Wastewater treatment in dairy factory

1. GVHD: PGS.TS.Lê Thanh Hà
Sinh viên thực hiện:
Lê Lan Anh - 20140096
Nguyễn Thị Ánh - 20140277
Trần Phương Hà - 20141318
Nguyễn Thị Huyền - 20142026
Trần Văn Tài - 20143925

2. TH True Milk Vinamilk

3. Mục lục
I.Nguồn gốc và thành phần
nước thải
II.Hệ thống xử lý nước thải
1 • Sơ bộ
2 • Cấp 1
3 • Cấp 2
4
• Khử trùng

4. I.Nguồn gốc và thành phần chất thải
Các sản phẩm của nhà máy sữa

5. Nguyên liệu của nhà máy sữa
 Sữa bột hoàn nguyên: Ít gây ô nhiễm trong
quá trình chế biến
 Sữa nguyên chất: Nhiều nước và giàu muối
khoáng, protein, mỡ bơ, đường và các
vitamin -> Dinh dưỡng cho VSV
Protein Casein
Protein
nhũ
Đường
Chất
béo
Chất tro
Sữa bò 3,6 3 0,6 5,0 3,7 0,7
Đơn vị: g/100g sữa

6. Nguồn gốc của nước thải
 Nước súc rửa đường ống, bơm, bồn chứa, thiết bị
công nghiệp, máy đóng gói,….
 Nước rửa thiết bị, rửa sàn
 Sữa rò rỉ từ các thiết bị, hoặc do làm rơi vãi
 Sản phẩm kém chất lượng, bị hư hỏng do quá trình
bảo quản và vận chuyển
 Nước thải từ nồi hơi, máy làm lạnh
 Dầu mỡ rò rỉ từ các thiết bị, động cơ
 Nước từ quá trình sản xuất: Nước ngâm muối fomat,
nước rửa bông bơ...
 Nước thải sinh hoạt
 Chủ yếu là sữa dư, sữa thất thoát và sản phẩm hỏng

7. Thành phần của nước thải
Đặc điểm chung:
 BOD cao, chủ yếu là lactose, bơ sữa, protein và acid
lactic
 pH lúc đầu trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng sau đó
lactose lên men thành acid lactic, pH giảm và kết tủa
casein
 Ít chất lơ lửng
 Hàm lượng DO thấp do vi khuẩn và các vi sinh vật
phát triển, tiêu thụ oxy rất nhanh
 Thành phần thay đổi tùy thuộc vào các quá trình thực
hiện, điều kiện và công nghệ sản xuất

8. Thành phần của nước thải
Tiêu chuẩn: QCVN 24:2009/BTNMT
Số liệu nhà máy Vinamilk Thủ Đức năm 2008
Số liệu nhà máy TH True Milk Nghệ An năm 2015
STT Chỉ tiêu Đơn vị Vinamilk TH True
Milk
Tiêu chuẩn
đầu ra
1 Lưu lượng m3/ngày.đêm 400 423 -
2 pH - 6.5-8 6-8 6-9
3 SS mg/l 300 300-350 50
4 BOD mg/l 500 600-1300 30
5 COD mg/l 1200 1000-1400 50
6 Dầu mỡ mg/l 250 - 10
7 Tổng N mg/l 120 - 15
8 Tổng P mg/l 10 - 4

9. Bậc
2
Khử
trùn
g
Sơ
bộ
Bậc
1
Nhà máy TH True Milk Nhà máy Vinamilk

10. II.Hệ thống xử lý nước thải
Mục đích sử dụng:
 Nhằm ngăn giữ rác bẩn thô (giấy, nylon, chất dẻo, cỏ
cây, vỏ hộp,...) tránh làm tắt nghẽn đường dẫn nước
hoặc làm hư hỏng máy bơm.
 Rác sau khi lấy ra khỏi nước thải thường được đem
qua bộ phận nghiền (grinder), đốt hoặc chôn tùy theo
mức độ, kinh phí và công nghệ
 Nước thải sau xử lý được loại bỏ các loại tạp chất thô
có kích thước lớn như: giấy báo, túi nilon… nhờ đó
tránh bị tắc bơm, đường ống bảo đảm an toàn
1.Xử lý sơ bộ - Song chắn

11. 1.Xử lý sơ bộ - Song chắn
Các loại song chắn rác sử dụng trong xử lý
nước thải nhà máy sữa:
Song chắn rác cào bằng tay

12. 1.Xử lý sơ bộ - Song chắn
Song chắn rác sử dụng trong nhà máy sữa TH True milk

13. 1.Xử lý sơ bộ - Song chắn
Song chắn rác cào rác cơ khí

14. 1.Xử lý sơ bộ - Bể tách béo
 Mục đích sử dụng: Tách dầu và chất béo ra khỏi nước
thải để không ảnh hưởng đến quá trình công nghệ tiếp
theo
 Nước thải sẽ được phân tách ra làm 3 lớp riêng biệt.
• Lớp trên cùng bao gồm váng sữa, dầu mỡ, các
loại rác mà SCR không giữ lại được sẽ nổi lên trên
cùng.
• Lớp nước thải cần xử lý ở giữa.
• Lớp đất cát lắng dưới đáy bể.
 Mỡ, chất béo và chất thải rắn được giữ lại trong hộp
bẫy và được làm vệ sinh, lấy ra ngoài theo định kỳ với
các thao tác thủ công đơn giản
 Nước thải sau đó tiếp tục được bơm lên bể điều hòa
nhờ 2 bơm hoạt động luân phiên nhau.

15. 1.Xử lý sơ bộ - Bể tách béo

16. 1.Xử lý sơ bộ - Bể tách béo
Thiết bị tách béo nằm ngang

17. 1.Xử lý sơ bộ - Bể tách béo
Thiết bị tách béo lớp mỏng

18. 1.Xử lý sơ bộ - Bể điều hòa
 Mục đích sử dụng:
• Ổn định dòng chảy trong quá trình xử lí
 Đặc điểm:.
• Bể có hệ thống sục khí để tránh lên men yếm khí
xảy ra, phát sinh mùi hôi thối trong hệ thống

19. 1.Xử lý sơ bộ - Bể điều hòa
 So sánh:
 Nhà máy TH True milk không có bể điều hòa
 Nhà máy Vinamilk có bể điều hòa.

20. 2.Xử lý bậc 1 - Bể trung hòa
 Mục đích sử dụng: pH thích hợp là 6,5 -7.5
 Trên mức trung tính 1 chút:
• Lactose lên men thành acid lactic, pH giảm, đông tụ casein
• Trong quá trình xử lí sinh học còn xảy ra nitrat hóa làm pH
giảm xuống
• Độ pH thấp sẽ thúc đẩy các vi sinh vật dạng sợi nhỏ phát triển
 Tăng lên hàm lượng cặn lơ lửng
 Thích hợp cho VSV phát triển
 Phương pháp:
Trung hòa bằng axit hoặc bazơ
nhờ thiết bị điều khiển pH
• TH true milk: H2SO4 98%
• Vinamilk: NaOH 45%
hoặc H2SO4 97%.

21. 2.Xử lý bậc 1 - Bể trung hòa
Bảng kết quả phân tích chất lượng nước thải ở bể trung
hòa của nhà máy Vinamilk

22. 2.Xử lý bậc 1 - Bể tuyển nổi
 Mục đích sử dụng:
Tách cặn nhẹ khó lắng, dầu mỡ…
 Phân loại kĩ thuật tuyển nổi:
 Tuyển nổi bằng khí phân tán
 Tuyển nổi bằng chân không
 Tuyển nổi bằng áp lực(DAF)
Có 3 cách thực hiện :
 Nén khí toàn phần nước thải
 Nén khí một phần nước thải
 Nén khí một phần nước trong tuần hoàn

23. 2.Xử lý bậc 1 - Bể tuyển nổi
 Nguyên tắc của kĩ thuật DAF: Tách các chất dưới bằng bọt khí và
tác dụng của trọng lực.
Khí được cấp vào qua hệ thông phân phối khí. Bọt khí trộn với nước và
kéo các cặn lơ lửng lên trên bề mặt nước. Nước trong sẽ được lấy ra,
một phần được quay lại trộn với khí nén trong buồng nén khí. Dưới áp
lực của khí không khí sẽ tan mạnh trong nước tạo dung dịch bão hòa
khí. Khi dòng nước bão hòa khí vào bể tuyển nổi áp suất giảm bằng áp
suất khí quyển→ khí hòa tan thoát ra dưới dạng bọt khí có đường kính
rất nhỏ (10-100𝜇𝑚) → tác nhân tuyển nổi.

24. 2.Xử lý bậc 1 - Bể lắng 1
 Mục đích:
Tạo môi trường đệm cho bể aerotank bằng xử lí hóa lý.
 Phương pháp:
Bổ sung chất trợ lắng PAC( Poly aluminium chloride)
→ Keo tụ, bông tụ

25. 3.Xử lý bậc 2


26. 3.Xử lý bậc 2
 Tác nhân sinh học:Bùn hoạt tính
Là tập hợp các VSV khác nhau, dạng hạt bông, màu vàng
nâu, dễ lắng, có kích thước từ 3 – 150 𝜇𝑚
Bùn trẻ

27. 3.Xử lý bậc 2
 Tác nhân sinh học: Bùn hoạt tính
• CácVSV phân hủy các chất hữu cơ, chuyển hóa thành tế
bào mới, tạo thành CO2, H2O, NO3
−
, SO4
2−
• Số lượngVK: khoảng108 - 1012khuẩnlạc/mg MLSS

28. 3.Xử lý bậc 2 – Hệ thống phân phối
khí
 Hệ thống phân phối khí được điều khiển nhờ thiết bị đo DO tự
động. Lượng 𝑂2đủ khi nước ra có DO = 2 mg/l
 Đĩa phân phối khí
 Máy khuấy trộn làm thoáng bề mặt :
Mô hình hệ thống xử lý nước
thải nhà máy TH True Milk

29. 3.Xử lý bậc 2 - Bể aeroten có kết
hợp lắng
 BểAeroten:
• TạibểAeroten, cácchấthữucơcònlạisẽtiếptụcđượcphânhủybởi
VSV hiếukhí
• HiệuquảxửlýcủabểAerotenphụthuộcđạttừ 75-95%
phụthuộcnhiềuyếutốnhư𝑡 𝑜
, pH, nồngđộ𝑂2, lượngbùn,…
Nhà máy sữa Vinamilk – Bình Dương

30. 3.Xử lý bậc 2 - Bể aeroten có kết
hợp lắng
 Bể lắng thứ cấp:
• Tách các chất rắn lơ lửng còn lại và làm đặc bùn
• Hiệu quả xử lý của bể Aeroten
phụ thuộcvào khả năng lắng đọng
bùn tại bể lắng thứ cấp. Một phần bùn
hoạt tính sẽ được tuần
hoàn lại bể aeroten và lượng bùn
dư sẽ được hút ra ngoài bằng
bơm hút chìm.
Nhà máy sữa Vinamilk – Tiên Sơn

31. 3.Xử lý bậc 2 - Bể aeroten có kết
hợp lắng

32. 3.Xử lý bậc 2 - Bể SBR
 Là bể xử lý nước bằng bùn hoạt tính từng mẻ, gồm 2
cụm bể: cụm bể Selector và cụm bể C – tech.
 Có 5 giai đoạn ( pha) diễn ra trong 1 mẻ :
• Pha làm đầy
• Pha sục khí/ phản ứng
• Pha lắng
• Pha tháo nước
• Pha chờ ( có thể có hoặc không )
 Xả bùn dư được thực hiện trong giai đoạn lắng hoặc
diễn ra cùng lúc với quá trình tháo nước trong

33. 3.Xử lý bậc 2 - Bể SBR
Hệ thống xử lý nước thải nhà máy TH True Milk – Nghệ An

34. 3.Xử lý bậc 2 – So sánh

35. 3.Xử lý bậc 2 – Xử lý bùn thải
 Bể thu bùn : Bùn dư được làm đặc lại bằng quá trình
đông tụ tại bể thu bùn. Bể thiết kế nằm ngang. Nước
lọc ra được dẫn trở lại bể tiếp nhận. Bùn sau làm đặc
được bơm vào máy ép bùn
 Máy ép bùn: Khử nước của bùn bằng áp lực cơ học,
tạo các bánh bùn khô. Nước thải từ máy ép bùn sẽ
được dẫn trở lại bể tiếp nhận

36. Theo TCVN về chỉ tiêu VSV
trong nước thải thì hàm
lượng Coliform trong nước
phải:
< 5000 MPN (loại A)
< 10000 MPN (loại B)
Khử trùng nước thải để
tiêu diệt, loại bỏ VSV gây
bệnh còn lại trong nước
còn lại sau các quá trình xử
lý cơ học
Tại sao phải khử trùng nước thải ???
STT Quá trình Loại bỏ
(%)
1 Lưới chắn thô 0-5
2 Lưới chắn mịn 10-20
3 Bể lắng cát 10-25
4 Lắng thô 25-75
5 Kết tủa hóa học 40-80
6 Lọc nhỏ giọt 90-98
7 Bùn hoạt tính 90-98

37. Phương pháp
Vật lý
Sử dụng tia UV
Hiệu quả cao
Không ảnh hưởng
tính chất của nước
Xử lý nhanh
X phụ thuộc độ trong
của nước
X không có tác dụng
bảo vệ
Sử dụng nhiệt
 Đơn giản, phù hợp với
trường hợp cấp bách
 hiệu quả với nhiều VK
gây bệnh
 không gây tác dụng phụ
X Tiêu hao nặng lượng lớn,
chỉ sử dụng với quy mô
nhỏ
Sử dụng sóng siêu âm
 Rất hiệu quả, tiêu diệt toàn bộ
VSV
X Tốn kém
Các phương pháp khử trùng nước thải

38. Phương pháp
Hóa học
Các phương pháp khử trùng nước thải
Sử dụng Clo
 Là phương pháp đơn giản
 Rẻ tiền, hiệu quả cao
 Sử dụng cho mọi quy mô
 Có tính chất bảo vệ
X Khử trùng khó khăn khi
trong nước có hợp chất hữu
cơ.
X Làm thay đổi tính chất của
nước: mùi, vị, …
X Hàm lượng dư sau khi xử lý
theo TCVN không quá 2mg/l.
Sử dụng Ozon
 Không có mùi
 Làm giảm nhu cầu Oxi
của nước
 Oxi hóa 1 phần tạp chất
hữu cơ
 Không tạo sản phẩm
độc hại
X Giá thành cao
X Tốn năng lượng
X Phải sản xuất tại chỗ

39. Khử trùng bằng Clo và hợp chất của Clo
Cl2 + H2O HOCl + HCl
Hiệu quả phụ thuộc pH:
pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5%
pH = 7 thì HOCl chiếm 79%
pH = 8 thì HOCl chiếm 25%
Nếu trong nước có NH3
HOCl + NH3 NH2Cl + H2O
NH2Cl không hiệu quả bằng HOCl nhưng thường có tác dụng lâu hơn

40. Clo
Liều lượng: 10g/m3 sau xử lý cơ học, 5g/m3 sau xử lý
sinh học không hoàn toàn, 3g/m3 sau xử lý sinh học hoàn
toàn
Ưu điểm:
Xử lý quy mô lớn, vi khuẩn gây bệnh;
Giá thành rẻ; tốn ít điện năng; bảo quản, vận chuyển dễ
dàng
Nhược điểm:
Độc hại trong quá trình vận hành, nguy hại cho nguồn
tiếp nhận
Thời gian tiếp xúc lâu (30’)
Không diệt được virut gây bệnh
Muối hypochlorite(NaOCl và Ca(OCl)2
• Sample text
• Sample text
• Sample text
Chloramines(NH2Cl, NHCl2, NCl3)
• Sample text
• Sample text
• Sample text
Chlorine dioxide (ClO2)
• Sample text
• Sample text
• Sample text
Clo và các hợp chất của Clo
 0,02% ngăn được tụ cầu vàng và vi khuẩn
đường ruột phát triển
 3% bào tử trực khuẩn than cũng bị tiêu diệt
 Thời gian tác dụng lâu, sử dụng cùng với các
chất sát trùng khác
 0,1 – 0,2 mg/l có tác dụng diệt
khuẩn
 Giá thành rẻ, hiệu quả cao
- Dễ hút ẩm, khó bảo quản
 0,1 mg/l có tác dụng diệt khuẩn; 0,5mg/l diệt virut
- Dễ bị phân hủy, phải sản xuất tại chỗ

41.  Nguyên liệu SX chỉ là điện, nước và muối ăn
 Tạo được Clo hoạt tính khử trùng mạnh mà không cần bảo quản và chuyên chở nó
 Chi phí rẻ hơn sản xuất Clo truyền thống (1kg Clo hoạt tính = 4÷5 kg muối +6÷8 KW điện)
hàm lượng clo hoạt tính cao nhất đạt 0,8%
 Cần dùng bao nhiêu sản xuất bấy nhiêu, dùng lúc nào sản xuất lúc đó.
Javen
Khử trùng trong nhà máy sữa
NaCl + H2O = NaOCl + H2
(muối ) + (nước) + điện năng = (HypocloritNatrit) + (Hydro)

42. Kết luận
 Đây là loại nước thải chứa nhiều các chất dễ phân
hủy sinh học hiếu khí.
 Nhà máy sữa TH True milk sử dụng công nghệ
SBR trong xử lý sinh học nên tiết kiệm được diện
tích xây dựng, nhưng khó vận hành.
 Nhà máy sữa Vinamilk sử dụng bể aerotank nên
cần xây dựng hệ thống bể điều hòa và bể lắng.
Ngoài ra cần nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lí
Nitơ – Phốt pho để xử lý nước thải có chất lượng
tốt hơn.

43. Tài liệu tham khảo
 Giáo trình Công nghệ xử lý nước thải – Trần Văn
Nhân, Ngô Thị Nga, NXB Khoa học và kỹ thuật.
 Báo cáo Kết quả quan trắc giám sát chất lượng môi
trường tại nhà máy sữa tươi TH True milk - Trung
tâm quan trắc và kỹ thuật môi trường Nghệ An.
 Báo cáo Đánh giá quá trình xử lý nước thải nhà
máy Vinamilk Nghệ An năm 2016.
 Báo cáo Dự án đầu tư xây dựng nhà máy sữa Việt
Nam năm 2002 Công ty cổ phân sữa Việt Nam.
 Slide môn Kĩ thuật xử lý chất thải trong công nghệ
thực phẩm – TS. Lê Thanh Hà.