Đặt vấn đề Café là một loại thức uống có từ lâu đời và liên tục được phát triển cho đến ngày nay. Café là một trong những thức uống được ưa chuộng nhất trên thế giới và có mức tiêu thụ cao. Đặc biệt là các thị trường lớn như Mỹ, Pháp, Anh, Ý và các nước Bắc Âu, nơi mà café được xem như là không thể thiếu thì không có đủ điều kiện đất đai khí hậu để trồng. Vì vậy đối với những nước có điều kiện trồng café như ở nước ta café không chỉ được tiêu thụ trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu mang lại lợi nhuận kinh tế cao.
Với người sử dụng café ngày càng nhiều, cùng với nhịp sống hối hả của thời đại công nghiệp, việc pha chế café bằng phin đã nảy sinh một số bất lợi nhất là về thời gian. Năm 1936, Max Rudolf Morgenthaler, người Thụy Sĩ đã sáng chế ra café hòa tan. Năm 1969 người Pháp đã xây dựng nhà máy sản xuất café hòa tan đầu tiên tại Việt Nam đặt ở Đồng Nai ( nay là Thành Phố Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai). Sau biến cố lịch sử trọng đại năm 1975, đất nước Việt Nam hoàn toàn thống nhất, để lại một nhà máy với công suất thiết kế 80 tấn café hoà tan/năm, vừa mới khánh thành, chưa đưa vào chạy thử.
Chính những con người Việt Nam đã nghiên cứu chạy thử và sản xuất thành công. Mẻ café hoà tan đầu tiên ra lò vào tháng 4 nă m 1977 với tên gọi là Vinacafe. Trong gần 3 thập kỷ hoạt động với tên gọi Nhà Máy café Biên Hoà - một doanh nghiệp nhà nước, Vinacafe đã lớn mạnh vượt bậc. Ngay trong khuôn viên cũ, vào năm 2000 đã mọc lên một nhà máy với công suất lớn gấp 10 lần nhà máy do người Pháp xây dựng trước đây, và quan trọng hơn hết, một tên tuổi Vinacafe đã nổi tiếng trong và ngoài nước.
Cùng với xu thế hội nhập toàn cầu, Vinacafe không muốn mình nổi tiếng với chất lượng sản phẩm mà còn nổi tiếng với sản phẩm thân thiện với môi trường. Do đó Vinacafe đầu tư xây hệ thống xử lý nước thải với công suất 100m3/ngđêm, đây là một trong những bước đi quan trọng nhằm cải thiện môi trường nước ở sông Đồng Nai và nâng cao vị thế của mình trên trường quốc tế. Nhiệm vụ của luận văn Thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải công ty Vinacafe Biên Hòa với công suất 100m3/ngàyđêm, tiêu chuẩn xả thải TCVN 5945-2005 loại A. Ý nghĩa thực tiễn của luận văn Nước thải café tại công ty Vinacafe Biên Hòa nói riêng và tại các nhà máy chế biến khác trong cả nước nói chung đều có lượng màu, các chỉ số BOD,COD, SS khá cao, khi thải ra môi trường làm ô nhiễm nặng cảnh quan và môi trường xung quanh.
Các công nghệ kỹ thuật xử lý nước thải hiện nay trên thế giới, như đã được chào hàng bởi các công ty nước ngoài và một số công ty trong nước hoàn toàn có thể cho ra chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005 lọai A. Vấn đề là việc áp 3 dụng công nghệ xử lý nước thải đó như thế nào để tiết kiệm chi phí nhất cho nhà sản xuất mà sản phẩm của công ty lại thân thiện với môi trường. Vì thế Ý nghĩa thực tiễn của luận văn là thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải cho công ty Vinacafe Biên Hòa, đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005 loại A và hợp lý về mặt kinh tế. Khả năng nghiên cứu và triển khai Do hạn chế về thời gian cũng như trình độ chuyên môn còn hạn hẹp.
Nên hệ thống xử lý nước thải công ty Vinacafe bao gồm các công đoạn: xử lý cơ học, hóa lý, xử lý sinh học kỵ khí, hiếu khí. Đây cũng là một trong những phương pháp đang áp dụng để xử lý nước thải cho các ngành công nghiệp ở Việt Nam, công nghệ này có thể nghiên cứu phát triển và mở rộng với qui mô lớn, không những áp dụng cho xử lý nước thải trong chế biến café mà còn áp dụng để xử lý cho tất cả các ngành công nghiệp khác. Nội dung thực hiện Bài luận văn được thực hiện trong vòng ba tháng: Tháng 1:Tìm kiếm tài liệu, tập hợp các số liệu cần thiết, khảo sát công trình cần thực hiện. Đề ra các giải pháp thích hợp để xử lý nguồn nước thải đạt yêu cầu.
Tháng 2: Tính toán các hạng mục công trình trong dây chuyền công nghệ của hệ thống xử lý. Thành lập các bản vẽ trong sơ đồ công nghệ. Tháng 3: Tổng kết lại các quá trình đã thực hiện, hoàn thành luận văn. Phương pháp nghiên cứu Trong quá trình làm luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp nghiên cứu tờ liệu; Phương pháp khảo sát, đo đạt thực địa, lấy mẫu phân tích và so sánh với tiêu chuẩn cho phép 4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải thường chứa nhiều tạp chất và vi sinh có bản chất khác nhau, tùy vào từng ngành nghề khác nhau mà mỗi loại nước thải có những thành phần và tính chất nước thải khác nhau.
Vì thế mục đích của xử lý nước thải là làm sao nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn đặt ra. Đặc điểm của nước thải café cũng như các loại nước thải sinh hoạt khác nhưng có đặc điểm khác là nước thải café có chứa nhiều màu, hóa chất và nồng độ BOD, COD cũng khá cao. Trong chương này sẽ đưa ra các biện pháp cơ bản có thể được áp dụng trong công nghệ xử lý nước thải café. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ 60% các tạp chất không hòa tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30%.
Để tăng hiệu suất của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể lên tới 75% chất lơ lửng và 40-50% BOD. Lọc qua lưới chắn hoặc song chắn Đây là bước xử lý sơ bộ, mục đích của quá trình là giữ lạ i các tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải và là công trình chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Lắng cát Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 – 2mm ra khỏi nước thải. Dựa vào nguyên lý trọng lực dòng nước thải chảy vào bể lắng theo nhiều cách khác nhau.
Nước thải qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống dưới, và kéo theo một phần chất đông tụ. Theo nguyên lý làm việc người ta chia bể lắng cát ngang thành hai loại là bể lắng ngang và bể lắng đứng. Các loại bể lắng Bể lắng ngang: Bể lắng ngang là bể có dạng hình chữ nhật dài trên mặt bằng với tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng là không dưới 1 : 4 và chiều sâu dưới 4m, vận tốc lắng trong bể lắng ngang thường không quá 20mm/s. Thông thường bể lắng n gang được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất 3000m 3/ngàyđêm đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng công suất bất kỳ cho các loại nước thải không dùng phèn.
Trong bể lắng ngang người ta chia dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng: Vù ng nước thải vào, vùng tách, vùng nước ra và vùng bùn. Bể lắng đứng: Bể lắng đứng là những bể hình trụ tròn có dạng hình tròn hoặc hình vuông và đáy hình nón hay hình chóp,ốc t độ nước đưa vào tâm bể không quá 30mm/s. Trong bể lắng đứng nước chuyển động từ dưới lên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều 5 chuyển động của dòng nước. Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt cặn rơi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của dòng nước sẽ lắng xuống đáy bể lắng.
Khi xử lý nước có dùng chất keo tụ, thì có thêm một số các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ chuyển động của dòng nước cũng được lắng theo. Hiệu quả lắng trong bể lắng đứng phụ thuộc vào chất keo tụ, sự phân bố đều của dòng nước và chiều cao vùng lắng. Bể lắng ly tâm : Bể lắng ly tâm là bể có dạng hình tròn trên mặt bằng. Gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển động từ trung tâm ra chu vi.
Đường kính bể từ 16 – 40m. Chiều sâu phần nước chảy từ 1,5 – 5m. Đáy bể có độ dốc i >=0,02 về tâm. Nước thải được dẫn từ tâm ra thành bể và được thu từ máng và dẫn ra ngoài.
Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại và đưa ra ngoài. Thời gian nước thải lưu trong bể 85 – 90 phút. Bể lắng này thường được áp dụng cho các trạm xử lý có công suất 20.000m3/ngàyđêm trở lên. Lọc cơ học Quá trình lọc được sử dụng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà bể lắng không lắng được.
Trong các bể lọc thường dùng vật liệu lọc dạng tấm và dạng hạt. Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép không gỉ, nhôm, niken…và các loại vải khác nhau. Tấm lọc còn có trợ lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc. Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than antraxit, than cốc, sỏi đá, than bùn hay than gỗ.
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý Những phương pháp hóa lý thường được sử dụng trong xử lý nước thải là: keo tụ, hấp phụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi… xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hóa học, sinh học khác trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.1 Phương pháp đông tụ và keo tụ Để tách các chất gây ô nhiễm bẩn ở dạng hạt keo và hòa tan một cách hiệu quả bằng cách lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán. Liên kết thành một tập hợp các hạt, nhằm làm tăng tốc độ lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với nhau. Quá trình trung hòa điện tích thường gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.