến khoảng 15.000 tấn/năm, nhưng chỉ có 35% trong số đó là sử dụng nguyên liệu trong nước, các nhà chế biến vẫn phải nhập khẩu khoảng 10.000 tấn khoai tây/năm, từ Anh, Trung Quốc, Hà Lan, Úc. Tuy mỗi năm nước ta sản xuất ra 500.000 - 700.000 tấn khoai tây, nhưng chưa đến 1% sản lượng đó được sử dụng để chế biến. Do nguồn cung trong nước mang tính thời vụ cao, thường canh tác vào vụ đông xuân, nên khoai tây trong nước chỉ sẵn có trong 6 tháng (từ tháng 12 đến tháng 5), trong khi nhu cầu đòi hỏi cung cấp nguyên liệu suốt cả năm. 2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÁNH SNACK CÔNG TY PEPSICO VIỆT NAM - CN BÌNH DƯƠNG Vị trí địa lý: Số 3-4-5, lô CN2, đường số 2, Khu Công Nghiệp Sóng Thần 3, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương Diện tích đất sử dụng: 41000 m2 Ngành nghề sản xuất kinh doanhSản xuất chế biến thực phẩm đóng gói Sản phẩm và quy mô sản xuất tại nhà máy Bảng 2.1: Ước tính doanh thu của thực phẩm đóng gói tăng thêm qua các năm Thực phẩm đóng gói 2008 2009 2011 2015 2016 2019 Công suất (tấn/năm) 9700 9700 15840 20740 22850 23450 Sản lượng (tấn/năm) 4500 8700 10752 17650 19125 22728 Hiệu suất 46% 90% 68% 85% 84% 97% Chất lượng sản phẩm: + Nhà máy luôn đặt chất lượng sản phẩm lên hàng đầu do danh tiếng của công ty cũng như do những yêu cầu khắt khe về bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn HACCP. Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm được tiến hành trong suốt quá trình sản xuất, từ khâu nguyên vật liệu đến thành phẩm. + Tất cả các sản phẩm của nhà máy đều có đăng ký chất lượng sản phẩm với Nhà nước. Nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, về phía công ty đã xây dựng hệ thống quản lí đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn HACCP. + Có đội ngủ cán bộ lãnh đạo, cán bộ nghiên cứu, công nhân kỹ thuật có tay nghề cao, đã tích lũy nhiều kinh nghiệm trong sản xuất, đảm bảo được các yêu cầu về chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm. Quy trình sản xuất khoai tây Nước Nước Nước Gia vị Dầu, nước rửa thiết bị Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây Nguyên liệu đầu vào (khoai tây củ) Trữ kho mát (chờ đưa vào sản xuất) Máy rửa khoai tây Máy cắt khoai tây Máy rửa lát khoai tây sau khi cắt Máy chiên khoai tây Máy tẩm gia vị Máy đóng gói bao bì Máy đóng gói thùng carton và lưu kho Nước thải chứa cát đất và chất lơ lửng Khoai tây vụn Nước thải chứa tinh bột và nhiều lát khoai tây vụn Nước thải chứa tinh bột, lửng Khí thải có hơi dầu Nước thải chứa nhiều dầu mỡ Mùi Hình 2.1: Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây Nguyên liệu đầu vào cho quy trình sản xuất bánh snack từ khoai tây là khoai tây củ và gia vị. Quy trình sản xuất bánh bao gồm các công đoạn sau: Khoai tây củ được nhập về theo định kỳ 2 lần/tuần. Để đảm bảo không hư hỏng trước khi đưa vào chế biến thì khoai tây được trữ trong kho mát. Rửa và lột khoai tây: Khoai tây củ mua về sẽ bị dính rất nhiều đất cát do đó sẽ được máy cấp khoai tây đưa vào dây chuyền rửa theo từng mẻ. Dưới áp lực phun của nước khoai tây sẽ được rửa sạch đất cát và chuyển tiếp qua máy đánh lột vỏ sạch. Cắt lát khoai tây: Khoai tây sau khi được lột sạch vỏ qua máy cắt lát để tránh bị ảnh hưởng do nhựa khoai tây làm đen lát khoai tây nước sẽ được phun liên tục làm sạch lát cắt rồi để ráo nước trước khi cho qua công đoạn tiếp theo. Chiên và tẩm gia vị: khoai tây lát sau khi chạy qua hệ thống băng tải có gắn các vòi khí nén để làm ráo nước được cho vào máy chiên. Dầu sử dụng để chiên là dầu Palm Olein (Chiên tới thời gian 2,5 đến 3,05 phút và nhiệt độ 175oC đã được định sẵn) sau khi chiên xong chuyển qua công đoạn tẩm gia vị (được thực hiện do máy phun đều gia vị và thùng xoay xáo trộn). Đóng gói và lưu kho: mục đích cách li bánh với môi trường không khí bên ngoài, đảm bảo được bảo quản và vận chuyển. Bánh thành phẩm được chuyển qua hệ thống phân phối tự động vào các máy đóng gói và đóng gói riêng biệt theo định lượng được quy định trước. Cuối cùng là đóng vào thùng carton lưu kho trước khi xuất đến các đại lý phân phối. Quy trình sản xuất bánh snack từ các loại bột: Nguyên liệu đầu vào (các loại bột) (163 m3/ngđ) Nước Nước Dầu, nước rửa thiết bị chiên Nước Nguyên liệu đầu vào (các loại bột) Chuẩn bị thành phần (máy trộn) Máy ép đùn tạo thành hình sản phẩm Máy tách ẩm Máy sấy và làm nguội Máy chiên Máy tẩm gia vị Máy đóng gói bao bì Máy đóng gói thùng carton và lưu kho Nhiệt Khí thải có hơi dầu Nước thải chứa nhiều dầu mỡ Mùi Bụi + Nước thải Hình 2.2: Quy trình sản xuất bánh Snack từ bột Nguyên liệu đầu vào cho quy trình sản xuất bánh snack từ bột gồm bột mì, bột sắn, muối, bột nổi, đường và gia vị. Quy trình sản xuất bánh bao gồm các công đoạn sau: nguyên liệu sẽ được cân theo định lượng và cho vào máy trộn đánh đều sau đó chuyển qua công đoạn tạo hình sản phẩm. Sản phẩm sau khi được tạo hình sẽ được sấy nhằm tách nước khỏi bánh sau đó qua công đoạn chiên tiếp theo sẽ chuyển qua máy tẩm gia vị, cuối cùng là cân định lượng đóng gói bao bì bảo quản và đóng gói vào thùng carton rồi lưu kho. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK 2.3.1 Các phương pháp cơ học Song chắn rác: nhằm giữ lại các vật thô như giẻ, giấy, rác ở trước song chắn rác. Song được làm bằng sắt tròn hoặc vuông (sắt tròn d = 8-10mm) thanh nọ cách thanh kia một khoảng 60-100mm để chắn vật thô và 10-25mm để chắn vật nhỏ hơn, đặc nghiêng theo dòng chảy một góc 60-750, vận tốc dòng chảy thường lấy 0,8-1m/s để tránh lắng cát. Lắng cát: dựa vào nguyên lý trọng lực, dòng nước thải cho chảy qua “bẩy cát”. Bẩy cát là các loại bể hố giếng…cho nước chảy vào theo nhiều cách khác nhau. Nước qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một phần cát đông tụ. Các loại bể lắng: ngoài lắng cát sỏi trong quá trình xử lý cần phải lắng các hạt lơ lửng, các loại bùn (kể cả bùn hoạt tính)…nhằm làm cho nước trong. Nguyên lý làm việc của các bể này điều dựa trên cơ sở trọng lực. Bể lắng thường được bố trí theo dòng chảy có hình nằm ngang hoặc thẳng đứng. Bể lắng ngang trong xử lý nước thải có thể là một bậc hay nhiều bậc. Lọc cơ học: được dùng trong xử lý nước thải để tách tạp chất phân tán nhỏ ra khỏi nước mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có các loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ và các loại vải khác nhau, tấm lọc cần có trở lực nhỏ đủ bền và dẻo cơ học không bị trương nở và bị phá hoại ở điều kiện lọc. Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than gầy, than cốc, đá nghiền, thậm chí cả than nâu than bùn hay than gỗ. Trong xử lý nước thải thường dùng thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn dùng các loại ép khung bản, lọc quay chân không các máy vi lọc hiện đại. Đặc biệt là cải tiến các thiết bị lọc trước đây thuần túy là lọc cơ học thành lọc sinh học, trong đó vai trò của màng sinh học được phát huy nhiều hơn. Tuyển nổi: nguyên tắc tuyển nổi dựa trên các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém nhưng có khả năng dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi mặt nước, thực chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Trong một số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện nhờ thổi không khí vào trong nước thải, các bọt khí dính các hạt lơ lửng và nổi lên trên mặt nước. Phương pháp sinh học Phương pháp hiếu khí:là phương pháp sử dụng các vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng oxy cần cung cấp liên tục, nhiệt độ thường duy trì ở khoảng 20-400C và các thông số khác phải đảm bảo trong khoảng thích hợp. Các phương pháp hiếu khí thường sử dụng là: + Phương pháp bùn hoạt tính (Activated Sluge). + Phương pháp phân hủy sinh học đệm cố định (Fĩxed bed bioreactor). + Phương pháp màng lọc sinh học (Trickling Filter). + Phương pháp ao ổn định (ao hiếu khí, ao tùy nghi). Phương pháp yếm khí: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí. Các phương pháp kị khí thường áp dụng là: + Kị khí kiểu tiếp xúc (Anaerobic contactor). + Bể phản ứng kị khí có đệm dãn (Fluidzed bed). + Kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược (Up flow Anaerobic Sludge Blanket: UASB). Trong nước thải sản xuất bánh snack thì thường kết hợp cả hai phương pháp xử lí yếm khí và hiếu khí. Chương 3 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY PEPSICO VIỆT NAM ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI VÀ THÔNG SỐ THIẾT KẾ 3.1.1 Đặc tính nước thải: Nước thải có hàm lượng rắn lơ lửng rất cao do quá trình rửa nguyên cắt lát khoai tây sinh ra. Rác thải có kích thước lớn rất nhiều đặc biệt là vỏ của khoai tây và các lát khoai tây trong quá trình gọt vỏ và cắt lát đã rơi vào hệ thống nước thải, những lát khoai tây mỏng sẽ nỗi trên mặt nước còn những lát có khối lượng nặng sẽ chìm xuống. Có hàm lượng BOD và COD cao do trong nước thải chất rất nhiều tinh bột sinh ra từ công đoạn cắt khoai tây thành lát mỏng và từ dây chuyền sản xuất bánh từ các loại bột. Hàm lượng dầu mỡ trong nước thải rất cao sinh ra ở công đoạn chiên khoai tây và chiên các loại bột, do rửa thiết bị chiên, hàm lượng dầu cao sẽ gây ức chế hoạt động của vi sinh khi xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh, dầu trong nước thải là dầu thực vật do đó dễ nổi lên trên mặt nước và tạo thành một lớp dầu trên mặt. 3.1.2 Thông số thiết kế: Lưu lượng nước thải thiết kế xử lí là: 790 m3 /ngđ. Nước sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn TCVN 5945:2005 Cột A Bảng 3.1. Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải của công ty STT Thông số Đơn vị Thông số nước thải đầu vào Nước thải đầu ra đạt TCVN 5945-2005 loại A 1 pH 6-6,3 6-9 2 COD mg/l 3750-4000 ≤ 50 3 BOD mg/l 2500-2600 ≤ 30 4 TSS mg/l 850-1000 ≤ 50 5 N mg/l 163 ≤ 15 6 P mg/l 34 ≤ 4 7 Dầu mỡ mg/l <30 ≤ 10 8 Nhiệt độ mg/l 25-950C ≤ 400C HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước ép bùn NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH RỬA KHOAI TÂY VÀ RỬA DỤNG CỤ TRỘN BỘT (nước thải rửa lát khoai được tuần hoàn một phần để rửa củ khoai ) XẢ THẢI Bùn khô Xử lý cấp 3 Xử lý cáp 2 Xử lý cấp 1 NƯỚC THẢI DẦU MỠ TÁCH RÁC THÔ TÁCH RÁC THÔ GOM NƯỚC THẢI GOM NƯỚC THẢI TÁCH DẦU MỠ LẮNG SƠ CẤP CÂN BẰNG/ ĐIỀU HÒA XỬ LÝ KỴ KHÍ BỂ UASB XỬ LÝ HIẾU KHÍ QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH LẮNG BÙN KHỬ TRÙNG MÁY ÉP BÙN Chlorine Thổi khí Điều chỉnh pH Trộn Nước nén bùn Bùn dư Tuần hoàn bùn (627 m3/ngđ) BỂ NÉN BÙN NaOH, HCL Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lí nước thải tại công ty: Hình 3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tai công ty Thực tế lưu lượng nước thải dầu mỡ sinh ra là khoảng 15m3/ ngđ và lưu lượng nước thải từ quá trình rửa khoai tây và rửa dụng cụ bột là: 400-435m3/ngđ. 3.2.2 Tính chất nước thải thực tế Lưu lượng thực tế nước thải nhà máy thải ra là: 350-450 m3/ngàyđêm Bảng 3.2: Thông số nước thải thực tế công ty thải ra STT Thông số Đơn vị Thông số nước thải đầu vào Nước thải đầu ra 1 pH 4-6 6,5-7,5 2 COD mg/l 1300-1600 80-140 3 BOD mg/l 950-1200 50-90 4 TSS mg/l 850-1000 75,4 5 N mg/l 80-105 35,4 6 P mg/l 14 0,6 7 Dầu mỡ mg/l 8340 43 8 Nhiệt độ mg/l 25-950C Ghi chú: Hàm lượng dầu mỡ ở trên là hàm lượng dầu ở nguồn nước thải chứa dầu (15m3 nước thải). Nếu tính trên tổng lưu lượng nước thải thì hàm lương dầu khoảng 185 mg/l Hiệu xuất xử lí thiết kế: Bảng 3.3: Hiệu xuất xử lý theo thiết kế của công ty Thông số vào Công trình đơn vị Thông số ra Hiệu suất xử lí Đặc tính mg/l Đặc tính mg/l % COD 4000 Tách rác thô Bể thu gom Bể tách dầu và bể lắng Bể điều hòa (B03) COD 2400 40 BOD 2600 BOD 1560 60 pH 6-6,3 pH 6,8-7,2 Dầu mỡ < 30 Dầu mỡ <10 66 COD 2400 Bể xử lý sinh học yếm khí UASB (B04) COD 528 78 BOD 1560 BOD 343 78 COD 528 Bể xử lý sinh học hiếu khí Aerotank B06) Bể lắng (B05) COD 42 92 BOD 343 BOD 27,5 92 Hiệu xuất xử lý thực tế Bảng 3.4: Hiệu xuất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải tại công ty Thông số vào Công trình đơn vị Thông số ra Hiệu suất xử lý Đặc tính mg/l Đặc tính mg/l % COD 1500 Tách rác thô COD 986 34 BOD 1200 Song chắn rác tinh BOD 564 53 SS 870 Bể tách dầu SS 287 67 Dầu mỡ 185 Bể lắng Dầu mỡ 97 48 N 84 Bể điều hòa N 63 25 COD 986 Bể xử lý sinh học yếm khí UASB COD 235 76 BOD 564 BOD 197 65 SS 287 SS 201 30 Dầu mỡ 97 Dầu mỡ 73 25 N 63 N 54 14 COD 235 Bể xử lý sinh học hiếu khí Aerotank COD 124 47 BOD 197 Bể lắng 2 BOD 84 57 SS 201 SS 79 61 Dầu mỡ 73 Dầu mỡ 53 27 N 54 N 34 37 3.2.2.1 Hệ thống song chắn rác: Loại bỏ các rác có kích thước >10mm. Thời gian công nhân vệ sinh là 15-20 phút/lần. Hiện trạng thực tế: Song chắn rác dễ bị tắt nghẽn do hàm lượng rác trong nước thải rất lớn, làm cho nước thải tràn qua song chắn rác kéo theo rác thải vào bể thu gom. 3.2.2.2 Bể thu gom - SA Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 2 × 1,5 × 3 = 9 m3 Chức năng của bể là: Tập trung nước thải chứa dầu trước khi được bơm đến bể tách dầu mỡ B01 3.2.2.3 Bể thu gom - SB Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 2 × 1,5 × 3 = 9 m3 Chức năng của bể là: Tập trung nước thải tẩy rửa khoai. Sau đó nước thải được bơm đến bể lắng sơ bộ B02 3.2.2.4 Bể tách dầu mỡ - B01 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 12,3 × 3 × 2 = 73,8 m3 Chức năng của bể: Dầu sẽ được tách ra bằng thiết bị vớt dầu nhằm làm giảm lượng dầu trong bể từ 30mg/l xuống dưới 10mg/l trước khi vào bể cân bằng B03. Hiện trạng thực tế: Hệ thống tách dầu không hoạt động, nguyên nhân là do hàm lượng nước thải chứa dầu có nhiều chất rắn lơ lững, nhiều rác thải và tinh bột cao nó tạo thành lớp màng trên mặt nước và đóng thành màng cứng. Hệ thống tách dầu này chỉ dùng để tách dầu lỏng do đó không tách dầu ra khỏi nước thải được. Hiện tại dầu được tách ra ở bể tách dầu là dùng máy bơm màng bơm lớp dầu trên mặt ra khỏi bể và công nhân vớt dầu bằng dụng cụ vớt thủ công. 3.2.2.5 Bể lắng sơ bộ - B02 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 12,3 × 4,3 × 2 = 98,4 m3 Chức năng của bể là: Lắng hạt cặn lơ lửng trong nước xuống đáy lượng cặn này sẽ được cánh gạt của thiết bị cào bùn dẫn về hố thu bùn và bơm đến bể nén bùn B09. Nước thải sau khi lắng sẽ được dẫn đến bể cân bằng B03. Hiện trạng thực tế: Do nước thải ở các bể trước không vớt được vỏ của khoai tây nên ở bể lắng vỏ khoai tây nổi lên rất nhiều. 3.2.2.6 Bể cân bằng - B03 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 12,3 × 9 ×4,5= 498 m3 Chức năng của bể là:Điều hòa lưu lượng và nồng độ các thành phần (BOD,COD, pH…) tạo môi trường đồng nhất tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí đảm bảo pH duy trì 6,8-7,2 trước khi vào bể UASB B04. Hiện trạng thực tế: Thể tích bể lớn nhưng lưu lượng nước nhỏ nên nước trong bể điều hòa chỉ chiếm ½ thể tích bể. Bể sinh học kỵ khí UASB - B04 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 17,3 × 8× 6,5 = 899,6 m3 Tải trọng bể lúc đầu là 2kg COD/m3/ngày sau đó tăng dần lên 6kg COD/m3/ngày. Nhiệt độ nước thải trong bể là 30-350C, pH= 6,8-7,2. Hàm lượng axit béo bay hơi VFA< 3meq. Vận tốc nước dâng trong bể duy trì trong khoảng 0,58-1,2 m/h Chức năng của bể là: nước thải được phân phối đều từ dưới lên trên qua đệm bùn kỵ khí (bùn hạt) chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật trong môi trường kỵ khí thành nước và khí Biogas. Nước sau xử lí theo máng thu chảy sang bể chứa trung gian B05 Bể sinh học hiếu khí Aerotank - B06 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 17,4 × 8× 4,5 = 626,4 m3 Chức năng của bể l: Xử lí các thành phần ô nhiễm hữu cơ bằng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng. Giá trị kiểm soát pH = 6,5-8,5 , DO = 1,5-2,5, SV=300-600, F/M = 0,2-1,0, giá trị MLSS = 2000-3500, tỷ lệ BOD:N:P=100:5:1. Lưu lượng bùn tuần hoàn là 18 m3/h. Lưu lượng bùn thải bỏ là: 1,54m3/ngày Hiện trạng thực tế: SV=200-250 ml/l Bể lắng 2 (lắng trong) - B07 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 8 × 8× 3,8 = 243,2 m3 Chức năng: Tách bùn hoạt tính và nước thải đã xử lý. Hoàn tất quá trình xử lý sinh học. Từ bể lắng được dẫn sang bể khử trùng. Bùn hoạt tính dưới đáy được gom về hố trung tâm bởi thiết bị gạt bùn S02. Hiện trạng thực tế: bùn nỗi lên trên mặt bể và tràn qua bể khử trùng, nguyên nhân do dầu trong nước thải bám vào bùn và kéo lượng bùn nỗi lên cùng với dầu. 3.2.2.10 Bể khử trùng - B08 Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 4 × 4× 3,8 = 60,8 m3 Chức năng: loại bỏ các vi sinh vật có hại trước khi xả nước thải ra môi trường. 3.2.2.11 Ngăn chứa bùn Chức năng: chứa bùn để tuần hoàn về bể aerotank, chứa bùn dư và bơm về bể nén bùn Bể nén bùn - B09 Tách nước ra khỏi bùn để năng hàm lượng chất trong bùn lên khoảng 2-2,5% Động cơ quay thanh gạt không hoat động được do bùn chứa nhiều cặn rác polymer không keo tụ được bùn. Chiều dài × chiều rộng × chiều cao của bể là: L×B×H = 4 × 4× 4,5 = 90 m3 Hiện trạng các thiết bị trong hệ thống: Bảng 3.5 . Danh mục hiện trạng các thiết bị trong hệ thống Hạng mục Thiết bị Hiện trạng Nguyên nhân Bể thu gom SA Lược rác thô SC01 Không thực hiện được chức năng lượt rác Lượng rác nhiều, có 1 SCR và 1 kích thước khe Công tắc phao Hoạt động bình thường Bơm màng P01 A/B Không hoạt động Chỉ bơm nước thải nhiễm dầu không lẫn với cặn lớn. Bể thu gom SB Lược rác thô SC02 Không thực hiện được chức năng lượt rác Lượng rác nhiều, có 1 SCR và 1 kích thước khe Công tắc phao Hoạt động bình thường Bơm chìm P02 A/B Hoạt động bình thường Bể tách dầu mỡ B01 Thiết bị vớt dầu OS01 Không hoạt động Chỉ vớt được dầu không lẫn nhiều tạp chất và chất rắn Thùng chứa dầu thu hồi OT 01/02 Không hoạt động Bể lắng sơ bộ B02 Thiết bị c._.