nước trong công nghệ thực phẩm và xử lý nước thải thi nguyet thu/cours 2011 -...

G V : H Ồ T H Ị N G U Y Ệ T T H U

Nước trong Công Nghệ Thực Phẩmvà xử lý nước thải

Thời gian : 30 tiết

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

8/10/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM


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


3. NGHIÊN CỨU CÁC TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ

3




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


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/


2. MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC

5


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


1. NƯỚC SỬ DỤNG TRONGCÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

7


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


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/9 8/10/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

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 8/10/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

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 nướcNước 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.


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


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

F8/10/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

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


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


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


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


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


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

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 O2, nhưng có thể chứa nhiều khí H2S, CO2…

- 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)


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


26

PHÂN HẠNG NGUỒN NƯỚC MẶT


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

hoá chất hữu cơ tổng hợp sử dụng trong công nghiệp

27


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 dophân bón hoá học

Vi sinh vật Nhiều Ít

28


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


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


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


1.2. CÁC TIÊU CHUẨN VỀCHẤT LƯỢNG NƯỚC

32


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


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


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


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


Các chỉ tiêu về chất lượng nước37

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 hoc

2.1. Độ pH

2.2. Độ kiềm

2.3. Độ cứng…

3. Các chỉ tiêu vi sinh vật


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 1720E0.001-100 NTU

Máy đo độ đục 2100N 0 đến 4000 NTU 8/10/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

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


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


Độ pH của nước46


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)


ĐỘ CỨNG

Tạo bởi các muối Ca và Mg / nước.

Độ cứng tạm thời : do CaCO3, MgCO3, CaHCO3

hay MgHCO3

Độ cứng vĩnh cữu do các muối sulfat hoặc

clorur Ca, Mg tạo ra..

Độ cứng (mg CaCO3/L) = 2,497*[Ca] + 4,118*[Mg]

48


ĐƠN VỊ ĐO ĐỘ CỨNG

Đức 1 dH = 10 mg CaO/L =17,86 mg CaCO3/L

= 1,786 fH =1,25 eH

Anh 1eH = 1,438 fH = 0,8 dH = 14,38 mg CaCO3/L

Pháp 1 fH = 10 mg CaCO3/L = 0,56 dH = 0,7 eH

Mỹ 1 aH = 1 mg CaCO3/L

49


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


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


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.


Nhu cầu oxy hóa họcCOD (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 KMnO4 hoặc K2Cr2O7

(1 mg KMnO4 ứng với 0,253 mgO2).


Nhu cầu oxy sinh hóaBOD (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 mgO2/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 CO2, CO32-, SO4

2-, …


THIẾT BỊ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NƯỚC55


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


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


nước trong công nghệ thực phẩm và xử lý nước thải thi nguyet thu/cours 2011 -...

Documents