(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN QUY TRÌNH sản XUẤT cồn, rượu sơ đồ CÔNG NGHỆ hệ THỐNG xử lý nước THẢI sản XUẤT cồn, rượu với CÔNG SUẤT 20 TRIỆU LÍTNĂM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG  BÀI TIỂU LUẬN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU LỚP: 11CDMT GVHD: TRẦN ĐỨC THẢO DANH SÁCH NHÓM Trần Thị Ngọc Ánh Trần Thị Trúc Linh Nguyễn Văn Hữu Quả Lê Thị Thanh Xuân TP.HCM, ngày 23 tháng 10 năm 2013 BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ NHÓM STT TÊN Trần Thị Ngọc Ánh Trần Thị Trúc Linh Nguyễn Văn Hữu Quả Lê Thị Thanh Xuân DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Các chất thải phát sinh trình sản xuất ngành cồn, rượu 16 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống hoạt động ngành sản xuất cồn rượu Hình 1.2: Sơ đồ khối hoạt động sản xuất cồn, rượu Hình 1.3: Nồi nấu cồn, rượu 11 Hình 1.4: Hệ thống lên men cồn, rượu 12 Hình 1.5: Thiết bị chưng cất cồn, rượu 12 Hình 1.6: Hỗn hợp xăng 13 Hình 1.7: Đồ uống có cồn 14 Hình 1.8: Thuốc sát trùng 14 Hình 1.9: Thuốc ngủ 15 Hình 2.1: Nước thải sau chưng cất cồn nhà máy rượu Bình Tây .17 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu .22 Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu 23 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cồn, rượu Việt Nam: 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn, rượu: 1.3 Ứng dụng cồn, rượu đời sống: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU 2.1 Các chất thải phát sinh trình sản xuất cồn, rượu cá 15 2.2 Các chất ô nhiễm nước thải chứa cồn ảnh hưởng đến ng 2.3 Quy trình xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU VỚI CÔNG SUẤT 20 TRIỆU LÍT/NĂM 21 3.1 Tính chất nguồn thải từ trình sản xuất cồn, rượu: 21 3.2 Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu: 22 3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu: 23 3.4 Tính tốn hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất cồn, rượu cơng suất 20 triệu lít/năm: 24 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 LỜI MỞ ĐẦU Trong tiến trình hội nhập phát triển ngành công nghiệp Việt Nam tạo bước ngoặt làm thay đổi mặt kinh tế Những năm gần đây, ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung ngành cơng nghệ chế biến cồn, rượu nói riêng có bước phát triển nhanh đem lại giá trị to lớn mặt kinh tế cho đất nước Cồn, rượu sản phẩm có giá trị sinh hoạt làm nguyên liệu cho nhiều ngành cơng nghiệp khác như: dược phẩm, hóa chất, chế biến gỗ, quốc phòng, y tế, Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích to lớn kinh tế, sở sản xuất cồn, rượu đem lại nhiều hệ xấu môi trường sinh thái chất lượng sống cộng đồng Mặt khác, cồn, rượu cịn dây chuyền thực phẩm địi hỏi chất lượng vệ sinh mơi trường Trong năm gần số sở sản xuất cồn, rượu ý tới việc xử lý nguồn thải Vì vậy,trong khn khổ tiểu luận, nhóm với đề tài “Quy trình sản xuất cồn rượu” đề cập tới số vấn đề liên quan quy trình sản xuất xử lý chất thải ngành chế biến cồn, rượu TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cồn, rượu Việt Nam: Cồn có hàm lượng ethanol cao (>70%) lên men công nghiệp, chia làm nhiều loại:  Cồn thực phẩm: loại độc tố aldehyde, methanol, furfurol,… Sản phẩm thương mại thường có độ cồn 96%, 98% 99.5% (cồn tuyệt đối)  Cồn công nghiệp: chưa loại độc tố Sản phẩm thương mại thường có độ cồn 90%, 96%, 98% Rượu có hàm lượng ethanol thấp cồn (1000 mg/l), làm giảm tải trọng hữu tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý hiếu khí diễn hiệu Xử lý sinh học kỵ 20 khí cịn áp dụng để xử lý loại bùn, cặn (cặn tươi từ bể lắng đợt 1, bùn hoạt tính sau nén…) trạm xử lý nước thải đô thị số ngành cơng nghiệp Phương pháp có ưu điểm lượng bùn sinh ít, tiêu tốn lượng (khơng cần sục khí) tạo điều kiện khí metan có giá trị lượng Q trình xử lý sinh học hiếu khí: Được ứng dụng có hiệu cao nước thải có hàm lượng cao BOD thấp Tùy theo cách cung cấp oxy mà trình xử lý sinh học hiếu khí áp dụng điều kiện tự nhiên hày điều kiện nhân tạo SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU VỚI CÔNG SUẤT 20 TRIỆU LÍT/NĂM 3.1 Tính chất nguồn thải từ trình sản xuất cồn, rượu: Nước thải từ sản xuất cồn, rượu chia làm nguồn chính:  Nước thải từ đáy tháp chưng thô (633.6 m3/ngày đêm): gồm bã rượu, nước thải gọi dịch hèm, bã thải có khoảng 25% chất thải rắn  Nước thải từ đáy tháp Aldehyl tháp tinh chế (280 m3/ngày đêm): chủ yếu este, dầu fusel, aldehyl,…  Nước thải vệ sinh thiết bị (80 m3/ngày đêm): cơng đoạn hịa trộn, ngâm trương nở, nấu ngun liệu, đường hóa, lên men, thải chủ yếu nước vệ sinh thiết bị với lưu lượng lớn Loại nước chứa nhiều cặn học, tinh bột, chất hữu cơ, … Với tổng lượng nước thải khoảng 1000 m3/ngày đêm 21 3.2 Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu: Nước thải Song chắn rác Hố thu Dd ki ềm NaOH Bể điều hịa Chlorine Máy thổi khí Chlorine Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải sản xuất ngành cồn, rượu 22 3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu: Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nước thải từ đáy tháp chưng thô, đáy tháp Aldehyl nước thải vệ sinh thiết bị, dụng cụ trình sản xuất cồn, rượu thu gom bể điều hịa Nước thải bơm chìm bơm lên bể lắng quy ống trung tâm Trước đó, nước thải trung hòa đường ống dung dịch kiềm NaOH Tại bể lắng 1, nước thải châm dung dịch Chlorine phá hủy mạch liên kết polymer bền chất hữu có nước thải Sau trộn với dung dịch phèn nhôm PAC để thực phản ứng keo tụ nhằm giảm nồng độ COD 23 chất rắn lơ lửng Dung dịch polymer châm vào bể lắng để thực chức trợ keo tụ, tạo cặn, dễ kết tủa Nước thải từ bể lắng tiếp tục theo máng thu bể trung gian qua bể Aerotank Tại nước thải xử lý sơ nhằm làm giảm nồng độ BOD5, giảm tải trọng hữu tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý hiếu khí diễn hiệu Đây cơng trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo nhờ vào vi sinh vật để oxy hóa sinh học chất ô nhiễm hữu dinh dưỡng có nước thải Lượng oxy cấp qua hệ thống thổi khí vận hành luân phiên Từ bể Aerotank, nước thải chảy tràn tới bể lắng qua bể trung gian tới thiết bị lọc áp lực nhằm tách màng vi sinh khỏi nước thải, làm nước Lượng bùn tách chuyển sang bể chứa bùn sân phơi bùn Phần nước sau lọc áp lực thu vào máng tràn đưa bể khử trùng Tại bể khử trùng nước thải châm dung dịch chlorine lần 2, nước thải làm thải môi trường Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam 3.4 Tính tốn hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất cồn, rượu cơng suất 20 triệu lít/năm: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: 1000 m3/ngày đêm Q 1000 Lưu lượng nước thải trung bình giờ: Qđh= 24 = 24 =41,66 m3/h Bể điều hòa: - Chọn thời gian lưu bể điều hịa 5h  Thể tích bể điều hòa: Wđh= Qk t= 41,66 5= 208,3 m3  Thể tích thực bể điều hịa : Wđht= 1,2 Wđh= 1,2 208,3=249,96 m3 24 - Chọn chiều sâu mực nước Hmn=4 m W 249, 96 • Diện tích bể: F= dh = = 62,49 m2 H mn • Chiều cao xây dựng bể: Hxd=Hmn + Hbv=4 + 0,5=4,5 m - Chọn chiều rộng bể điều hòa Bđh= 8m, chiều dài bể điều hịa Lđh=12m - Thể tích xây dựng bể điều hòa: W=Lđh Bđh Hxd = 12m 8m 4,5m Bể lắng - Chọn thời gian lắng bể lắng 1,5h - Thể tích tổng cộng bể lắng xây dựng theo công thức: W= Qh t= 41,66 1,5=62,49 m3 Bể Aerotank V A = 83, 672 - Chiều cao bể phản ứng: H= 33 = 8m - Tổng chiều cao bể: Htổng= H1 + H2 + H3 = + 1,5 + 0,5=10 m Trong đó: H1: chiều cao phản ứng H2: chiều cao phần lắng, H2 ≥ 1m, chọn H2 = 1,5m H3: chiều cao bảo vệ, H3 = 0,5m - Chọn chiều cao hữu ích bể 4m, chiều cao bảo vệ 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng: H= 4,5m - Chiều dài bể: L= 1,5m - Chiều rộng bể: B= 6m Kích thước bể xử lý sinh học hiếu khí: L B H= 15m 6m 4,5m 25 Bể lắng 2: Bể có nhiệm vụ lắng bơng bùn hoạt tính từ bể Aerotank đưa sang Một phần bùn lắng tuần hoàn trở lại bể xử lý sinh học hiếu khí Phần bùn dư đưa sang bể nén bùn - Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính 20 m3/m2.ngày, tải trọng chất rắn 5,5,kg/m2.h  Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt: A L = = 1000 =50 m2 LA 20 Q Trong đó: Q: lưu lượng trung bình ngày, m /ngày LA: tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày  As = Diện tích bề mặt lấy theo tải trọng chất rắn: (41, 66 + 37, 68).4750 (Q + Q ).MLSS h r Ls = 5, 5.1000 =68,52 m Trong đó: Qh: lưu lượng trung bình Qr: lưu lượng bùn tuần hồn trung bình giờ, Qr= 904, 38 24 =37,68 m3/ngày - Do As >AL nên tính theo tải trọng bề mặt • Đường kính bể lắng: D=  - Đường kính ống trung tâm: d= 20% D= 20% 9,34 = 1,87m Chọn chiều cao hữu ích: hL=4m, chiều cao lớp bùn lắng hB= 1,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m Vậy chiều cao tổng cộng:4 + 1,5 + 0,3=5,8m - Chiều cao ống trung tâm: h= 60% hL=60% 4=2,4m - Thời gian lưu nước bể lắng: 26  Thể tích phần lắng: VL = π π 2 2 (D – d ).hL = (9,34 – 1,87 ).4 = 262,9 m3 •  Thời gian lưu nước: t= Thể tích bể chứa bùn: Vb= As hB=68,52 1,5 =102,78 m3 Bể khử trùng - Lượng Chlorine sử dụng để khử trùng 1h a.Q 41,66 Chlorine= 1000 h = 1000 = 0,125 kg/h Trong đó: Q: lưu lượng trung bình a: liều lượng Chlorine, nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn: a=3g/m Vậy lượng Chlorine dùng cho ngày: 0,125 24 =3 kg/ngày 27 KẾT LUẬN Trong năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất cồn, rượu nước ta có nhiều bước phát triển đáng kể Nhờ có số sách đầu tư phát triển, sản lượng cồn, rượu nước ta không ngừng nâng cao đáp ứng nhu cầu nước xuất Tuy nhiên với phát triển cao sản xuất vấn đề ô nhiễm môi trường ngành sản xuất cồn, rượu ngày trầm trọng Một số nhà máy sản xuất có xây dựng hệ thống xử lý nhiều hạn chế kinh tế kỹ thuật nên chất lượng sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn cho phép Vì việc nghiên cứu tìm quy trình xử lý hiệu phù hợp cho nhà máy sản xuất cồn, rượu nhu cầu tất yếu cấp thiết Trong phạm vi tiểu luận, nhóm đề hệ thống xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu với cơng suất 20 triệu lít/năm, nước thải ngành sản xuất cồn, rượu chứa nhiều hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, hàm lượng COD, BOD cao nên việc kết hợp xử lý sinh học kỵ khí hiếu khí biện pháp xử lý hiệu 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS TS Phạm Văn Phước, Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt cơng nghiệp phương pháp sinh học, NXB Xây dựng, 2007 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2004 Lương Đức Phẩm, Giáo trình nấm men công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=641915215825 166&id=636232886393399 http://sachvaxanh.net/index.php/xu-ly-nuoc-thai-nganh-san-xuatbia-ruou-giai-khat/ http://www.cesti.gov.vn/su-kien-kh-cn/tan-dung-nuoc-thai-sau-chung4 cat-con-de-phuc-vu-chan-nuoi-v%C3%A0-nuoi-trong-thuysan/content/view/6142/466/90/1 29 ... 3.1: Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải sản xuất ngành cồn, rượu 22 3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu: Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất cồn, rượu. .. nhân tạo SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU VỚI CÔNG SUẤT 20 TRIỆU LÍT/NĂM 3.1 Tính chất nguồn thải từ trình sản xuất cồn, rượu: Nước thải từ sản xuất cồn, rượu chia... 2.3 Quy trình xử lý nước thải sản xuất cồn, rượu: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU VỚI CƠNG SUẤT 20 TRIỆU LÍT/NĂM 21 3.1 Tính chất nguồn thải từ q trình