Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia .Công suất 1500m3/ngày

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày MỤC LỤC CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA VÀ QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT BIA 1.1 Thị trường bia Việt Nam 1.2 Quy trình sản xuất bia 1.2.1 Nguyên liệu sản xuất bia 1.2.2 Quy trình sản xuất bia CHƢƠNG 2: CÁC NGUỒN THẢI VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI 2.1 Các nguồn thải từ nhà máy bia 2.2 Thành phần tính chất nước thải CHƢƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ – LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 3.1 Các phương pháp xử lý nước thải 3.1.1 Xử lý học 3.1.2 Xử lý hoá học 3.1.3 Xử lý hoá lý 3.1.4 Xử lý sinh học 3.2 Lựa chọn quy trình cơng nghệ xử lý nước thải 3.2.1Yêu cầu thiết kế 3.2.2 Một số phương án công nghệ thực tế 3.2.3 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý 3.2.4 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 Thuyết minh cơng nghệ 4.2 Tính tốn cơng trình đơn vị Lưu lượng tính tốn Song chắn rác Hầm bơm tiếp nhận Lưới chắn rác tinh Bể điều hoà Bể UASB Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Bể lắng Bể chứa bùn SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày Bể nén bùn trọng lực Máy ép bùn băng tải Hồ hồn thiện CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN CHI PHÍ XÂY DỰNG TÀI LIỆU THAM KHẢO NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Nhận xét Cho điểm Ký tên GVHD Hội đồng SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA VÀ QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT BIA 1.1 THỊ TRƢỜNG BIA TẠI VIỆT NAM: Quá trình hội nhập Việt Nam với giới không mang lại chuyển biến tích cực kinh tế mà cịn mặt đời sống tinh thần văn hoá tiêu dùng, bên cạnh xuất phát từ nâng cao nhận thức sức khoẻ có chuyển dịch từ thức uống có độ cồn cao (các loại rượu mạnh) sang thức uống có độ cồn thấp (bia) Thị trường bia Việt Nam tiếp tục tăng trưởng với tốc độ cao tăng trưởng GDP Theo thống kê tốc độ tăng trưởng khối lượng thức uống có cồn năm 2006 9% bia nhóm chủ đạo chiếm 97% Hơn 50% thị phần sản suất bia Việt Nam chịu chi phối Sabeco (31,4%) công ty liên doanh bia VN (Vietnam Brewery Ltd) (20,1%) Các nhãn hiệu bia phổ biến Saigon (Sabeco) (16,8%) , Heineken (10%) , Tiger ( Asia Pacific) (9,75%) … Tình hình sản xuất bia từ mức vừa đủ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ vào năm 2002 đạt tổng khối lượng sản xuất 1700 triệu lít ( năm 2006 ) so với mức tiêu thụ 1241 triệu lít Địa phương Tp HCM Hà Nội Huế Khác Năng lực sản xuất (%) năm 2005 23% 13% 3% 61% SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày Phân bố lực sản xuất bia ( 2005 ) 13% 3% 23% 61% Hoạt động sản xuất kinh doanh công ty bia VN : Habeco VBL Sabeco San Miguel VN Hanoi beer , bia Heneiken, Tiger, 333, Saigon San Miguel Sản phẩm Bivina, Larue xanh, Saigon đỏ, Export, BGI… Saigon Special Công suất 2006 >350 400 600 50 (triệu lit / năm) Thị phần 2006 10% 20% 31% 7% 1.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA: 1.2.1 Nguyên liệu sản xuất bia: Nƣớc: Do thành phần bia nước nên nguồn nước đặc trưng có ảnh hưởng quan trọng tới đặc trưng bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng chí xác định theo đặc trưng nước khu vực sản xuất bia Mặc dù ảnh hưởng tác động tương hỗ loại khống chất hịa tan nước sử dụng sản xuất bia phức tạp, theo quy tắc chung nước mềm phù hợp cho sản xuất loại bia sáng màu Do đó, để đảm bảo ổn định chất lượng mùi vị sản phẩm, nước cần xử lý trước tham gia vào trình sản xuất bia nhằm đạt tiêu chất lượng định Malt: SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào nước, cho phép chúng nảy mầm đến giai đoạn định sau làm khơ hạt nảy mầm lò sấy để thu hạt ngũ cốc mạch nha hóa (malt) Mục tiêu chủ yếu quy trình giúp hoạt hố, tích luỹ khối lượng hoạt lực hệ enzin đại mạch Hệ enzym giúp chuyển hóa tinh bột hạt thành đường hoà tan bền vững vào nước tham gia vào trình lên men Thời gian nhiệt độ sấy khác áp dụng để tạo màu malt khác từ loại ngũ cốc Các loại mạch nha sẫm màu sản xuất bia sẫm màu Hoa houblon: Hoa houblon người biết đến đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN Đây thành phần quan trọng khơng thể thay quy trình sản xuất bia, giúp mang lại hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Cây hoa bia trồng nông dân khắp giới với nhiều giống khác nhau, sử dụng sản xuất bia chủ yếu Hoa houblon đem dùng dạng tươi, để bảo quản lâu dễ vận chuyển, houblon phải sấy khô chế biến để gia tăng thời gian bảo quản sử dụng Gạo: Đây loại hạt có hàm lượng tinh bột cao sử dụng xản xuất loại bia có chất lượng hảo hạng Gạo đưa vào chế biến dạng bột nghiền mịn để dễ tan q trình hồ hố, sau phối trộn với bột malt sau đường hoá Cần ý, hạt trắng khác hạt trắng đục hàm lượng protein Do đó, sản xuất bia, nhà sản xuất thường chọn loại hạt gạo có độ trắng đục cao Men: Men bia vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thể lựa chọn để sản xuất loại bia khác nhau, Men bia chuyển hoá đường thu từ hạt ngũ cốc tạo cồn carbon đioxit (CO2) 1.2.2 Quy trình sản xuất bia: Bia sản phẩm thực phẩm thc loại đồ uống có độ cồn thấp , thu cách lên men bia nhiệt độ thấp dịch đường ( chế biến từ malt đại mạch hạt giàu tinh bột gạo, bắp…) với nước hoa houblon Tất loại bia chứa lượng cồn từ 1,8-7% so với thể tích khoảng 0.3-0.5% khí CO2 tính theo trọng lượng Đây hai sản phẩm trình lên men bia từ loại dịch đường houblon hoá , tiến hành số chủng đặc hiệu nấm men saccharomyces Ngoài bia chứa hợp chất khác , số sản phẩm phụ trình lên men , số sản phẩm trình tương tác hoá SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày học , phần lại cấu tử , hợp phần dịch đường không bị biến đổi suốt q trình cơng nghệ Tất cấu tử tuỳ vào mức độ vai trị trực tiếp tham gia vào việc định hình hương vị nhiều tiêu chất lượng bia thành phẩm Với hương thơm dặc trưng vị đắng dịu hoa houblon , chất khoáng , chất tạo hương… tỷ lệ cân đối tạo cho bia có hương vị đậm đà mà khơng thấy sản phẩm khác Nhân tố tạo tính độc đáo bia trước hết đặc tính ngun liệu sau tính chất q trình cơng nghệ Cơng nghệ sản xuất bia trình phức tạp dù thực thủ cơng hay tự động hố phải trải qua giai đoạn : • Chế biến dịch đường , houblon hố • Lên men để chuyển hoá dịch đường thành bia non , lên men phụ tang trữ bia non thành bia tiêu chuẩn • Lọc bia , đóng bao bì , hồn thiện sản phẩm … A/ Sản xuất dịch đường houblon hố : Sơ đồ cơng nghệ sản xuất dịch đường houblon hoá bao gồm :  Làm đánh bóng malt  Nghiền malt : • Đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước , thúc đẩy q trình đường hố trình thuỷ phân nhanh triệt để • Có cách tiến hành nghiền malt: nghiền khơ, nghiền ẩm, nghiền nước  Đường hố ngun liệu : • Nguyên liệu sau nghiền nhỏ hoà trộn với nước thiết bị đường hoá Lượng nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủng loại bia đặc tính kỹ thuật hệ thống thiết bị • Trong mơi trường giàu nước hợp chất thấp phân tử hoà tan vào nước trở thành chất chiết dịch đường sau này, hợp chất cao phân tử tinh bột ,protein bị tác động nhóm enzim tương ứng to khối dịch nâng đến điểm thích hợp xúc tác hệ enzim thuỷ phân hợp chất cao phân tử bị cắt thành sản phẩm thấp phân tử hoà tan vào nước trở thánh chất chiết dịch đường • Ở phân đoạn sản xuất dịch đường thường bố trí loại thiết bị sau: thiết bị phối trộn , thiết bị đường hoá , thiết bị lọc , thiết bị đun dịch đường với hoa houlon , thiết bị tách bã hoa …  Lọc bã malt: sau đường hoá kết thúc , bao gồm hợp phần: pha rắn pha lỏng SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Cơng suất 1500m3/ngày • Thành phần pha rắn bao gồm cấu tử khơng hồ tan bột nghiền pha lỏng bao gồm nước hợp chất thấp phân tử trích ly từ malt hồ tan Pha rắn gọi bã malt pha lỏng gọi dịch đường • Mục đích q trình tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục bước q trình cịn pha rắn loại bỏ ngồi • Thiết bị lọc bã malt: thùng lọc đáy bằng, máy ép khung bản…  Nấu dịch đường với hoa houblon: • Trích ly chất đắng , tinh dầu thơm ,polyphenol thành phần khác hoa houblon vào dịch đường để làm có vị đắng hương thơm dịu hoa – đặc trưng bia • Polyphenol hồ tan vào dịch đường to cao tác dụng với với hợp chất protein tạo thành phức chất màng nhầy dễ kết lắng kéo theo phần tử cặn lắng theo • Trường độ đun sơi với hoa phụ thuộc chất lượng nguyên liệu, cường độ đun, nồng độ chất hoà tan… nằm khoảng từ 1,5-2,5h  Làm lạnh tách cặn dịch đường ( Dịch đường: bao gồm nước cấu tử hoà tan, chất chiết: cấu tử hoà tan chứa 93% chất hữu 7% chất vơ cơ) B/ Lên men lên men phụ tàng trữ bia: Lên men giai đoạn định đề chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia tác động nấm men thông qua hoạt động chúng  Lên men chính: lượng lớn chất dịch đường bị nấm men hấp thụ tạo thành rượu etylic , khí CO2, hợp chất dễ bay …một phần nhỏ bị kết lắng phải loại bỏ  Lên men phụ tàng trữ bia : giai đoạn trình sinh hố lý xảy hồn tồn giống q trình lên men với tốc độ chậm nhiệt độ thấp lượng nấm men , q trình nhằm chuyển hố hết phần đường có khả lên men cịn tồn bia non  Làm bia : diện hạt dạng keo , nấm men , nhựa đắng … góp phần làm giảm độ bền bia làm giúp tăng thời gian bảo quản lưu hành thị trường  Chiết bia vào chai : chai đựng bia phải làm từ thuỷ tinh chất lượng cao có màu caphe xanh nhạt Quy trình sản xuất bia : SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày Xay nghiền Malt khơ Ngâm nấu đường hố Phế liệu Xử lý Nước Lọc Dịch đường Hơi nước Đun sơi Hoa houblon Lắng Khơng khí Nén Làm nguội Xử lý Lên men Lên men phụ tàng trữ Chai, lon CO Lọc Xuất xưởng Bia tươi Rửa khử trùng Chiết chai,lon Thanh trùng Dán nhãn SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Công suất 1500m3/ngày CHƢƠNG 2: CÁC NGUỒN THẢI VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI 2.1 CÁC NGUỒN THẢI TỪ NHÀ MÁY BIA : Bia sản xuất Việt Nam cách 100 năm Hiện nhu cầu thị trường thời gian ngắn ngành sản xuất bia có bước phát triển mạnh mẽ thơng qua việc mở rộng nhà máy bia có từ trước xây dựng nhà máy bia …Hiện nước có 400 nhà máy sở bia sản xuất 800 triệu lit/năm Trong dó có khoảng 311 sở sản xuất bia địa phương, sản lượng chiếm 37,41% sản lượng bia nước Bình quân lượng bia tăng 20%/năm Cơng nghiệp sản xuất bia tạo nên lượng lớn nước thải xả vào môi trường Hiện tiêu chuẩn nước thải tạo thành trình sản xuất bia 8-14lit nước thải / lit bia phụ thuộc vào công nghệ loại bia sản xuất , loại nước thải chứa hàm lượng lớn chất lơ lửng ,COD, BOD dễ gây ô nhiễm mơi trường Nước thải từ nhà máy bia chia làm hai loại : - Nước thải có BOD thấp :  Nước rửa chai cơng đoạn cuối  Nước xả từ hệ thống xử lý nước cấp  Nước làm mát máy nước rửa sàn vệ sinh cơng nghiệp - Nước thải có BOD cao :  Nước thải từ công đoạn nấu, chủ yếu nước vệ sinh thùng nấu, bể chứa, sàn nhà, bồn lên men…có chứa nhiều cặn malt, tinh bột, bã hoa  Nước thải từ công đoạn lên men lọc bia  Nước rửa chai ban đầu, nước thải từ q trình có độ pH cao nguyên lý rửa chai tiến hành qua bước: rửa với nước nóng , rửa dung dịch kiềm lỗng nóng ( 1-3% NaOH), tiếp rửa bẩn nhãn bên chai cuối phun kiềm nóng rửa bên bên ngồi chai , sau rửa nước nóng  Nước thải từ công đoạn chiết chai  Nước thải từ công đoạn rửa thiết bị Nước thải từ nhà máy sản xuất bia chứa nồng độ cao chất hữu chất tẩy rửa thừa Các chất hữu tồn dạng lơ lửng lẫn dạng không tan Lượng chất gây ô nhiễm chủ yếu tạo q trình vệ sinh thiết bị đóng chai SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 10 L= (kgBOD5/m3.ngđ) S Qo = 202,51500103 = 0,94 Vbe 322 4.7.10 Xác định lượng khơng khí cấp cho Aeroten , số lượng thiết bị khuếch tán khí , ống dẫn khí Xác định lượng khơng khí cấp cho Aeroten -Khối lượng BODL cần xử lý ngày  202,59,7  G  (BODLvao  BODLhoatan )Q   425,3(kg/ngay)   1500103  0,68  -Tính lượng oxi yêu cầu theo lý thuyết Moxi= G – (1,42PX(VSS) ) = 425,3 – ( 1,42 x 96,5) = 288,27 (kg/ngay) Giả sử hiệu vận chuyển oxi thiết bị thổi khí 8%, hệ số an tồn sử dụng thiết kế thực tế không khí chứa 23,2% O2 theo trọng lượng trọng lượng riêng khơng khí 200C 0,0118KN/m3 = 1,18kg/m3 - Lượng khơng khí lý thuyết cho q trình M oxi 288,27 Mkk =  kk %O2 1053(m3 /ngay)  1,180,232 - Lượng khơng khí u cầu với hiệu vận chuyển E = 8% M KK Mkk(E) = 13162,5(m3 /ngay)  9141(l / phut) 1053  E  0,08 - Kiểm tra lượng khơng khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn M KK(E) q= 9141  Vb )  28,5(l / phut.m 322 Trị số nằm khoảng cho phép q = 20÷40 L/ m ph  - Lưu lượng khơng khí thiết kế để chọn máy thổi khí QKK = fMKK(E) = x 9141 = 18282(l/phut) = 0,305 ( m3/s) Số lượng thiết bị khuếch tán khí: Chọn thiết bị khuếch tán khí dạng đĩa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 49 F=0,0227 m2, cường độ thổi khí 200 L/phút.đĩa = 12 m3/giờ.đĩa Độ sâu ngập nước đĩa phân phối khí lấy chiều sâu hữu ích bể h = 4,5m (đặt sát đáy bể) Số đĩa cần phân phối bể: QKK 92(dia) n =  I 200 18282  Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo cơng thức Hct = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + = 4,9 (m) Với: hd : Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, m hc : Tổn thất cục bộ, m hf : Tồn thất qua thiết bị phân phối, m H : Chiều sâu hữu ích bể, H = 4m Tổn thất hd hc thường không vượt 0,4m ; tổn thất hf không 0,5m Áp lực khơng khí: 10,33+Hct = 10,33+5,4 =1,5at P= 10,33 10,33 Cơng suất máy nén khí tính theo cơng thức: N = 34400(P0,29 -1)×QKK = 34400(1,50,29 -1)×0,442 = 23,25(KW) 102η 102×0,8 N = 34400(P0,29 1)QKK  344001,50,29 10,305 16,04(kW) 102 1020,8 QKK : Lưu lượng khơng khí, m3/s  : Hiệu suất máy nén khí;  = 0,7 – 0,9 Chọn  = 0,8 Tính tốn đường ống dẫn khí Đường kính ống phân phối Với: D= 4QKK 40,305   vkhi  15 0,16m 160mm Chọn ống sắt tráng kẽm 160 Với: vkhi : vận tốc khí ống dẫn khí , chọn vkhi= 15m/s lượng khí cần cung cấp , QKK= 18282 l/ph = 0,305 m3/s QKK: lưu SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 50 Từ ống ta phân làm 15 ống nhánh cung cấp khí cho bể , nhánh đặt đầu phân phối khí Lưu lượng khí qua ống nhánh ( Khoảng cách nhánh 867mm) QKK Qnhanh =   15 18282 1219(l / ph) 15 Đường kính ống nhánh: 4Qnhanh d= v,  40,0203  0,042m 15  Chọn loại ống sắt tráng kẽm 52 Với: v'khi : Vận tốc khí qua ống nhánh v'khi =15m/s Qnhanh : Lưu lượng khí qua ống nhánh Qnhanh= 1219 l/ph = 0,0203 m3/s Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể Chọn vận tốc nước thải ống : v = m/s - Lưu lượng nước thải : Q = 1500 m3/ngày = 0,01736 m3/s - Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC , đường kính ống 4Q 4×0,01736 D = = = 0,105(m) vπ 2×π Chọn ống PVC 110 - Tính lại vận tốc nước chảy ống 4.Q 4×0,01736 v = = ×0,112 =1,83(m/s) πD π 4.8 Bể lắng Nhiệm vụ bể lắng đợt lắng tách bùn hoạt tính khỏi nước thải, phần nước đưa qua hồ hoàn thiện Lượng bùn lắng phần tuần hoàn trở lại bể Aerotank, phần lại đưa vào bể nén bùn Bảng 7: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng đợt II thể bảng sau Loại xử lý Tải trọng bề mặt, Tải trọng bùn, Chiều 2 sâu tổng m /m ngày kg/m h Trung Lớn Trung Lớn cộng, bình bình m Bùn hoạt tính 16 – 32 40 – 48 3.9 – 5.8 9.7 3.7 – 6.0 SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 51 Bùn hoạt tính 16 – 32 40 – 48 4.9 – 6.8 oxygen Aeroten tăng – 16 24 - 32 0.98 – 4.9 cường Lọc sinh học 16 – 24 40 – 48 2.9 – 4.9 RBC - Xử lý BOD 16 – 32 40 – 48 3.9 – 5.8 - Nitrat hóa 16 – 24 32 – 40 2.9 – 4.9 (XLNT đô thị công nghiệp – Lâm Minh Triết) 4.8.1 Kích thước bể lắng: 9.7 3.7 – 6.0 6.8 3.7 – 6.0 7.8 3.0 – 4.5 9.7 7.8 3.0 – 4.5 3.0 – 4.5 - Chọn tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình cho bùn hoạt tính 25m3/m2.ngày Diện tích bề mặt bể lắng ứng với lưu lượng trung bình: Qtb = 1500 = 60(m )2 A =L LA 25 Trong đó: Qtb: lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày LA: tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình, m3/m2.ngày - Chọn tải trọng chất rắn LS = 5kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bùn là: A = (Qtb +Q )×Sr = (1500+1125)×4286 10 3 = 93,76(m )2 S LS 5×24 Trong đó: Qtb: lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày LS: tải trọng bùn, kgSS/m2.ngày S: nồng độ cặn aerotank (tính theo SS), X S= 3000 = 0,7 = 4286(mgSS/ l) 0,7 Do AS > AL, diện tích bề mặt theo tải trọng bùn diện tích tính tốn Diện tích bề mặt ống trung tâm: f = π×d2tt = π×0,25 ×D2 = 0,0625×A = 0,0625×93,76 = 5,86(mS 2) 4 Đường kính bể lắng: 4×F  f  4× 93,765,86 SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 52 D = = =11,26(m) π π Chọn D = 11,4m Đường kính ống trung tâm: d = 0,25D = 0,25×11,4 = 2,85(m)tt Chọn dtt = 2,9m Chọn: Chiều sâu hữu ích bể lắng H = 3,5m Chiều cao lớp bùn lắng hb =1,3m Chiều cao an toàn hbv = 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng đợt2: Htc = H + hb + hbv = 3,5 + 1,3 + 0,5 = 5,3m Chiều cao ống trung tâm: h = 0,6H = 0,6×3,5= 2,1(m) Vậy kích thước bể lắng 2: DxH = 11,4m x 5,3 Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng 2: Thể tích phần lắng: V =L π π (D -d2 tt2)×H = (11,4 -2,9 )22 ×3,5 = 334,13(m3) Thời gian lắng: VL  = 334,13 24 = 3,05(h) t= Q +Qr (1500+1125) Thể tích phần chứa bùn: V = A ×h = 93,76×1,3=121,9(m )b b Thời gian lưu trữ bùn bể: Vb  Qb Qr 121,9 0,107(ngay)  2,56(h) tb =  9,31125 4.8.2 Tính tốn máng tràn: Máng thu nước đặt vịng trịn có đường kính 0,8 đường kính bể Trên máng thu nước lắp thêm máng cưa dùng để thu nước Đường kính máng thu nước: SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 53 Dmáng = 0,8Dbe = 0,8  11,4 = 9,12 (m) Chọn Dmáng = 9,1m Chiều dài máng thu nước: L = .Dmáng =   9,1 = 28,65 (m) Tải trọng thu nước mét chiều dài máng: Q 1500 ) aL = = = 52,36(m / m.ngay L 28,65 Tải trọng bùn: (Q + Q ).Ct o = 1500+1125 ×4286×10 -3 =1,4(kg / m h2 ) b= 24×VL 24×334,13 Tính tốn đường ống dẫn bùn sang bể chứa: Lưu lượng hàng ngày khỏi bể lắng 2: Q = Q +Qb th =1125+16,96 =1141,96(m / ngay3 ) = 0,0132(m /s)3 Chọn vận tốc bùn: v = 2m/s Đường kính ống dẫn bùn: 4Q 4×0,0132 D = = = 0,091(m) v×π 2×π Chọn 90 4.9 Bể chứa bùn Bể chứa bùn dùng để chứa bùn thải từ bể lắng Bể chứa bùn chia làm ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn dư 4.9.1 Xác định kích thước ngăn thứ nhất: Tổng thể tích bùn chuyển qua ngăn thứ ngày: Qbùn = Qb + Qt = 9,3 + 1125 = 1134,3 (m3/ngđ) Chọn thời gian lưu bùn ngăn thứ t1 = 20 phút, thể tích ngăn thứ là: 1125 V = Q ×t =1 ×20 =15,625(m ) 1440 Kích thước ngăn thứ nhất: Dài  rộng  cao = 3m  3m  2,3m SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 54 4.9.2 Xác định kích thước ngăn thứ hai: Chọn thời gian lưu bùn ngăn thứ hai t2 = 12 giờ, thể tích ngăn thứ hai là: V2 = Qw x t2 = 9,3/ 24 x 12 = 4,65(m3) Kích thước ngăn thứ hai: Dài  rộng  cao = 3m  2m 2,3m 4.9.3 Tính tốn máy bơm: Tại bể chứa bùn có đặt bơm để bơm bùn tuần hoàn bể Aerotank bể nén bùn Công suất máy bơm bùn tuần hồn: QrρgH = 0,013×1006×9,81×8 =1,28(kW) N= 1000η Trong đó: 1000×0,8 Qr :lưu lượng nước thải tuần hồn ngày, m3/ngay H:cột áp bơm, mH2O : khối lượng riêng chất lỏng; nước = 1000kg/m3, bùn = 1006 kg/m3 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 : hiệu suất bơm,  = 0,73÷0,93 Chọn  = 0,8 Cột áp toàn phần máy bơm bùn tuần hồn bể Aerotank: H= 8m Cơng suất thực tế bơm: N =1,5×N =1,5×1,28 =1,92(kW)tt Tính tốn đường ống dẫn bùn tuần hoàn: - Lưu lượng bùn tuần hoàn Qr = 1125 m3/ng = 0,013 m/s - Chọn vận tốc bùn ống v= m/s - Đường kính ống dẫn bùn: 4Q 4×0,013 D = = = 0,09(m) vπ 2×π Chọn 90 Cơng suất máy bơm bùn dư đến bể nén bùn: Lưu lượng bơm Qb = 9,3 m3/ngày = 0,27 m3/h Công suất bơm: QbρgH = 0,2710069,818  0,01 (kW) N= 1000η3600 10000,83600  : hiệu suất chung bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8 Tính tốn đường dẫn bùn dư: - Lưu lượng bùn dư Qb =9,3m3/ng = 0,0001 m/s SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 55 - Chọn vận tốc bùn ống v= 0,5 m/s 40,0001 4Q D= = = 0,016 m = 16 mm vπ 0,5 Chọn 30 Công suất thực tế bơm: Ntt = 1,5N = 1,5 x 0,01 =0,015 (kW) 4.10 Bể nén bùn trọng lực: Các thơng số tính tốn thiết kế bể nén bùn đứng: • Lượng bùn dư: Qbd= 9,3m3/ngày • Vận tốc lắng: VL= 0,1mm/s • Vận tốc bùn ống trung tâm: Vtt= 20mm/s • Thời gian lắng bùn: T = 8h Diện tích hữu ích bể lắng bùn: Qbd A1 = 9,31000  VL 1,08(m2 )  0,1360024 Diện tích ống trung tâm bể nén bùn: Qbd A2 = 9,31000  Vtt 5,38103 (m2 )  20360024 Diện tích tổng cộng bể: A =A1 + A2 = 1,08 +5,38 x 10-3 = 1,086(m2) Đường kính bể nén bùn: 4A1 D=   41,08 1,17(m)   Chọn D = 1,8m Đường kính ống trung tâm: d= 4A2  45,38103  0,08(m) SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 56   Chọn d = 0,2m Đường kính phần loe ống trung tâm: d =1,35d =1,35×0,2 = 0,27(m)1 Đường kính chắn: d =1,3d =1,3×0,27 = 0,35(m)c Chiều cao phần lắng bể nén bùn: h = V ×t = 0,0001×8×3600 = 2,88(m)L L L Chọn hL = 2,9m Chiều cao phần lắng với góc nghiêng 450, đường kính D = 1,8m đường kính đáy bể 0,3m h =2 12,8 0,- 23×tg45 = 0,75(m)  Chiều cao phần bùn hoạt tính nén bùn: hb = h2 – h0 – hth = 0,75 – 0,3 – 0,3 = 0,15(m) Trong đó: h0: khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm chắn h0 = 0,3m hth: chiều cao lớp trung hòa hth= 0,3m Chiều cao tổng cộng bể nén bùn: Htc = hL + h2 + h3 = 2,9 + 0,75 + 0,4 = 4,05(m) Trong đó: h3: chiều cao bảo vệ h3 = 0,4m Nước tách từ bể nén bùn dẫn lại aerotank để tiếp tục xử lý Lượng bùn thu sau qua bể nén: q = Qbd x  9,3  2m3 /ngay 4.11 Máy ép bùn băng tải 4.11.1 Nhiệm vụ Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ từ ÷ 8% cần đưa qua thiết bị làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống 70 ÷ 80% tức tăng nồng độ cặn khơ từ 20 ÷ 30% với mục đích: • Giảm khối lượng vận chuyển bãi thải • Cặn khô dễ đưa chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu cao cặn ướt SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 57 • Giảm thể tích nước ngấm vào nước ngầm bãi chơn lấp … 4.11.2 Tính tốn Các số liệu tính tốn: Khối lượng cặn cần xử lý : Gbùn = 93 kg/ngđ (lượng cặn từ bể Aerotank) Riêng lượng bùn từ bể UASB thời gian xả bùn chuyển tới máy lọc ép băng tải xử lý vào ngày nghỉ Máy ép làm việc giờ/ngày, ngày/tuần Lượng cặn đưa vào máy tuần Gt = x Gbùn = x 93 = 651(kg/tuần) Lượng cặn đưa vào máy 651 Gt Gh =  54 33(kg/h)  20 Chiều rộng băng tải chọn băng tải có suất 70kg/m.rộng.giờ Gh b= 80 33 0.5(m)  70 Dựa vào Catalogue thiết bị máy lọc ép băng tải ta chọn thiết bị loại FP 800 có chiều dài băng 0.5 m suất 70 kg/m.rộng.giờ Bảng 3.4 : Catalogue thiết bị máy ép lọc băng tải FP 500 FB 800 FP 1000 FB 1200 FB 1500 FB 1700 FB 2000 Belt Width (mm) 500 Capacity (T/hr) D.S (kg/hr) 800 1000 1200 1500 1700 2000 0,6 - 2,0 1,8 – 4,0 3,0 - 6,5 4–8 – 14 10 – 16 14 – 20 – 40 30 – 130 40 – 160 60 – 280 100 – 320 80 – 380 18 – 80 SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 58 Compres 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 Wash Pump (HP) 3,0 3,0 5,0 5,0 5,0 7,5 7,5 Mixer (HP) 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ Dimensio 3,0x0,9 n (m) x1,8 4,1x1,3 x2,1 4,1x1,5 x2,1 4,1x1,7 x2,1 4,3x2,0x 2,2 4,3x2,2x 2,2 4,3x2,7x 2,2 Weight (ton) 2,0 2,8 3,2 3,6 4,0 5,0 sor(HP) Drive Motor (HP) 0,8 4.12 Hồ hồn thiện Hồ hồn thiện có chức : xử lý bổ sung , trường hợp khẩn cấp dùng để chứa nước thải dây chuyền công nghệ bị sốc tải có cố vận hành Do nước thải bia chứa loại vi sinh vi khuẩn lactic ( Bacterium Delbruckii), nấm men…gần không gây nguy hiểm cho sức khoẻ người nên ta không cần qua bể khử trùng mà sử dụng cơng trình hồ vừa lợi dụng ánh sáng mặt trời khử trùng vừa lắng nước lần trước xả cống chung Chọn thời gian lưu nước hồ ngày Thể tích hữu ích hồ: W=1500 x =3000 m3 Chọn chiều cao hữu ích hồ H =2m Chiều cao bảo vẹ hồ h= 0,3m Chiều cao tổng cộng hồ Htc= H+h =2 + 0,3 =2,3m Kích thước bể L x B x H = 60m x 20m x 2,3m SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 59 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN CHI PHÍ XÂY DỰNG 5.1 Phần xây dựng: ST T Hạng Thể mụcQuy cách tích(m3) Hố thu gom Bể điều hoà Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng Hồ hoàn thiện Bể thu bùn Bể nén bùn Nhà chứa máy ép bùn Nhà kho Phịng thí nghiệm Phịng bảo vệ Nhà điều hành 10 11 12 13 Số lƣợng Đơn giá (đồng) Thành tiền(đồng) 36 260 410 363 541 2760 1 1 1 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 400.000 54.000.000 390.000.000 615.000.000 544.500.000 811.500.000 1.104.000.000 34,5 10.3 1 1.500.000 1.500.000 20.000.000 51.750.000 15.450.000 20.000.000 1 20.000.000 30.000.000 20.000.000 30.000.000 20.000.000 20.000.000 20.000.000 20.000.000 Tổng cộng 5.2 Phần thiết bị: STT Hạng mục-Quy cách Song chắn rác 3.396.200.000 Số lƣợng (cái) Đơn giá (đồng) 6.000.000 Thành tiền (đồng) 6.000.000 Đỉa phân phối khí 92(đĩa) 200.000 18.400.000 SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 60 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hệ thống van , đường ống , loại phụ kiện Vận chuyển, lắp đặt, hướng dẫn vận hành Máng cưa bể UASB 40.000.000 40.000.000 40.000.000 40.000.000 (cái) 300.000 Máng cưa bể lắng Tấm chắn khí bể UASB Tấm hướng dịng bể UASB Đầu đốt khí biogas bể UASB Nắp bể UASB Giàn quay bể lắng Máy nén khí bể điều hồ Máy nén khí bể Aerotank (cái) (tấm) (tấm) 500.000 2.700.000 2.700.000 1.200.000 500.000 21.600.000 10.800.000 (cái) 225.000.000 225.000.000 (cái) (cái) (cái) (cái) 700.000 40.000.000 1.500.000 11.000.000 1.400.000 40.000.000 3.000.000 22.000.000 Bơm chìm hố thu gom Bơm nước thải Bơm bùn tuần hoàn Bơm bùn bể lắng Bơm bùn dư Bơm nước tách bùn Bơm bùn xả Dây dẫn điện, linh kiện PVC bảo vệ dây điện Tổng cộng (cái) (cái) (cái) (cái) (cái) (cái) (cái) 12.000.000 10.000.000 8.500.000 8.500.000 2.500.000 2.500.000 10.000.000 6.000.000 24.000.000 40.000.000 17.000.000 17.000.000 2.500.000 2.500.000 10.000.000 6.000.000 548.900.000 Tổng chi phí đầu tư cho hạng mục cơng trình : Ptc = 3.396.200.000 + 548.900.000 = 3.945.100.000 (đ) SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng,Nguyễn Phước Dân Xử lý nước thải đô thị công nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB ĐH Quốc gia TPHCM, 2004 Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 2000 PGS.TS.Nguyễn Văn Phước ,Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học NXB Xây Dựng, 2007 Quy chuẩn VN 24:2009/BTNMT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Metcaff & Eddy, Waste Water Engineering Treatment and Reuse, Mc Graw Hill, 2003 fourth edition PGS.PTS.Hồng Đình Hồ , Cơng nghệ sản xuất malt bia , NXB Khoa học kỹ thuật 1998 Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 51 – 84: Mạng lưới nước cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế http://www.binhminhplastic.com.vn/ http://diendan.sanotc.com/ Habeco SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 62 SVTH : MAI PHẠM THUÝ QUỲNH 63 ... Ftongkhe = (0,15-0,2) A Chọn Ftongkhe = 0,16A = 0,16 x 9.62 = 14.7 (m2) Tổng số khe bể 8, diện tích khe : FKhe = Ftongkhe/8 = 14.7/8= 1.8375 (m2) Bề rộng khe = (tiết diện khe)/(chiều dài khe)... sinh chiếm khoảng 65% hỗn hợp kh? ? Vmetan = 924,75 x 0,65 = 601,09 (m3/ngày) Tính ống thu kh? ?: Tốc độ kh? ? ống khoảng v = 10 (m/s) Đường kính ống dẫn kh? ?: Dkhi  4Qkhi  243600vkhi 4924,75... dòng Khoảng cách chắn kh? ? bên Khoảng cách từ thành bể đến vị trí mép chắn kh? ? b1 hbv b1 b2 bk D 2y X 500 1520 1170 190 500 443,3 1200 Tính tốn lượng kh? ? sinh ống thu kh? ?: Năng suất sinh kh? ? vào khoảng