XỬ LÝ NƯỚC THẢI

(1)

G V : HỒ T H Ị N G U YỆT T H U

Nước trong Công Nghệ Thực Phẩm và xử lý nước thải

Thời gian : 30 tiết

(2)

NỘI DUNG MÔN HỌC (1)

1.

NƯỚC SỬ DỤNG TRONG CNTP

2.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.

NGHIÊN CỨU CÁC TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ

2

8/10/2010

HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

(3)

1. NƯỚC SỬ DỤNG TRONG CNTP 1.1. Khái niệm về nước

1.2. Các tiêu chuẩn về chất lượng nước 1.3. Xử lý nước trước khi sử dụng

1.4. Công dụng của nước trong sản xuất thực phẩm 2. XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3. NGHIÊN CỨU CÁC TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ

3

(4)

2. XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1. Một số thông số quan trọng của nước thải

2.2. Các phương pháp phân tích xác định những chỉ tiêu cơ bản của nước thải

2.3. Các phương pháp xử lý nước thải

 Xử lý nước bằng phương pháp cơ học

 Xử lý nước bằng phương pháp hóa lý

 Xử lý nước bằng phương pháp sinh học 2.4. NGHIÊN CỨU CÁC TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ

4

8/10/2010

(5)

TÀI LIỆU THAM KHẢO (1)

TiẾNG VIỆT

1. Trần Hiếu Nhuệ, 2001. Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp. NXB KH và KT.

2. Nguyễn thị Thu Thủy, 1999. Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, NXB KH và KT.

SITE INTERNET

http://www.vpscience.com/

http://www.agenda21.monre.gov.vn/ (VP Phát triển bền vững của Cục AL Tài nguyên và môi trường)

http://www.dwrm.gov.vn/ (Cục QL tài nguyên nước) GIÁO TRÌNH : http://www.ebook.edu.vn/

1. XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2. MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC

5

(6)

TÀI LIỆU THAM KHẢO (2)

Cách tra cứu tài liệu trên Internet Keyword :

Water (nước) ; Water quality (chất lượng nước) Surface water (nước bề mặt)

Domestic supply water (Nước cấp sinh hoạt ) Industrial waste (nước thải công nghiệp)

Ground water quality (chất lượng nước ngầm) Xử lý nước thải

6

8/10/2010

(7)

1. N ƯỚ C S Ử D Ụ NG TRONG CÔNG NGH Ệ TH Ự C PH Ẩ M

7

(8)

1.1. KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC

« Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường »

Theo Luật tài nguyên nước (1998/QH, ban hành ngày 20/05/1998) 8

8/10/2010

(9)

 Tên : Cục Quản Lý tài nguyên nước

 Tổ chức : trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường

 Chức năng: tham mưu giúp Bộ trưởng quản lý nhà nước và thực thi nhiệm vụ, quyền hạn quản lý nhà nước về tài nguyên nước trong phạm vi cả nước.

 Website : http://www.dwrm.gov.vn/

(10)

22/3 – Nước sạch vì một thế giới khỏe mạnh

"Nước uống an toàn và vệ sinh đầy đủ là những yếu tố quyết

định để giảm nghèo, để phát triển bền vững và để đạt được

bất kỳ mọi mục tiêu phát triển thiên niên kỷ" –

Ban Ki-moon, Tổng Thư ký Liên Hiệp quốc.

10 8/10/2010

(11)

Chức năng :

• Tham gia vào chu trình sống,

• Là chất mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.

•Lượng nước người sử dụng : khoảng 35.000 km³/năm (8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho hoạt động nông nghiệp).

Tầm quan trọng của nước

Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong nước và 44% trọng lượng cơ thể con người. Ðể sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước, 1 tấn

đạm cần 600 tấn nước và 1 tấn chất bột cần 1.000 tấn nước.

(12)

NGUỒN NƯỚC

Nguồn nước chỉ các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng được, bao gồm sông, suối, kênh, rạch, biển, hồ, đầm, ao, các tầng chứa nước dưới đất, mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác.

12

8/10/2010

(13)

Các nguồn nước trong thiên nhiên

Nước mặt đất

Nước ngọt (3%)

Nước mặn (97%)

Băng tuyết (68,7%)

Nước ngầm (30,1%)

Nước mặt ngọt (0,3%)

Khác (0,9%)

Sông (2%)

Đầm lầy (11%)

Hồ (87%)

13

F

(14)

THUỶ QUYỂN 1,4 tỉ km³

Nước biển 1,35 tỉ km³ 97,4 %

Băng 27,5 triệu km³ 1,98 %

Nước ngầm 8,2 triệu km³ 0,59 %

Sông, hồ 207 000 km³ 0,015 %

Độ ẩm đất 70 000 km³ 0,005 %

Nước trong tế bào 1 100 km³ 0,0001 %

Ẩm độ không khí 13 000 km³ 0,001 %

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/cycle/stockseau.html/

PHÂN BỐ NƯỚC TRONG TỰ NHIÊN

14 8/10/2010

(15)

Vai trò của nước trong cuộc sống



Sinh hoạt: ăn uống, tắm giặt, vệ sinh.



Công nghiệp: sx giấy , xăng dầu, hoá chất,...



Xử lý rác thải: vận chuyển phân và nước tiểu từ các hố xí tự hoại tới nhà máy xử lý.



Vui chơi giải trí: bơi thuyền, lướt ván, bơi lội,...



Nông nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản,



Giao thông vận tải, thuỷ điện, ...

15

(16)

Nước trong nhà máy sản xuất

 dùng cho mục đích kỹ thuật : nước tham gia trực tiếp hay gián tiếp vào quá trình

sản xuất,

 dùng cho sinh hoạt : nước phục vụ cho con người làm việc trong xí nghiệp

 dùng dự phòng : phòng chống hỏa hoạn hay mất nước,...

16

8/10/2010

(17)

Nguồn nước sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt

• Nước ngầm: nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới mặt đất.

• Nước mặt ngọt (sông, suối, ao, hồ, mương…):

nước ngọt tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo

• Nước mưa

17

(18)

Nước ngầm



Nằm sâu trong lòng đất, chiếm 30,1% lượng nước ngọt trên trái đất

• Nước ngầm nông ở cách mặt đất từ 5 – 10 m, nước ngầm sâu sâu từ 20 – 150 m so với mặt đất, khó khai thác, có chất lượng ổn định,

thường có hàm lượng muối khoáng cao.



Lưu lượng còn phụ thuộc theo mùa.

18

8/10/2010

(19)

(20)

20 8/10/2010

(21)

Nước ngầm (tt)



Chất lượng nước tốt nhưng thay đổi, liên quan

mật thiết với nước mặt và các nguồn ô nhiễm trên mặt đất.



Việt Nam : một số vùng tại có hàm lượng sắt cao từ 1 – 20 mg/L ; mangan: nhiều nơi > 0,5mg/L ; arsen: một số nơi phát hiện > 0,05 mg/L.

21

(22)

22

Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua

- Độ đục thấp;

- Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định;

- Không có O

₂

, nhưng có thể chứa nhiều khí H

₂

S, CO

₂

… - Chứa nhiều chất khoáng hoà tan, chủ yếu là sắt,

mangan, canxi, magie, flo

- Không có sự hiện diện của vi sinh vật.

Nước ngầm (tt)

8/10/2010

(23)

Nước sông hồ (nước mặt ngọt)

Ưu điểm: Dễ dàng sử dụng và khai thác, thuận lợi cho phục vụ cho mọi hoạt động hàng ngày

Nhược điểm:

 Chiếm tỷ lệ khá nhỏ, 0,3% lượng nước ngọt trên trái đất,

 Bị ô nhiễm bởi nhiều nguồn khác nhau: ô nhiễm vật lý, hóa học, vi sinh vật, nhiễm mặn, hàm lượng cặn cao

 Khảo sát ở 3 miền: không có sông nào đạt tiêu chuẩn nước mặt loại A. 94 - 100% mẫu nước bị ô nhiễm VSV

23

(24)

24 8/10/2010

(25)

(26)

26

PHÂN HẠNG NGUỒN NƯỚC MẶT

8/10/2010

(27)

CÁC LOẠI NHIỄM BẨN NƯỚC MẶT

 Do virus, vi khuẩn và các chất hữu cơ gây bệnh từ chất thải người và động vật

 Do các chất hữu cơ phân từ động, thực vật và các chất thải trong nông nghiệp

 Do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứa các chất thải độc hại của các cơ sở công nghiệp như phenol, cyanur, chì, crôm,...

 Nguồn gây ô nhiễm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến,...

 Do các chất tẩy rửa tổng hợp trong sinh hoạt và trong công nghiệp

 Các chất phóng xạ, các hoá chất bảo vệ thực vật, phân bón, các

27

(28)

Khác biệt giữa nước ngầm và nước bề mặt

Thông số Nước bề mặt Nước ngầm

Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định

Lượng chất rắn lơ lửng Thường cao và thay đổi theo mùa

Thấp và hầu như không có

Chất khoáng hòa tan Thay đổi theo chất lượng đất, trời mưa

Ít thay đổi, cao hơn nước bề mặt ở cùng vùng

Lượng sắt, mangan Rất thấp, trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có

Khí CO₂ hoà tan Thường thấp Cao

Khí O₂ hoà tan Gần bảo hoà Không

Khí NH₃ Có ở những nguồn nước

nhiễm bẩn

Thường có

Khí H₂S Không có Thường có

SiO₂ Thường có ở lượng trung

bình

Thường có

NO₂ Thường thấp Thường cao do

phân bón hoá học

Vi sinh vật Nhiều Ít

28

8/10/2010

(29)

Nước mưa

 Bản chất là sạch, bị nhiễm bẩn do không khí bị ô nhiễm (mưa acid)

 Nhược điểm: không đủ dùng quanh năm, phụ thuộc vào từng vùng và từng mùa

29

(30)

Tài nguyên nước của Việt Nam

 Tài nguyên nước ở Việt Nam rất phong phú, (150 km³ nước mặt / năm và 10 triệu m³ nước ngầm / ngày)

 Việt Nam có lượng mưa trung bình cao (2000 mm/năm)

 Lượng mưa cao nhất ở Bắc Giang (4.000 – 5.000 mm/năm), ít nhất là Ninh Thuận và Bình Thuận (600 – 700 mm/năm).

 Hàng năm Việt Nam nhận thêm lưu lượng từ Nam Trung Quốc và Lào, với lượng khoảng 550 km³.

 Do mật độ dân số cao nên bình quân lượng nước sinh hoạt trong lãnh thổ trên đầu người VN vào loại trung bình thấp trên thế giới (4200m³/người).

30

8/10/2010

(31)

Tình hình cung cấp nước ở Việt Nam

 Khu vực thành thị : nước thủy cục, nước giếng khoan.

 Khu dân nghèo :

 Nước mặt (sông, suối, ao, hồ, kênh rạch và các giếng mạch nông).

 Nước mưa (hứng trực tiếp hoặc thu từ mái nhà).

 Nước ngầm (nước ngầm mạch nông, mạch nước lộ thiên và nước ngầm sâu).

31

(32)

1.2. CÁC TIÊU CHU Ẩ N V Ề CH Ấ T L ƯỢ NG N ƯỚ C

32

8/10/2010

(33)

CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Chất lượng nước bao gồm các nhân tố vật lý, hóa học và sinh học cần thiết

để đảm bảo cho nhu cầu sử dụng (UN/ECE 1995).

33

(34)

QUI ĐỊNH VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

• TCVN 5502:2003 - Nước cấp sinh hoạt –

Yêu cầu chất lượng

• QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

• QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn về chất lượng

nước ăn uống quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đ/với nước dùng để ăn uống, nước

dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm

34

8/10/2010

(35)

NƯỚC ĂN UỐNG



Nước ăn uống là nước dùng cho ăn uống, chế

biến thực phẩm, nước từ các nhà máy nước ở khu vực đô thị cấp cho ăn uống và sinh hoạt.



Ðối tượng áp dụng:



Các nhà máy nước, cơ sở cấp nước cho ăn uống sinh hoạt, cơ sở sản xuất, chế biến thực phẩm.



Khuyến khích các trạm cấp nước tập trung quy mô nhỏ cho dưới 500 người và các nguồn cấp nước sinh hoạt đơn lẻ áp dụng tiêu chuẩn này.

35

(36)

KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC UỐNG SẠCH

"Nước uống sạch là nước không có màu, mùi vị khác thường gây khó chịu cho người uống, không có các chất tan và không tan độc hại cho con người, không

có các vi khuẩn gây bệnh và không gây tác động xấu cho sức khoẻ người sử

dụng trước mắt cũng như lâu dài".

36

8/10/2010

(37)

Các chỉ tiêu về chất lượng nước

37

1. Các chỉ tiêu lý học 1.1. Nhiệt độ

1.2. Độ màu 1.3. Độ đục 1.4. Mùi vị…

2. Các chỉ tiêu hoá họ̣c 2.1. Độ pH

2.2. Độ kiềm 2.3. Độ cứng…

3. Các chỉ tiêu vi sinh vật

(38)

38 8/10/2010

(39)

(40)

40 8/10/2010

(41)

(42)

ĐỘ ĐỤC

 Gây ra bởi các tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật, các hoá chất hòa tan

 Nước có độ đục cao khi có nhiều tạp chất

 Đơn vị đo: (NTU – Nephelometric Turbidity Unit)

42

Chuẩn 5, 50 và 500 NTU

Máy đo độ đục 1720E

0.001-100 NTU

Máy đo độ đục 2100N

0 đến 4000 NTU ^8/10/2010

(43)

ĐỘ MÀU

 Nước nguyên chất không màu

 Nước có màu gây ra bởi các chất bẩn hoà tan trong nước gây ra (Fe(OH)₃ tạo màu nâu đỏ, chất mùn tạo màu vàng, các loài thuỷ sinh tạo màu xanh lá,...)

 Giảm cường độ màu của nước bằng các chất oxy hóa mạnh như Clor, ozon, KMnO₄,… ; sau đó, khử bằng tạo keo tụ, hấp phụ than hoạt tính, lọc.

 Đo lường bằng so sánh với d/d chuẩn (K₂PtCl₆+CaCl₂)

 Đơn vị là PtCo (Platin Coban)

43

(44)

MÙI VỊ

 Các chất khí và các chất hoà tan làm nước có mùi vị

 Nước thiên nhiên có thể có mùi tanh, mùi đất, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoác chất hòa tan như mùi Clor, NH₃, H₂S...

 Nước có thể có vị mặn, ngọt, đắng,... tuỳ theo thành phần và lượng các chất hoà tan

 Nguồn các chất tạo mùi vị của nước: vô cơ (Cl₂, NaCl, MgSO₄), hữu cơ (vi khuẩn, tảo, chất thải công nghiệp,...)

44

8/10/2010

(45)

(46)

Độ pH của nước

46

8/10/2010

(47)

 pH của nước có ý nghĩa quan trọng trong các quá trình lý hóa, sinh học

 Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khác nhau.

vi khuẩn nitrit (4,8 -8,8),

vi khuẩn nitrat (6,5- 9,3).

Vi khuẩn lưu huỳnh có thể tồn tại trong môi trường có pH từ 1- 4.

 ảnh hưởng đến việc tạo bông cặn của bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm hoặc phèn sắt

Độ pH của nước (tt)

(48)

ĐỘ CỨNG

 Tạo bởi các muối Ca và Mg / nước.

 Độ cứng tạm thời : do CaCO

₃

, MgCO

₃

, CaHCO

₃

hay MgHCO

₃

 Độ cứng vĩnh cữu do các muối sulfat hoặc

clorur Ca, Mg tạo ra..

Độ cứng (mg CaCO

₃

/L) = 2,497*[Ca] + 4,118*[Mg]

48

8/10/2010

(49)

ĐƠN VỊ ĐO ĐỘ CỨNG

Đức 1 dH = 10 mg CaO/L =17,86 mg CaCO

₃

/L

= 1,786 fH =1,25 eH

Anh 1eH = 1,438 fH = 0,8 dH = 14,38 mg CaCO

₃

/L Pháp 1 fH = 10 mg CaCO

₃

/L = 0,56 dH = 0,7 eH

Mỹ 1 aH = 1 mg CaCO

₃

/L

49

(50)

PHÂN LOẠI NƯỚC THEO ĐỘ CỨNG

dH ppm Phân Loại

0 – 4 0 – 70 Rất mềm

4 – 8 70 – 125 Mềm

8 – 12 125 – 200 Cứng trung bình

12 – 18 200 – 300 Cứng

18 – 30 300 – 500 Rất cứng

 30  500 Cực kỳ cứng

50

8/10/2010

(51)

Tác dụng của độ cứng

 Tác hại đối với người tiêu dùng

 Biến đổi dinh dưỡng của sản phẩm

 Tạo cặn lắng trong nồi hơi. ống dẫn nước làm giảm khả năng truyền nhiệt…

51

(52)

Lượng oxy hoà tan

(DO dissolved oxygen)

52

 Không tác dụng với nước về mặt hóa học.

 Phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…

 Là chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước.

 Khi DO xuống thấp (4 – 5 mg/L), số sinh vật có thể sống được trong nước giảm mạnh.

 Nếu DO quá thấp, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa.

8/10/2010

(53)

Nhu cầu oxy hóa học

COD (ChemicaL Oxygen Demand)

53

 Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong nước bằng con đường hoá học.

 Giúp phần nào đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước, cho kết quả nhanh

 Chất oxid hóa thường dùng trong xác định COD là KMnO

₄

hoặc K

₂

Cr

₂

O

₇

(1 mg KMnO

₄

ứng với 0,253 mgO

₂

).

(54)

Nhu cầu oxy sinh hóa

BOD (BiochemicaL Oxygen Demand)

54

 Là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu cơ.

 Là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước (đơn vị tính cũng là mgO

₂

/L).

 Các vi khuẩn sử dụng oxy hòa tan để oxid hóa các chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm vô cơ bền như CO

₂

, CO

₃^2-

, SO

₄^2-

, …

8/10/2010

(55)

THIẾT BỊ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NƯỚC

55

(56)

Lượng ion Clor

 Trong nước tồn tại dưới dạng ion Cl^- do hòa tan các muối khoáng hoặc do phân huỷ chất hữu cơ

 Phương pháp xác định TCVN 3796-83

 Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/L

 Nước có vị mặn, gây bệnh thận

 Nước có nhiều Cl^- có tính xâm thực ximăng.

56

8/10/2010

(57)

Lượng vi sinh vật

 Vi khuẩn vô hại

 Vi khuẩn có hại : vi khuẩn gây bệnh, virus, rong, tảo,...

 cần loại bỏ ra khỏi nước sử dụng

57

(58)

58 8/10/2010