Thiết kế HTXLNT sản xuất bia công suất 3000m3/ngày đêm

Thiết kế HTXLNT sản xuất bia công suất 3000m3/ngày đêm

TRƯỜNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG



ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI

Đề tài:

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2011

THIẾT KẾ HTXL NƯỚC THẢI

NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA

CÔNG SUẤT 3000M3/ngày đêm

GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh SVTH: Nguyễn Minh Đại MSSV: 08115055

Nguyễn Văn Nghiểm 08115020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc



Trong suốt thời gian thực hiện đồ án môn học này nhóm chúng em đã được quý Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô Bộ môn Công nghệ Môi trường giúp đỡ tận tụy và trao đổi những kinh nghiệm hết sức quý báu Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Sức đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích giúp chúng

Nhóm thực hiện

1 Đồ án môn học:

Thiết kế HTXLNT sản xuất bia công suất 3000 m 3 /ngày đêm

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

- Số liệu ban đầu: do GVHD cung cấp

- Nhiệm vụ:

+ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia công suất 3000m3/ng.đ + Tính toán các công trình đơn vị

+ Vẽ sơ đồ công nghệ và bể UASB + Thể hiện kết quả bằng bản vẽ kỹ thuật trên bản A3 và A1

3 Ngày giao đồán: 01/11/2011

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/12/2011

5 Giáo viên hướng dẫn:… ThS Nguyễn Thái Anh……….

Nội dung và yêu cầu Đồ án đã được thông qua Bộ môn Ngày tháng năm 2012 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Thái Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết:

Điểm bằng số: Điểm ghi bằng chữ:

Tp.HCM, ngày………….tháng……….năm 2012 (GV hướng dẫn ký tên và ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Điểm bằng số: Điểm ghi bằng chữ:

Tp.HCM, ngày………….tháng……….năm 2012

(GV ký tên và ghi rõ họ tên)

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA Ở VIỆT NAM

Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời 7000 năm trước công nguyên đã cóghi chép về sản xuất bia

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu củahoa houblon Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp mộtlượng lớn năng lượng cho cơ thể con người

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Bia được đưavào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy BiaSài Gòn và nhà máy Bia Hà Nội, ngành Bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm

Hiện nay do nhu cầu thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuấtbia đã có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhàmáy bia đã có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địaphương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng nước ngoài Công nghiệp biaphát triển kéo theo sự phát triển của ngành sản xuất khác

Tình hình sản xuất

Nămnăm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP,tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp bia đãphát triển với tốc độ tăng trưởng cao Năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầungười đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng

Hai tổng công ty Bia – rượu – nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn vịđóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành Bia Năng lực sản xuất bia chủyếu tập trung vào các thành phố lớn: Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, Hải phòng… nhưngnay các nhà máy sản xuất Bia càng phổ biến ở tất cả mọi tỉnh thành Do nhu cầu tiêuthụ bia ngày càng gia tăng, do mức sống ngày càng tăng

Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động mức tiêu thụ bia, rượu ở cácnước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu, bia nêntiêu thụ bình quân đầu người thấp Việt Nam không bị ảnh hưởng tín ngưỡng tôn giáo,thị trường nhu cầu tiêu thụ ngày càng gia tăng

1.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

1.2.1 Phương pháp sản xuất

Bia được sản xuất theo hai phương pháp lên men cơ bản:

- Phương pháp sản xuất truyền thống

- Phương pháp sản xuất hiện đại

Theo phương pháp lên men truyền thống, quá trình sản xuất bắt buộc phải quanhững giai đoạn chủ yếu sau đây:

- Đường hoá tinh bột thành đường nhờ enzym amylase của malt hoặc amylasecủa vi sinh vật(nếu sử dụng nguồn tinh bột thay thế malt)

- Lên men chính

- Lên men phụ, tạo sản phẩm

Theo phương pháp lên men hiện đại, các quá trình cũng tương tự như trên.Tuynhiên, có điều khác cơ bản là người ta tiến hành quá trình lên men chính và lên menphụ trong cùng một thiết bị Điều khiển quá trình lên men này bằng hệ thống làm lạnhcục bộ Bằng hệ thống lạnh được lắp đặt trong thiết bị lên men, người ta điều khiểnquá trình lên men chính, phụ xen kẽ và cuối cùng toàn bộ hệ thống được lên men phụ

Hiện nay, phương pháp lên men truyền thống vẫn được áp dụng trong sản xuất

và vẫn được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới

1.2.2 Nguyên liệu sản xuất bia

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 3 thành phần cơ bản: Malt đạimạch, hoa houblon và nước Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa sảnphẩm các nhà máy sản xuất thường dùng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu xuấtcủa quá trình sản xuất người ta thường sử dụng thêm một số chế phẩm enzyme

a Nước:

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó

có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởnghoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia Mặc

dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tantrong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chungthì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu Do đó, để đảm bảo sự ổnđịnh về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham giavào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định

b Malt đại mạch

Malt đại mạch vừa là tác nhân đường

hóa, vừa là nguyên liệu đặc trưng dụng sản

xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi

vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so với bia

được sản xuất từ malt của các loại hạt hoa thảo

khác

Bằng cách ngâmhạt lúa mạch vào trong

nước, cho phép chúng nảy mầm đến một giai

đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt ngũcốc đã mạch nha hóa (malt) Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tíchluỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym trong đại mạch Hệ enzym này giúpchuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan bền vững vào nướctham gia vàoquá trình lên men Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra cácmàu malt khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sảnxuất ra bia sẫm màu hơn

Malt dùng trongsảnxuấtbiavới2mụcđích,vừalàtácnhân đườnghóavừalànguyênliệu Trong sảnxuấtbiachủyếu làdùngmaltđạimạchvì:

- Đạimạchdễ điều khiểnquátrìnhươm mầm

- Đạimạchcho tỉlệenzym cânđối thíchhợpchocôngnghệ bia

- Vỏđại mạch dai nênnghiền ít nát và tạolớptrợlọcrất xốp

- Malt đại mạch cho biacóhương vị đặc trưng hơn so với cácloạimaltkhác

- Riêng đối vớimộtsốnướcthì đạimạch dễ trồnghơn so với các loạilúamạchkhác

c. Hoa houblon

Hoa houblon được con người biết đến và

đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN, là

nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất

bia Làm cho bia có vị đắng dễ chịu, hương

thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ

bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm

Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn và hoa đã thụ phấn

sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng bia Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khac nhau:

dạng hoa nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, không sử dụng 100% cao hoa

vì sẽ làm cho mùi, vị của bia bị giảm sút

Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng hoa nguyên và dạng viên Sử dụnghoanguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng, nhưng đồng thời cũng có nhược điểm

là giá thành cao, khó bảo quản

d. Nguyên liệu thay thế:

Trongcôngnghiệpsảnxuất bia,vớimụcđíchgiảm giá thànhvàđa dạnghóasảnphẩm, ngườita đãsử dụngmộtsố nguyênliệuthaythế maltđạimạch

 Nguyên liệugiàutinh bột:

Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu dạng hạt như đại mạch chưa nẩy mầm,tiểu mạch, gạo, ngô đã tách phôi để thay thế malt đại mạch

Lượng nguyên liệu thay thế được sử dụng tùy theo từng nước và từng loại bia

Có những nước cấm sử dụng nguyên liệu thay thế nhưng cũng có những nước sử dụngvới tỉ lệ cao (trên 50%) Khi sử dụng nguyên liệu thay thế để nấu bia với tỉ lệ cao cầnphải sử dụng thêm các chế phẩm enzym

 Các nguyên liệugiàu đường:

Các loại nguyên liệu giàu đường được bổ sung trực tiếp vào dịch đường ở giaiđoạn houblon hóa Có thể sử dụng các loại nguyên liệu sau để bổ sung: đường mía,đường củ cải, đường glucose, đường nghịch đảo, mật tinh bột, Không nên sử dụngđường với tỉ lệ lớn để thay malt trong nấu bia vì khi đó sẽ làm thay đổi lớn tỉ số giữacác chất đường và không đường, kết quả sẽ làm giảm chất lượng của bia

Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thểđược lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, Men bia sẽ chuyển hoá đường thuđược từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit (CO2) Bia Sài Gòn, với công nghệsản xuất hiện đại hiện sử dụng loại men được nuôi cấy có độ tinh khiết cao, đảm bảo

sự ổn định và đồng bộ trong sản phẩm của mình

1.2.3 Quy trình sản xuất bia

Bia là sản phẩm thực phẩm thuộc loại đồ uống có độ cồn thấp, thu được bằngcách lên men bia ở nhiệt độ thấp dịch đường ( chế biến từ malt đại mạch và các hạtgiàu tinh bột như gạo, bắp…) cùng với nước và hoa houblon Tất cả các loại bia đềuchứa một lượng cồn từ 1,8-7% so với thể tích và khoảng 0.3-0.5% khí CO2 tính theotrọng lượng Đây là hai sản phẩm chính của quá trình lên men bia từ các loại dịch

đường đã được houblon hoá , được tiến hành do một số chủng đặc hiệu của nấm mensaccharomyces Ngoài ra trong bia còn chứa các hợp chất khác, một số là sản phẩmphụ của quá trình lên men, một số là sản phẩm của quá trình tương tác hoá học, phầncòn lại là những cấu tử, hợp phần của dịch đường không bị biến đổi trong suốt quátrình công nghệ Tất cả những cấu tử này tuỳ vào mức độ và vai trò đều trực tiếp thamgia vào việc định hình hương vị và nhiều chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm Vớihương thơm dặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon, các chất khoáng, chất tạohương… ở tỷ lệ cân đối đã tạo cho bia có một hương vị đậm đà mà không hề thấy ởcác sản phẩm khác Nhân tố tạo ra tính độc đáo của bia trước hết là do đặc tính củanguyên liệu sau đó là do tính chất của quá trình công nghệ

Công nghệ sản xuất bia là quá trình phức tạp dù được thực hiện thủ công hay

tự động hoá thì đều phải trải qua các giai đoạn :

- Chế biến dịch đường, houblon hoá

- Lên men chính để chuyển hoá dịch đường thành bia non , lên men phụ vàtang trữ bia non thành bia tiêu chuẩn

- Lọc trong bia , đóng bao bì , hoàn thiện sản phẩm …

A/ Sản xuất dịch đường houblon hoá :

Sơ đồ công nghệ sản xuất dịch đường houblon hoá bao gồm :

 Làm sạch và đánh bóng malt

 Nghiền malt :

 Đập nhỏ hạt ra thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước , thúcđẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân nhanh và triệt để hơn

 Có 3 cách tiến hành nghiền malt: nghiền khô, nghiền ẩm, nghiền nước

 Đường hóa nguyên liệu

 Nguyên liệu sau khi đã nghiền nhỏ sẽ được hoà trộn với nước ở trong thiết

bị đường hoá Lượng nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủngloại bia và đặc tính kỹ thuật của hệ thống thiết bị

 Trong môi trường giàu nước các hợp chất thấp phân tử sẽ hoà tan vào nướctrở thành chất chiết của dịch đường sau này, các hợp chất cao phân tử nhưtinh bột, protein sẽ bị tác động bởi các nhóm enzyme tương ứng khi nhiệtđộkhối dịch được nâng đến điểm thích hợp dưới sự xúc tác của hệ enzymethuỷ phân các hợp chất cao phân tử sẽ bị cắt thành sản phẩm thấp phân tử

và hoà tan vào nước trở thành chất chiết của dịch đường

 Ở phân đoạn sản xuất dịch đường thường được bố trí các loại thiết bị chínhsau: thiết bị phối trộn, thiết bị đường hoá, thiết bị lọc, thiết bị đun dịchđường với hoa houlon, thiết bị tách bã hoa …

 Lọc bã malt: sau khi đường hoá kết thúc , bao gồm 2 hợp phần: pha rắn và phalỏng

 Thành phần pha rắn bao gồm các cấu tử không hoà tan của bột nghiền cònpha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly từ malthoà tan trong đó Pha rắn gọi là bã malt còn pha lỏng gọi là dịch đường

 Mục đích của quá trình này là tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để tiếp tục cácbước tiếp theo của quá trình còn pha rắn loại bỏ ra ngoài

 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 và các thành phần khác củahoa houblon vào dịch đường để làm nó có vị đắng và hương thơm dịu củahoa – đặc trưng của bia

 Polyphenol khi hoà tan vào dịch đường ở nhiệt độcao sẽ tác dụng với vớicác hợp chất protein tạo thành các phức chất màng nhầy dễ kết lắng sẽ kéotheo các phần tử cặn lắng theo

 Trường độ đun sôi với hoa phụ thuộc chất lượng nguyên liệu, cường độđun, nồng độ chất hoà tan… và nằm trong khoảng từ 1,5-2,5h

 Làm lạnh và tách cặn dịch đường

( Dịch đường: bao gồm nước và các cấu tử hoà tan, chất chiết: cấu tửhoà tanchứa 93% chất hữu cơ 7% chất vô cơ)

B/ Lên men chính lên men phụ và tàng trữ bia:

Lên men là giai đoạn quyết định đề chuyển hoá dịch đường houblon hoá thànhbia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động của chúng

 Lên men chính: một lượng lớn cơ chất trong dịch đường bị nấm men hấp thụtạo thành rượu etylic, khí CO2các hợp chất dễ bay hơi… một phần nhỏ bị kếtlắng và phải loại bỏ ra ngoài

 Lên men phụ và tàng trữ bia: ở giai đoạn này các quá trình sinh hoá lý xảy rahoàn toàn giống quá trình lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn vì nhiệt độthấp hơn và lượng nấm men cũng ít hơn, đây là quá trình nhằm chuyển hoá hếtphần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong bia non

 Làm trong bia: sự hiện diện của các hạt dạng keo, nấm men, nhựa đắng… gópphần làm giảm độ bền của bia do đó làm trong giúp tăng thời gian bảo quản khilưu hành trên thị trường

 Chiết bia vào chai: chai đựng bia phải làm từ thuỷ tinh chất lượng cao có màucaphe hoặc xanh nhạt

Quy trình sản xuất bia:

Malt khô Xay nghiền Phế liệu

Lọc trongBia tươiLàm nguội

Ngâm nấu đường hóa

Hơi nước

Xử lýNén

Không khí

CO2

Chương 2: NƯỚC THẢI BIA

2.1 CÁC NGUỒN THẢI TỪ NHÀ MÁY BIA

Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không bị ônhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại

Nước thải từ bộ phận nấu - đường hoá, chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bểchứa, sàn nhà … nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ, …

Nước thải từ hầm lên men là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,đường ống, sàn nhà, xưởng, … có chứa bã men và chất hữu cơ

Nước thải rửa chai, đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớntrong công nghệ sản xuất bia Về nguyên lý để đóng chai thì phải được rửa qua cácbước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 -3 % NaOH), tiếp đó

là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên trong

và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nước lạnh Do đó, dòng thải củaquá trình rửa chai có độ ph cao vào làm cho dòng thải chung có giá trị pH kiềm tính

Tính chất nước thải nhà máy bia

Đặc trưng nước thải nhà máy Bia: hàm lượng các chất hữu cơ protein vàcacbonate cao, tỉ số BOD5/COD cao, hàm lượng N, P cao Nước thải từ quá trình sảnxuất Bia có thành phần, tính chất và nhiệt độ không ổn định phát sinh từ nhiều nguồnkhác nhau Các nguồn nước thải chủ yếu:

 Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ:

Đây là loại nước thải ô nhiễm nặng Nước thải phát sinh từ công nghệ lọcphèn nên chúng bị nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm, các vi sinh vật

 Nước thải lọc dịch đường:

Nước thải này thường bị nhiễm bẩn hữu cơ, lượng Gluco trong nước nàycũng ở mức cao, là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinhvật Ngoài ra nước thải lọc dịch đường có độ đục và độ màu khá cao

 Nước thải từ các thiết bị goải nhiệt được xem như là sạch nhưng có nhiệt độcao khoảng 45- 500C có thể có một lượng dầu mỡ nhưng không đáng kể

 Nước rửa chai: đây là dòng thải có độ kiềm cao

MaltGạo

2.2 THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI

Tải lượng ô nhiễm trong nước thải bia là 6-8 kgBOD5, 9-30 kgCOD, 2-4 kg cặn

lơ lửng… cho 1000 lít bia Các nghiên cứu về thành phần, tính chất nước thải sản xuấtbia cho thấy hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải tại cơ sở sản xuất bia lớn hơnquy chuẩn cho phép rất nhiều lần Kết quả phân tích được tại một số nhà máy bia:

158- 1530

Bảng 2.1 Tổng hợp tính chất nước thải một số nhà máy Bia.

 Chú thích:

A:Lâm Minh Triết- Kỹ thuật môi trường- bảng 7.5

B: Nhà máy Bia Sài Gòn- Bình Dương, KCN Tân Đông Hiệp B, Dĩ An, Bình Dương

C, G: Trần Văn Nhân- Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nướ thải

D: Công ty TNHH Bia Huế- Thừa Thiên Huế

E: Lê Gia Huy, Giáo trình công nghệ vi sinh vật xử lý nước thải

F: Công ty Bia Hà Nội- Vũng Tàu

Chương 3: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1.1 Phương pháp cơ học

Đây là một trong những phương pháp rẻ tiền mà hiệuquả chấp nhận được Cáccông trình tiêu biểu trong phương pháp cơ học chủ yếu như: Song chắn rác, máynghiền rác, lưới lọc rác, bể điều hòa, bể lắng cát, bể lọc nhanh, bể tuyển nổi…

3.1.1.1 Song chắn rác

Mục đích: Song chắn rác được sử dụng nhằm mục đích tách các loại rác rưởi

và tạp chất không tan có kích thước lớn ra khỏi nước thải Song chắn rác giúp bảo vệcác thiết bị máy móc như bơm, hệ thống đường ống, các công trình thuộc các côngđoạn xử lý tiếp theo

Phân loại: Theo kích thước khe hở giữa các thanh song chắn thì có 3 loại là:

loại lớn, loại trung bình và loại nhỏ.Theo đặc điểm cấu tạo thì chia làm 3 loại: loại cốđịnh, loại di động, loại hợp nhất với máy nghiền rác.Theo phương pháp lấy rác thì chiathành 2 loại: loại thủ công khi lượng rác nhỏ hơn 0,1 m3/ng.đ và loại cơ giới khi lượngrác lớn hơn 0,1 m3/ng.đ

3.1.1.2 Máy nghiền rác

Mục đích: Nghiền chất thải rắn có kích thước lớn không cần loại khỏi dòng

nước thải Tạo kích thước đồng đều

Vị trí đặt máy nghiền rác: Đặt máy nghiền rác song song với song chắn rác Chỉ

sử dụng máy nghiền rác và luôn luôn đặt ở mương dẫn nước vào

3.1.1.3 Bể điều hòa

Mục đích: Chức năng của bể điều hòa là điều hòa lưu lượng và/hoặc nồng độ

các chất bẩn trong nước thải Kiểm soát và pha loãng các chất độc hại nhằm tránh ảnhhưởng tới các công trình xử lý sinh học phía sau Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinhhọc do nó hạn chế hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải

về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ Ngoài chức năng điều hòa, việc khuấytrộn trong bể điều hòa còn giúp tránh lắng cặn, tham gia làm thoáng sơ bộ, tăng hiệusuất lắng ở bể lắng đợt 1, oxy hóa một phần các chất hữu cơ

Phân loại: Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng Vị trí nằm trực tiếp trên đường

chuyển động của dòng chảy.Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu Vị trí có thể nằm trựctiếp trên đường vận chuyển của dòng chảy hoặc ngoài đường đi của dòng chảy

3.1.1.4 Các quá trình lắng

Lắng là một tập hợp gồm các quá trình lắng như: lắng cát, lắng ngang, lắng đứng…

Mục đích: Loại bỏ chất hữu cơ trong bể lắng đợt 1 Loại bỏ cặn bùn sinh học

(bùn hoạt tính,màng vi sinh) ở bể lắng 2 Loại bỏ các bông cặn trong quá trình keo tụtạo bông Nén bùn trọng lực nhằm làm giảm độ ẩm của bùn

Phân loại: tùy thuộc vào bản chất của các hạt chất bẩn không tan và nồng độ

của nó trong nước thải thì người ta phân làm 4 vùng lắng

3.1.1.5 Bể tuyển nổi

Mục đích: Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm

loại bỏ các tạp chất không tan trong nước và khó lắng Tuyển nổi được sử dụng táchcác chất tan như chất hoạt động bề mặt Tuyển nổi áp dụng để xử lý nước thải củanhiều ngành sản xuất như: chế biến dầu mỏ, tơ sợi nhân tạo, giấy, da, hóa chất, cao su,thủy sản…

3.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Thực chất của phương pháp hóa lý là sự kết hợp giữa phương pháp vật lý vàphương pháp hóa học

Trong xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý thì có các công trình chủ yếusau: keo tụ tạo bông, khuấy trộn, hấp phụ, trao đổi ion…

3.1.2.1 Keo tụ tạo bông

Mục đích: Mục đích của keo tụ tạo bông là khử các chất ô nhiễm dạng keo

(phá vỡ thế ổn định của hạt keo) nhằm liên kết chúng lại với nhau, tạo nên các bôngcặn lớn có thể lắng trọng lực Qúa trình keo tụ tạo bông áp dụng loại bỏ các chất rắn lơlửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ

Các chất đông tụ thường dùng là các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng,trong thực tế người ta thường dùng:Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl,KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.H2O

3.1.2.2 Khuấy trộn

Mục đích: Trộn lẫn hoàn toàn giữa chất này với chất khác Khuấy trộn duy trì

các chất rắn lơ lửng ở trạng thái lơ lửng Khuấy trộn các giọt chất lỏng ở trạng thái lơlửng Khuấy trộn các giọt chất lỏng ở trạng thái lơ lửng, trộn lẫn các chất lỏng, tạobông cặn, trao đổi nhiệt…

Phân loại: Khuấy trộn nhanh, liên tục: Thời gian khuấy từ 30 giây trở xuống

nhằm trọn các hóa chất vào nước Khuấy liên tục để giữ các hạt chất rắn, lỏng trong bể

ở trạng thái lơ lửng, quá trình khuấy trộn này có thể diễn ra bởi các thiết bị khuấy cơhọc, khuấy khí động học, khuấy tĩnh và bơm

3.1.2.3 Hấp phụ

Mục đích: Loại bỏ triệt để nức thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý

được bằng các phương pháp khác Loại bỏ chất hữu cơ rất khó phân hủy sinh họcnhưng có thể dễ dàng nhờ quá trình hấp thụ Khử mùi là mục đích khác của hấp thụ.Chất hấp phụ chủ yếu là than hoạt tính

3.1.2.4 Trao đổi ion

Mục đích: Dùng để tách các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd…cũng

như các hợp chất như Arsen, Phospho, Cyanua, Chất phóng xạ…ra khỏi nước Đây làphương pháp được ứng dụng rộng rãi để khử muối, tách muối và nước thải Trao đổiion là một quá trình trong đó các ion bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điệntích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau

3.1.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý bằng phương pháp hóa học là một phương pháp hiệu quả nhưng vấn đềkinh tế và kỹ thuật thì lại đòi hỏi cao, cần có những người có chuyên môn mới có thể

xử lý tốt được

Trong phương pháp này cần kể tới như: phương pháp trung hòa, phương phápoxy hóa khử, phương pháp trao đổi, phương pháp kết tủa, khử trùng…

3.1.3.1 Trung hòa

Mục đích: tránh ăn mòn, ngăn ngừa hiện tượng xâm thực Loại bỏ các kim loại

nặng Tránh ảnh hưởng tới các công trình xử lý sinh học phía sau Nước thải được coi

là trung hòa nếu pH=6,5-8,5 Nước thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa

và đưa pH về khoảng như trên

3.1.3.2 Oxy hóa khử

Mục đích: Khử sắt trong nước ngầm Xử lý nước thải chứa các hợp chất hóa

học khó phân hủy Khử trùng Oxy hóa các chất ô nhiễm độc hại, khó có khả năng xử

lý sinh học thành sản phẩm không độc hại hoặc ít độc hại hơn, có khả năng phân hủysinh học hay thuận lợi cho quá trình hấp phụ

3.1.3.3 Quá trình làm mềm nước

Mục đích: Qúa trình làm mềm nước bằng phương pháp hóa học

Cơ sở của phương pháp: Đưa các hóa chất có khả năng kết hợp với các ion

Ca2+, Mg2+, có trong nước tạo thành các chất kết tủa và loại trừ chúng bằng biện pháplắng lọc

Các biện pháp làm mềm: Làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sô đa Làm

mềm nước bằng trinatriphophat (Na3PO4)

3.1.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

3.1.4.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trongnước thải cũng như một số chất vô cơ như: H2S, Sunfit, Ammonia, Nito…Dựa trên cơ

sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật sửdụng chất hữu cơ và một số chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển

Phân loại: Phương pháp kỵ khí sử dụng nhom vi sinh vật kỵ khí hoạt động

trong điều kiện không có oxy Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếukhí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục

3.1.4.2 Một số bể sử dụng phương pháp sinh học

1 Bể Aeroten:

Bể aerotank là một bể được sử dụng khá phổ biến trong kỹ thuật xử lý nướcthải, trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trìnhphân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việcsục khí liên tục nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục vàduy trì ở trạng thái liên tục

Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc: Tỉ số giữa lượngthức ăn và lượng vi sinh vật Tỉ số F/M, nhiệt độ, tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh

lý của vi sinh vật, nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất, lượngcác chất cấu tạo tế bào, hàm lượng oxy hòa tan

Khi thiết kế bể SBR không cần xây dựng bể điều hòa, bể lắng 1, bể lắng 2, cóthể áp dụng để khử nitơ, phốtpho rất tốt Tuy nhiên lại tốn thời gian và vận hành kháphức tạp.

2 Mương oxy hóa

Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn, làmviệc theo chế độ làm thoáng kéo dài, hỗn hợp bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thảichuyển động tuần hoàn liên tục trong mương

3 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Phương pháp này dòng nước được chảy từ trên xuống qua tầng vật liệu lọc, lọcsinh học nhỏ giọt gồm một bể tròn hay bể chữ nhật có chứa lớp vật liệu lọc(đá, ốngnhựa, miếng nhựa,…) Nước thải được tưới liên tục hay gián đoạn từ một ống phânphối thích hợp đặt bên trên bể

Vật liệu lọc thường dùng là: Đá, than, xỉ, plastic

4 Bể UASB

Đây là một bể áp dụng quá trình kỵ khí và nó cũng là một công trình được sửdụng khá phổ biến hiện nay

Ưu điểm : Cả 3 quá trình : phân hủy – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong

cùng một công trình tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tóc độlắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng Ít tốn năng lượng vận hành Ítbùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn Bùn sinh ra dễ tách nước

5 Hồ sinh học

Hồ sinh học còn gọn là hồ ổn định nước thải xử lý nước thải trong các ao hồ ổnđiịnh là phương pháp đơn giản nhất được sử dụng từ xa xưa, phương pháp này khôngyêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệuquả tốt

Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch củanguồn nước chủ yếu là các vi sinh vật, và các động vật thủy sinh khác, các chất ônhiễm bị phân hủy thành chất khí và nước

Tùy theo nồng độ oxy hòa tan có trong hồ, hệ thống hồ sinh vật được phân loạithành: hồ hiếu khí, hồ tùy nghi, hồ kỵ khí

3.1.5 Một vài phương pháp xử lý nước thải Bia

Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng chất hữu

cơ cao ở trạng thái hòa tan và trạng thải lơ lửng, trong đó chủ yếu là hidratcacbon,protein và các acid hữu cơ, là các chất có khả năng phân hủy sinh học Tỉ sốBOD/COD nằm trong khoảng 0,5 ÷0,7 nên chúng thích hợp với phương pháp xử lýsinh học Tuy nhiên trong những trường hợp thiếu các chất dinh dưỡng như nitơ,phospho cho các quá trình phát triển của vi sinh vật cần phải bổ sung kịp thời

Xử lý sơ bộ nước thải Bia

Nước thải rửa chai và téc cần qua một sang tuyển để loại bỏ mảnh thủy tinh vỡ

và nhãn giấy Nước thải sản xuất hỗn hợp cần cho các bể tách dầu trước khi xử lý sinhhọc

Nước thải sản xuất và vệ sinh tập trung vào một hệ thống được xử lý bằng bểsục một giai đoạn nước làm lạnh và nước mưa thải vào nơi tiếp nhận không cần xử lý

Phương pháp sinh học

a Phương pháp bùn hoạt tính(Aeroten):

Khi áp dụng phương pháp này cần lưu ý, các bể Aeroten rất khó vận hành đểđạt được hiệu suất xử lý cao khi các chất hữu cơ trong nước thải có hàm lượng cao, sẽgây ra hiện tượng khó lắng bùn Nước thải nhà máy bia có chứa rất nhiều nấm men docông đoạn rửa nấm men, lọc và tách bã men Khi vận hành sản xuất, cố gắng giảm sựrơi vãi của nấm men Phương pháp này áp dụng với tải trọng 0,05 – 0,1 kgBODkgbùn/ngày

b.Phương pháp màng sinh học hiếu khí:

Thiết bị bao gồm: một bể hình tháp, nạp các chất mang làm bằng nhựa, lõi ngô,

vỏ bào, vỏ đậu phộng Chất mang bằng nhựa thường sử dụng được lâu Thích hợp nhàmáy có tải trọng thể tích 1 ÷ 1,6kgBOD/m3.ngày và tải trọng làm bùn 0,6 ÷0 ,64kg/m3.ngày

c Hồ sinh học hiếu khí:

Khi vận hành không khí được cung cấp liên tục Tải trọng hồ hiếu khí thường0,025 ÷0,003kgBOD/m3.ngày Nước sau khi được xử lý từ hồ hiếu khí qua bể lắng.Nước sẽ được hoàn lưu cho các quá trình làm nguội hay rửa sàn nhà sản xuất

d Phương pháp kỵ khí

e Phương pháp yếm khí kết hợp hiếu khí.

3.2 LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.2.1 Cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ:

Khi lựa chọn một công nghệ xử lý nước thải cần phải căn cứ vào các yêu cầu sau:

 Lưu lượng, thành phần và tính chất của nước thải

 Diện tích mặt bằng hiện có, cũng như các điều kiện mà nhà máy có thể chấpnhận

 Tiêu chuẩn đầu ra của dòng thải

 Đặc tính của nguồn tiếp nhận

 Kinh phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành

 Đảm bảo khả năng xử lý khi nhà máy mở rộng sản xuất…

3.2.2 Các thông số ảnh hướng chính đến việc lựa chọn công nghệ XLNT:

 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD: là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt

động để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng thể hiện mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ

Chỉ tiêu BOD được dùng rộng rãi để:

 Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hưu cơ

có trong nước thải

 Xác định kích thước thiết bị xử lý

 Xác định hiệu suất của một số quá trình

 Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải

 Nhu cầu oxy hóa học COD : là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ

và một phần các chất hữu cơ có trong nước thải Chỉ tiêu BOD không phản ánh hết khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể

bị oxy hóa trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp Do vậy, chỉ tiêu COD có giá trị cao hơn giá trị BOD

Tỷ số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ hay nói cách khác tỷ số BOD/COD càng gần 1 thì nước bị ô nhiễm hữu cơ càng lớn

 Hàm lượng chất rắn lơ lửng là chỉ tiêu để tính toán các bể lắng và xác định số

lượng cặn lắng Sự tồn tại của cặn lắng lơ lửng trong công trình xử lý sinh học

sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất của quá trình xử lý, do đó nước thải cần phải được loại bỏ cặn trước khi đi vào bể xử lý sinh học (đối với bể aerotank thìlượng cặn lơ lửng trước khi vào bể này không vượt quá 150mg/l; với bể UASB thì lượng cặn có thể lên tới 3000mg/l)

 Trị số pH: cho biết nước thải có tính trung hòa, tính acid hay tính kiềm Quá

trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm vớii sự giao

nước thải vào Máy tách rác

3.3 MỘT SỐ QUY TRÌNH XLNT NHÀ MÁY BIA ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG:

 Quy trình XLNT nhà máy Bia Sài Gòn- KCN Tân Đông Hiệp B- Dĩ An - BìnhDương

 Quy trình XLNT nhà máy bia Bavane Lieshout, Hà Lan

( 1)bể chứa; (2)bể Axit hoá; (3) bể UASB;

(4) bể tiếp xúc; (5)bể aerotank ; (6)bể lắng 2

 Công nghệ xử lý ở nhà máy bia Đông Nam Á (SEAB) :

Song chắn rác Cống thu gom

• Công suất 600m3/ngày đêm

• Nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B

Công nghệ xử lý ở công ty Bia Huế :

Nước thải

Nguồn tiếp

nhận

3.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XLNT NHÀ MÁY BIA

3.4.1 Thông số ô nhiễm nước:

Bảng 3.1 Tính chất nước thải vào và ra nhà máy bia công suất 3000m 3 /d.

3.4.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ ( trang kế).

Sơ đồ công nghệ

Nước thải từ các khâu sản xuất và sinh hoạt được thu gom vào hệ thống cốngdẫn vào trạm xử lý.

Đầu tiên, nước qua song chắn rác để loại rác, cặn, nắp chai, miểng chai cókích thước lớn Sau đó, rác sẽ được thu gom và chở đến bãi rác để xử lý

Nước thải sau khi qua song chắn rác được dẫn đến hố gom rồi qua lưới chắn ráctinh nhằm loại bỏ một lượng lớn cặn, bã hèm giúp giảm tải, tránh gây tắc nghẽn chocác công trình phía sau

Nước từ hố gom được bơm vào bể điều hoà để ổn định lưu lượng, nhiệt độ vànồng độ chất ô nhiễm của nước thải, giảm kích thước các công trình phía sau Trong

bể điều hoà có bố trí hệ thống phân phối khí nhằm tránh các hạt cặn lơ lửng lắngxuống, tránh sinh mùi hôi

Tiếp đến nước thải được đưa vào bể tuyển nổi nhằm giảm lượng cặn để đảmbảo nước thải vào công trình xử lí sinh học phía sau có SS < 150 mg/l, để đảm bảohiệu quả của công trình

Bể trung hòa, tại đây nươc thải được châm hóa chất để điều chỉnh pH nước thảiđến giá trị phù hợp trước khi vào bể UASB

Nước thải sau đó được dẫn qua các công trình xử lý sinh học

Tại bể kị khí UASB nhờ hoạt động phân huỷ của các VSV kị khí biến đổi chấthữu cơ thành các dạng khí sinh học, chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải làcác chất dinh dưỡng cho các VSV

Sự phát triển của VSV trong bể thường qua 3 giai đoạn :

+ Giai đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợpchất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ nhưMonosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động

+ Giai đoạn 2 : Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơngiản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit lànhóm vi khuẩn axit focmo

+ Giai đoạn 3 : Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit acetic thànhkhí mêtan và cacbonic Nhóm vi khuẩn này gọi là Mêtan Focmo Vai trò quan trọngcủa nhóm vi khuẩn mêtan focmo là tiêu thụ hydrô và axit acetic, chúng tăng trưởng rấtchậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khí khí mêtan và cacbonicthoát ra khỏi hỗn hợp

Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ pH Cácyếu tố sinh vật như: số lượng và khả năng hoạt động phân hủy của quần thể vi sinh vật

có trong bể

Việc làm giảm bớt nồng độ ô nhiễm hữu cơ ở bể UASB giúp cho bể hiếu khí(Aerotank) hoạt động hiệu quả hơn vì nồng độ COD đã giảm nhiều, hiệu quả xử lýtheo COD từ 60÷80%

Sau khi qua bể kị khí nước thải tiếp tục đến bể Aerotank Tại bể Aerotank, cácchất hữu cơ còn lại sẽ được phân huỷ bởi các VSV hiếu khí, hiệu quả xử lý của bểAerotank dạt từ 75-90% và phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ oxy,lượng bùn…Nước thải sau khi qua bể Aerotank các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học

bị loại hoàn toàn, còn lại chất khó phân huỷ

Sau thời gian lưu nước nhất định nước được đưa sang bể lắng II để lắng cácbông bùn hoạt tính

Bùn từ đáy bể lắng II được đưa vào hố thu bùn có 2 ngăn một phần bùn trong

bể sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong

bể, phần bùn dư dược đưa qua bể nén bùn

Tại bể nén bùn bùn dư được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích của bùn.Bùn hoạt tính của bể lắng II có độ ẩm cao 99-99,3% vì vậy cần phải thực hiện nén bùn

Lưu lượng thiết kế: Qtk= 3000m3/ng.đ

Lưu lượng trung bình giờ: = 125m3/h

Lưu lượng trung bình giây:= 34,72l/s

Lưu lượng lớn nhất giờ:

Trong đó:K cb là hệ số không điều hòa chung của nước thải

Bảng 4.1.Hệ số điều hòa chung (TCXDVN 51:2008)

Ko (max) 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44

Lưu lượng giờ lớn nhất: = 125m3/h x 1,9 = 225m3/h

Bảng 4.2 Thông số nước thải đầu vào

4.1.2 Tính toán:

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất

Số khe hở của song chắn rác:

• ko : hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơgiới, ko = 1,05.

• h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu mực nướctrong mương dẫn Chọn h = 0,1m

• Vmax : tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượnglớn nhất, từ 0,6 ÷ 1,0 m/s Chọn Vmax = 1 m/s.[3]

= 34.65 Chọn n = 35 khe

Chiều rộng song chắn rác:

Bs = S(n – 1) + b.n = 8×(35-1)+20×35 = 972mm chọn Bs = 1,0m

Trong đó:

• S: là bề rộng thanh đan hình chữ nhật, chọn S = 8mm

• (n-1) : số thanh đan của song chắn rác

Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượngnước thải Qmax = 0.066 m3/s Vận tốc nước không được nhỏ hơn 0,3 m/s.[5]

• ξ : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh songchắn được tính bởi:

β : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh Hình chữ nhật với bề mặt tròn β = 1,83

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:

Sau khi qua song chắn rác thì nồng độ chất rắn lơ lửng, BOD5 giảm 4%.Vậy nồng độ

SS, BOD5 của nước thải còn lại:

4 Chiều rộng song chắn m 0,7

5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0.41

6 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn m 0.21

7 Chiều dài mương đặt song chắn m 1.82

Với t: thời gian lưu trong hầm tiếp nhận, t = 10-30 phút.Chọn t = 20 phút

Chọn chiều sâu hữu ích của bể hi= 3.5 m

Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0.5m

Vậy chiều sâu tổng cộng của hầm tiếp nhận:

H = 3.5m + 0.5m = 4.0(m)

Diện tích hầm tiếp nhận:

S = = = 22.62 (m2)

 chọn S = 24 (m2)

Chọn chiều dài hầm l = 6m và chiều rộng w = 4

Tính toán bơm để bơm sang hệ thống xử lý phía sau:

Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm thu gom có Qb= Qhmax= 237.5(m3/h),

Công suất của bơm

Qmax: Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất.

H: Cột áp của bơm, H = 10mH2O (Cột áp H= 8÷10m)

ρ:Khối lượng riêng của chất lỏng, ρ = 1000kg/m3

g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2

η: Hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0,93 Chọn η = 0,8

Công suất thực tế của bơm(với hệ số an toàn là 1,2)

Tính toán ống dẫn nước:

Đường kính ống dẫn nước thải lên song chắn rác tinh

Lưu lượng nước thải Qmax =137.5m3/h

= 0,2(m)

Trong đó:

• Q : Lưu lượng tính toán nước thải (m3/ng.đ)

• v : vận tốc nước vào( có bơm từ 1 – 2 m/s), chọn v = 2 m/s

Bảng 4.5 :Bảng tổng kết số liệu thiết kế hầm tiếp nhận

1 Chiều rộng hầm tiếp nhận (W) m 4

3 Chiều sâu hầm tiếp nhận (H) m 3.5+ 0.5 = 4

4.3 SONG CHẮN RÁC TINH:

4.3.1 Nhiệm vụ:

Giữ lại các thành phần rác có kích thước nhỏ

4.3.2 Tính toán:

Bảng 4.6:Thông số thiết kế lưới chắn rác tinh (hình nêm)

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5 - 25 5 - 25

Tải trọng, l/m2.phút 400 - 1200 600 - 4600

Kích thước mắt lưới, mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5