Đề tài Phương pháp xử lý nước thải ngành chế biến sữa

phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tiếp theo. Hiệu quả của song chắn rác phụ thuộc vào kích thước của khe song Ta có thể làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hay bán tự động. Thiết bị nghiền và cắt vụn rác: nhằm cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, hoặc mảnh nhỏ lơ lửng trong nước thải mà không làm tắc ống, không gây hại cho máy bơm. Tuy nhiên loại thiết bị này gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên. Bể lắng cát: Bể lắng cát thường đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa lưu lượng, chất lượng nước. Bể lắng cát hoạt động theo nguyên tắc lắng trọng lực nhằm loại bỏ các cặn thô, nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro tàn, than vụn, vỏ trứng, v.v… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công trình xử lý sau. Bể tách dầu mỡ: Thiết bị thu dầu thường được đặt trước cửa xả vào cống chung hoặc trước bể điều hòa ở nhà máy và thường đặt sau bể lắng cát, trước bể lắng đợt I. Ta cần quan tâm đến chất béo vì nó: bít kín đường ống dẫn, khe hở giữa các vật liệu lọc; phá vỡ cấu trúc bùn hoạt tính ở aroten; cản trở quá trình lên men; che phủ mặt thoáng, cản trở xâm nhập oxy vào nước. Quá trình tách dầu mỡ được thực hiện bằng cách hòa tan vào nước những bọt khí nhỏ, những bọt khí này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng của tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi xuất hiện, khi lực đẩy nổi đủ lớn hỗn hợp cặn – khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài. Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng: Có thể đặt sau song chắn rác, trước trạm bơm, bơm đều nước thải lên bể lắng đợt I. Nhằm mục đích điều hòa lưu lượng cũng như chất lượng nước cho các công trình trong hệ thống xử lý nước thải. Thường có thiết bị khuấy trộn nhằm hòa trộn để san bằng nồng độ các chất bẩn cho toàn bộ hệ thống thể tích nước thải có trong bể và để ngăn ngừa cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có để đảm bảo chất lượng của nước thải là ổn định đối với hệ thống xử lý sinh học phía sau. Trong bể cũng phải đặt các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Bể lắng đợt I: Nhằm tách các chất rắn lơ lửng có trong nước dựa trên nguyên tắc lắng trọng lực. Bể lắng đợt I là một công trình xử lý sơ bộ thường được áp dụng trước khi đưa nước thải tới các công trình xử lý phức tạp hơn. Ngoài việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng, bể lắng đợt I còn có thể làm giảm bớt tải lượng BOD, COD cho công trình xử lý sinh học phía sau. Hiệu suất của giai đoạn này có ảnh hưởng đến hiệu suất của công trình xử lý sinh học phía sau. Căn cứ vào chiều nước chảy trong bể, người ta phân biệt thành các dạng: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng Radian. Thông thường người ta thường gộp chung bể lắng cát vào bể lắng đợt I thành một công trình vì bể lắng đợt I hoàn toàn có khả năng lắng cặn của bể lắng cát. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý: Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng sinh hóa diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào. Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hóa khử, phản ứng trung hòa tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng phân hủy chất độc hại. Các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng nhiều nhất là oxy hóa và trung hòa. Nói chung, bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Phương pháp đông tụ: Là quá trình làm thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương. Phương pháp này hiệu quả nhất khi sử dụng để tách các hạt phân tán có kích thước 1÷1000µm. Trong xử lý nước thải sự đông tụ diễn ra dưới ảnh hưởng của các chất đông tụ. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông Hydroxit kim loại, lắng nhanh dưới tác dụng của trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo, các hạt lơ lửng và kết hợp chúng lại với nhau. Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, muối sắt, các hợp chất của chúng hoặc dung dịch hỗn hợp keo tụ được sản xuất từ bùn đỏ. Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hóa lý, giá thành, pH, nồng độ tạp chất trong nước. Phương pháp keo tụ: Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các tạp chất cao phân tử vào nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các hạt phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng. Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông Hydroxit nhôm và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm lượng chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng. Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, Este, Xenlulose, Dectrin (C6H10O5)n, chất keo vô cơ là Dioxit Silic đã hoạt hóa (xSiO2.yH2O), chất keo tụ hữu cơ tổng hợp (-CH2 – CH – CO – NH2 -), Poliacrilamit kỹ thuật (PAA), PAA hoạt hóa. Phương pháp tuyển nổi: Phương pháp này được sử dụng rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan và khó lắng hoặc có thể dùng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Tuyển nổi được áp dụng để xử lý nước thải của nhiều ngành sản xuất như: chế biến dầu mỏ, tơ sợi nhân tạo, giấy xenlulo, da, hóa chất, thực phẩm, chế tạo máy. Trong nước thải chế biến thủy hải sản, phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng để xử lý nước thải có chứa các chất lơ lửng và mỡ thủy sản, đặc biệt là xử lý cá Basa; và loại bỏ chất béo trước khi qua giai đoạn xử lý khác. Hơn nữa, nó còn được dùng để tách bùn hoạt tính sau khi xử lý hóa sinh. Quá trình này được thực hiện bằng cách đưa các bọt khí mịn vào pha lỏng. Bọt khí mịn dính bám vào các hạt, và lực đẩy nổi đủ lớn đẩy các hạt bám dính bọt khí lên bề mặt. Hiệu quả phân riêng của tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và bong bóng khí. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15÷30µm. Có nhiều dạng tuyển nổi để xử lý nước thải bao gồm: tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch, tuyển nổi với việc cho thông khí qua vật liệu xốp, tuyển nổi hóa học, tuyển nổi điện, tuyển nổi với sự tách không khí bằng cơ khí. Phương pháp hấp phụ: Phương pháp này được sử dụng để làm sạch nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan, sau xử lý sinh học nếu nồng độ các chất này không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật hoặc chúng rất độc. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao 80÷90%, có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải. Chất hấp phụ thường được sử dụng là: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất (tro, rỉ, mạt cưa), chất hấp phụ vô cơ (đất sét, silicagen, keo nhôm) và các chất hydroxit kim loại (ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn). Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học: Mục đích cơ bản của phương pháp xử lý sinh học là lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ, làm keo tụ các chất keo lơ lửng không lắng được trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối được tăng lên. Xử lý sinh học gồm các bước: Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc Cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh. Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải. Loại các bông cặn sinh học ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực. Phương pháp này được sử dụng để loại bỏ các tạp chất vô cơ như sulfite, muối amoni, nitrat. Do vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên tùy vào tính chất hoạt động và môi trường sống của chúng, ta có thể chia phương pháp sinh học thành: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên: Cơ sở của phương pháp này dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước. Việc xử lý nước thải thực hiện trên các công trình: Hồ sinh vật: Là các thủy vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn, nhưng ở đấy sẽ diễn ra quá trình chuyển hóa các chất bẩn với vai trò chủ yếu là các loại vi khuẩn và tảo. Cơ chế chung của quá trình: khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng được lắng xuống đáy. Các chất bẩn hữu cơ còn lại trong nước sẽ bị vi khuẩn hấp phụ và oxy hóa. Vi khuẩn sử dụng oxy do rong tảo sinh ra trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí và sản phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitrat, nitrit, . . . Để hồ tự nhiên hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo bản chất của quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại: Hồ sinh vật hiếu khí: Là hồ mà ánh sáng mặt trời có thể xuyên qua nước xuống tận đáy. Ở hồ này quá trình quang hợp của tảo được thực hiện trong toàn bộ tầng nước nên sự khuyếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp là những yếu tố chính cung cấp oxy cho nước. Chất hữu cơ được oxy hóa chủ yếu là nhờ hô hấp của vi khuẩn hiếu khí. Hồ sinh vật tùy tiện (Faculatative pond): Hồ có độ sâu từ 1,5 đến 2,0m. Thời gian lưu nước trong hồ là 5 đến 30 ngày. Trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra 2 quá trình: oxy hóa hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Vi khuẩn và tảo trong hồ có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất. Oxy cung cấp cho quá trình chuyển hóa chất hữu cơ chủ yếu là do quang hợp của tảo và khuyếch tán từ khí quyển qua bề mặt hồ. Ngoài ra, các vi khuẩn tùy tiện hoặc vi khuẩn kị khí còn sử dụng oxy liên kết từ nitrit, nitrat, sunfat, . . . để oxy hóa chất hữu cơ. Hồ sinh vật kị khí: Trong hồ kị khí, quá trình chuyển hóa chất bẩn chủ yếu diễn ra trong lớp cặn lắng và lớp nước sâu thiếu oxy. Hồ thường sâu từ 2,5 đến 5m và thời gian lưu nước lại từ 1 đến 20 ngày phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Cánh đồng tưới_Cánh đồng lọc: Là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải. Xử lý nước thải trong điều kiện này diễn ra dưới tác động của VSV, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các VSV có sẵn trong đất sẽ phân hủy chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng, phần còn lại chảy vào hệ thống tưới tiêu nước, ra sông và bổ sung cho nước nguồn. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo: Xử lý sinh học trong môi trường kị khí: Trong điều kiện không có oxy, các chất hữu cơ có thể bị phân hủy nhờ VSV và sản phẩm cuối cùng của quá trình này là các chất khí như mêtan (CH4) và cacbonic (CO2) được tạo thành. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ vi khuẩn kị khí chủ yếu diễn ra theo nguyên lý lên men qua các bước: Phân hủy các chất hữu cơ phức tạp và các chất béo thành các chất hữu cơ đơn giản hơn như monosacarit, axit amin hoặc các muối piruvat khác. Đây là nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho vi khuẩn hoạt động. Các nhóm vi khuẩn kị khí thực hiện quá trình lên men axit, chuyển hóa các chất hữu cơ đơn giản thành các loại axit hữu cơ thông thường như axit acetic hoặc glixerin, axetat, . . . Các nhóm vi khuẩn kị khí bắt buộc lên men kiềm (chủ yếu là các loại vi khuẩn lên men mêtan như Methanosarcina và Methanothrix) đã chuyển hóa axit acetic và hydro thành CH4 và CO2. Quá trình lên men kị khí diễn ra trong hai điều kiện nhiệt độ: lên men ấm ở nhiệt độ từ 29-380C và lên men nóng ở nhiệt độ 49-570C. Khi lên men nóng, tốc độ phân hủy chất hữu cơ tăng gần 2 lần so với lên men ấm. Độ pH thích hợp từ 6.6-7.6 với giá trị tối ưu xấp xỉ 7.0. Trong quá trình lên men, pH của hỗn hợp chất hữu cơ sẽ thay đổi từ mức thấp lên mức cao. Yêu cầu nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước thải là: COD:N:P=350:5:1. Hàm lượng kim loại nặng trong bùn cặn như đồng, kẽm, niken phải nằm ở mức thấp. Các loại bể kị khí: Các loại bể lắng nước thải kết hợp với lên men bùn cặn lắng: Trong quá trình này diễn ra quá trình lắng cặn nước thải và lên men bùn cặn lắng. Đó là: bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, . . . Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc Bể lọc kị khí: trong bể này có lắp các giá thể vi sinh vật dính bám, là các loại vật liệu hình dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trò như vật liệu lọc. Các dòng nước thải có thể đi từ trên xuống hoặc từ dưới lên. Các chất hữu cơ được vi khuẩn hấp thụ và chuyển hóa để tạo thành CH4 và các loại chất khí khác. Bể phản ứng kị khí có dòng nước thải đi qua tầng cặn lơ lửng: dạng điển hình là bể lọc ngược qua tầng bùn kị khí (UASB). Xử lý sinh học trong môi trường hiếu khí: Khi đưa nước thải vào các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí, các chất hữu cơ ở trạng thái hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ sẽ được hấp phụ lên bề mặt tế bào vi khuẩn. Sau đó chúng được chuyển hóa và phân hủy nhờ vi khuẩn. Quá trình này gồm 3 giai đoạn: Khuyếch tán, chuyển dịch và hấp thụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt tế bào vi khuẩn. Oxy hóa ngoại bào và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế bào vi khuẩn. Chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng, tổng hợp sinh khối từ chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng khác bên trong tế bào vi khuẩn. Các chất đầu tiên bị oxy hóa để tạo thành năng lượng là cacbonhydrat và một số chất hữu cơ khác. Quá trình này được thực hiện trên bề mặt tế bào vi khuẩn nhờ xúc tác của men ngoại bào. Một phần chất bẩn được vận chuyển qua màng tế bào vi khuẩn (màng bán thấm) vào bên trong và tiếp tục oxy hóa để giải phóng ra năng lượng hoặc tổng hợp thành tế bào chất. Sinh khối vi sinh vật sẽ tăng lên. Trong điều kiện thiếu nguồn dinh dưỡng, tế bào chất lại bị oxy hóa nội bào để tạo ra năng lượng cần thiết cho hoạt động sống. Trong quá trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí, các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, lưu huỳnh, photpho cũng được chuyển hóa thành nitrat (NO3-), photphat (PO43-), CO2 và H2O. Khi môi trường cạn nguồn cacbon hữu cơ, các loại vi khuẩn nitrat hóa (nitrosomonas) và nitrit hóa(nitrobacter) thực hiện quá trình nitrat hóa. Phân loại: Xử lý nước thải theo nguyên lý lọc-dính bám: Khi nước thải tưới qua lớp vật liệu lọc bằng các phần tử rắn xốp, các vi khuẩn sẽ bị hấp phụ, sinh sống và phát triển trên bề mặt đó. Vi khuẩn dính bám vào vật rắn nhờ chất gelatin do chúng tiết ra và có thể di chuyển dễ dàng trong lớp chất nhầy này. Đầu tiên vi khuẩn tập trung ở một khu vực, sau đó chúng phát triển lan dần phủ kín bề mặt hạt vật liệu lọc. Sau một thời gian, màng sinh vật được hình thành và chia thành hai lớp: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí được oxy khuyếch tán xâm nhập, lớp trong là lớp thiếu khí (anoxic). Bề dày màng VSV từ 600-1000µm, trong đó phần lớn là vùng hiếu khí. Thành phần sinh vật chủ yếu của màng là vi khuẩn, ngoài ra còn có các loại động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn, . . .. Sau một thời gian hoạt động, màng sinh vật dày lên, các chất khí tích tụ phía trong tăng lên và màng bị tách khỏi vật liệu lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước tăng lên. Sự hình thành các màng VSV mới lại tiếp tục. Điều kiện làm việc bình thường của công trình xử lý nước thải loại này là nước thải có pH từ 6.5-8.5, đủ oxy, hàm lượng cặn lơ lửng không vượt quá 150mg/l. Nếu hàm lượng chất hữu cơ lớn (BOD5 > 200mg/l), nước thải cần được pha loãng. Bao gồm các công trình: bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, đĩa lọc sinh học; bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước. Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính: Bùn hoạt tính là tập hợp những VSV tự hình thành khi thổi không khí vào nước thải. Đó là những VSV có khả năng hấp thụ và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải khí có mặt của oxy. Khi nước thải đi vào bể thổi khí (bể aeroten), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng. Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, tăng dần, cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn, . . . tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ. Vi khuẩn và VSV dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành tế bào mới. Trong aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt II. Một phần bùn được quay lại về đầu bể aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình mới. Quá trình chuyển hóa chất bẩn trong bể xử lý nước thải được thực hiện từng bước xen kẽ và nối tiếp. Một vài loại vi khuẩn tấn công vào các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp để chuyển hóa thành các chất hữu cơ đơn giản, là nguồn chất nền cho vi khuẩn tiếp theo. Quá trình này tiếp diễn cho đến khi chất thải cuối cùng không thể là thức ăn cho VSV được nữa. Nếu trong nước thải đậm đặc chất hữu cơ hoặc có nhiều chất hữu cơ khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa thì phần bùn hoạt tính tuần hoàn phải tách riêng và sục oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn đã hấp thụ. Quá trình này gọi là tái sinh bùn hoạt tính. Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm các giai đoạn: Khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc nước thải với bùn hoạt tính. Cung cấp oxy để vi khuẩn và các vi sinh vật khác oxy hóa chất hữu cơ. Tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Tái sinh bùn hoạt tính tuần hoàn và đưa chúng về bể aeroten. Phân loại theo nguyên lý làm việc: Các công trình xử lý sinh học không hoàn toàn: các loại aeroten trộn có hoặc không có ngăn tái sinh bùn hoạt tính. Các công trình xử lý sinh học hoàn toàn: các loại bể aeroten, kênh oxy hóa. Các công trình xử lý sinh học nước thải kết hợp ổn định bùn: nay là các bể aeroten, hồ sinh học thổi khí hoặc kênh oxy hóa tuần hoàn với thời gian làm thoáng (cấp khí) kéo dài. Các công trình xử lý sinh học có tách các nguyên tố dinh dưỡng nitơ và photpho: trong các công trình này ngoài việc oxy hóa các chất hữu cơ cacbon, còn diễn ra các quá trình nitrat hóa (trong điều kiện hiếu khí), khử nitrat (trong điều kiện thiếu khí_anoxic) và hấp thụ photpho trong bùn. Các công trình điển hình là các loại aeroten hệ Bardenpho, kênh oxy hóa hoàn toàn. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học: Phương pháp trung hòa: Thường dùng để khử các chất hòa tan hoặc để xử lý sơ bộ nước thải trước khi xử lý sinh học. Nước thải có chứa các axít vô cơ hoặc kiềm như nước thải của nhiều lĩnh vực công nghiệp thì cần được trung hòa để đưa độ pH của dinh dưỡng nước thải về pH=6,5÷8,5. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách: Trộn lẫn nước thải chứa axít và nước thải chứa kiềm với nhau. Bổ sung thêm tác nhân hóa học. Lọc nước qua vật liệu có tác dụng trung hòa. Hấp phụ khí chứa axít bằng nước thải chứa kiềm hoặc hấp phụ ammoniac bằng nước axít,…. Phương pháp oxy hóa khử: oxy hóa bằng clo hoặc bằng H2O2. Phương pháp ozon hóa. Phương pháp điện hóa. Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải chế biến sữa: Như đã trình bày ở các phần trước, bản chất của nước thải chế biến sữa là sự pha loãng của sữa và các sản phẩm từ sữa, chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan với thành phần chính là protein, chất béo, lactose và nói chung là không độc hại hoặc không có ảnh hưởng đến việc vận hành các phương pháp xử lý sinh học. Vì vậy các quá trình sinh học được xem là thích hợp nhất. Do hàm lượng BOD đầu vào của nước thải khá cao cho nên trước khi vào bể xử lý hiếu khí, ta cho qua bể xử lý kỵ khí UASB nhằm làm giảm BOD5 xuống khoảng 300 – 600 mg/l trước khi xử lý triệt để hơn bằng các công trình hiếu khí. Ngoài ra, lưu lượng và nồng độ của nước thải chế biến sữa dao động rất lớn theo thời gian sản xuất trong ngày cũng như theo các mùa trong năm cho nên cần có bể điều hòa để làm giảm tác động của sự biến thiên lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, đồng nhất nước thải trước khi xử lý. Nước thải chế biến sữa ban đầu thường trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng có khuynh hướng trở nên axit hoàn toàn một cách nhanh chóng do sư thiếu hụt oxi tạo điều kiện lên men lactose thành axit lactic làm pH giảm và có khả năng gây ra sự kết tủa casein. Cho nên muốn đạt hiệu quả xử lý cao cần phải chỉnh pH lên giá trị tối ưu tại bể trung hòa. Đồng thời một số nơi nước thải thiếu hụt cả N và P làm giảm hiệu quả vận hành của các công trình xử lý sinh học nên cần thiết bổ sung thêm N, P nhằm đạt tỉ lệ BOD5:N:P= 100:5:1. Dù trong quá trình sản xuất có thận trọng để không thải bỏ, nước thải chế biến sữa không tránh khỏi chứa mỡ tự do. Tách lượng bơ này và chất rắn lơ lửng được kết hợp bằng thiết bị tuyển nổi khí hòa tan trong các nhà máy xử lý nước thải chế biến sữa sẽ làm tăng hiệu quả xử lý và giảm chi phí đầu tư. Thuyết minh sơ đồ công nghệ: (hình vẽ) Nước thải từ các nguồn trong nhà máy qua hệ thống cống được tập trung tại bể gom nước thải. Trước khi vào hố thu gom có lắp song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô. Tại bể thu gom nước thải có sử dụng một máy bơm để bơm nước thải lên bể điều hòa. Trong bể đều hòa, ta sử dụng hệ thống làm thoáng bằng khí nén để cấp khí nhằm ổn định chất lượng nước thải trước khi qua bể trung hòa. Đồng thời với việc ổn định chất lượng nước, hệ thống thổi khí tại bể điều hòa giúp tách một phần dầu mỡ và đưa lên bề mặt. Số dầu mỡ này sẽ được vớt đi bằng hệ thống thu gom trên bề mặt bể để tránh ảnh hưởng đến các công trình xử lý phía sau. Sau đó nước được bơm qua bể trung hòa. Tại đây, có sử dụng máy đo pH và máy đo các chỉ tiêu N, P tự động. Nước thải chế biến sữa thường mang tính axit nên phải châm thêm NaOH để đưa về giá trị pH tối ưu cho quá trình xử lý sinh học (khoảng 6.5÷7.5). Tiếp theo nước tự chảy qua bể lắng I. Nước thải sau khi qua bể lắng I vẫn còn chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao nên được đưa qua bể UASB. Bể này có khả năng xử lý BOD và COD cao, có khả năng giảm BOD xuống dưới 500mg/l. Quá trình hoạt động của bể UASB phải được kiểm tra cẩn thận (tỷ số F/M, hàm lượng N và P) để đảm bảo đầy đủ nguồn dinh dưỡng cho VSV hoạt động. Sau khi ra khỏi bể UASB, nước thải có hàm lượng BOD giảm xuống thích hợp cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính. Khí sinh ra được thu về bình chứa có thể dùng làm khí đốt. Nước thải từ bể UASB được bơm sang bể đệm. Từ bể đệm nước thải tiếp tục được bơm sang bể SBR. Trong bể SBR, ta bố trí hệ thống phân phối khí trên khắp diện tích bể kết hợp với thiết bị khuấy trộn bề mặt AquaDDM để tăng cường khả năng trao đổi oxy trong bể phản ứng. Bể hoạt động gồm 5 pha thực hiện nối tiếp nhau: Pha làm đầy (Fill); Pha phản ứng (sục khí)(React); Pha lắng (Settle); Pha tháo nước sạch (Decant); Pha chờ (Idle). Thải bỏ bùn không nằm trong các pha hoạt động của SBR vì không có thời gian định cho quá trình thải bỏ. Bùn thường được thải bỏ trong pha lắng hoặc pha chờ. Khối lượng bùn và tần số thải bùn được quy định dựa vào hiệu quả xử lý mong muốn. Do quá trình sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể nên không có bùn chết trong quá trình phản ứng và không cần phải tuần hoàn bùn để duy trì nồng độ bùn trong bể phản ứng. Bùn được xả định kì và chứa trong bể chứa bùn. Còn phần nước trong được thu bằng một thiết bị đặc biệt dùng cho bể SBR, Aqua Decanter, rồi được dẫn sang bể tiếp xúc, tiếp xúc với Clorine trong một thời gian nhất định. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc, nước thải đã đạt tiêu chuẩn đối với nguồn thải loại B và có thể xả ra nguồn tiếp nhận. Phần bùn ở bể chứa bùn gồm bùn từ bể lắng I, bể UASB và bể SBR sẽ được xử lý tại bể nén bùn. Sau khi qua bể nén bùn, bùn được trộn với Polyme để tăng độ kết dính rồi được đưa sang máy ép bùn để tạo thành bánh bùn. Các bánh bùn có thể đem đi nơi khác một cách dễ dàng, dùng cho bón cây. Tính toán: Nhiệm vụ thiết kế: thiết kế bể SBR cho nước thải ngành chế biến sữa. Các chỉ tiêu đầu vào: Công suất thiết kế: Q = 400 m3/ngđ. BOD5 = 2700 mg/l. COD = 3500 mg/l SS = 800mg/l Hố thu gom nước thải: Chọn thời gian lưu nước trong bể thu gom là 30 phút Thể tích của bể: Chọn chiều cao hữu ích của bể h = 3m; Chọn chiều cao dự trữ của mặt nước hbv = 1m Bể hình vuông cạnh: a x a = 1.7m x 1.7m Kích thước hố thu gom: V = a x a x H = 1.7m x 1.7m x 4m Bể điều hòa: Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa tđh = 6h Thể tích bể điều hòa: Chọn chiều cao hữu ích h = 3m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m Chọn bể điều hòa hình chữ nhật Kích thước bể: D x R x H = 8.3m x 4m x 3.5m Thể tích bể điều hòa tính toán: Vđh(tt) = 116.2m3. Bể trung hòa: Chọn thời gian lưu nước trong bể trung hòa: t = 0.5h Thể tích bể yêu cầu: Chọn bể hình chữ nhật, chiều cao h=2m, hbv=0.5m Kích thước bể: Bể lắng đứng đợt I: Chọn bể lắng theo nguyên lý lắng trọng lực. Chọn tải trọng bề mặt Uo=40m3/m2.ngày Diện tích bề mặt: Đường kính bể lắng: Kiểm tra tải trọng bề mặt: , thỏa điều kiện. Chọn chiều cao vùng lắng: h=3m Thể tích vùng lắng: Thời gian lưu trong bể: Đường kính ống trung tâm: d=15%D = 0.15 x 3.6 = 0.54m Chiều cao ống trung tâm: htt=60%h = 0.6x3 = 1.8m. Đường kính miệng loe: dl= 1.35d=1.35 x 0.54 = 0.73m. Chiều cao miệng loe: hl= 1.35d =1.35 x 0.54 = 0.73m Đường kính tấm hắt: dh= 1.3dl = 1.3 x 0.73 = 0.95m. Khoảng cách từ mép ngoài của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳn