Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Ngơ Thị Nguyệt Ánh Giảng viên hƣớng dẫn : PGS.TS Trần Hồng Côn ThS Nguyễn Thị Mai Linh HẢI PHÕNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY BIA CƠNG SUẤT 3000 m3/ngày đêm KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Ngô Thị Nguyệt Ánh Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Hồng Côn ThS Nguyễn Thị Mai Linh HẢI PHÕNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Ngô Thị Nguyệt Ánh Mã SV: 110834 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3/ngày đêm NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Ngô Thị Nguyệt Ánh Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất malt 10 Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ tổng quát sản xuất bia 18 Hình 3.1: Sơ đồ phương án thiết kê 34 Hình 3.2: Sơ đồ phương án thiết kế 36 Hình 4.1: Sơ đồ song chắn rác 42 Hình 4.2: Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc hoạt động bể UASB 55 Hình 4.3: Tấm chắn khí hướng dịng UASB 57 Hình 4.4: Sơ đồ làm việc hệ thống bể Aerotank 71 Hình 4.5: Sơ đồ hệ thống phân phối khí bể Aerotank 77 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại đặc điểm kiểu bia Bảng 1.2: Sản lượng bia giới giai đoạn 2001-2006 Bảng 1.3: Tình hình tiêu thụ bia giới năm 2007 Bảng 1.4: Sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam giai đoạn từ 1980 – 2010 Bảng 1.5: Một số công ty lớn ngành sản xuất bia Bảng 1.6: Các tiêu nước cấp công nghiệp sản xuất bia Bảng 1.7: Các thành phần malt khơ 12 Bảng 1.8: Thành phần hoa houblon 14 Bảng 1.9: Các nguồn chất thải sản xuất bia 19 Bảng 1.10: Lượng chất thải rắn phát sinh sản xuất hectolit bia 20 Bảng 1.11: Tính chất nước thải từ sản xuất bia 22 Bảng 4.1: Hệ số điều hòa chung (TCXDVN 51:2008) 39 Báng 4.2: Thông số nước thải đầu vào 39 Bảng 4.3: Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác 42 Bảng 4.4: Bảng hệ số an toàn 43 Bảng 4.5: Bảng tổng kết số liệu thiết kế hầm tiếp nhận 44 Bảng 4.6: Thông số thiết kế lưới chắn rác tinh (hình nêm) 44 Bảng 4.7: Mối quan hệ vận tốc đường kính ống dẫn khí 47 Bảng 4.8: Các thơng số thiết kế cho bể điều hòa 48 Bảng 4.9: Các thông số thiết kế cho tuyển 51 Bảng 4.10: Các thông số thiết kế cho bể trung hòa 51 Bảng 4.11: Thông số đầu vào bể UASB 52 Bảng 4.12: Tải trọng chất hữu dựa vào nồng độ nước thải 53 Bảng 4.13: Thông số thiết kế bể UASB 64 Bảng 4.14: Thông số đầu vào bể Aerotank 65 Bảng 4.15: Các thông số thiết kế bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn 66 Bảng 4.16: Các hệ số động học trình xử lý bùn hoạt tính 67 Bảng 4.17: Các kích thước điển hình bể aerotank khuấy trộn hồn tồn 69 Bảng 4.18: Cơng suất hịa tan oxy vào nước thiết bị phân phối khí với bọt khí mịn 74 Bảng 4.19: Thông số tổng kết bể Aerotank 78 Bảng 4.20: Chỉ tiêu thiết kế bể lắng đợt 79 Bảng 4.21: Các thông số thiết kế bẻ lắng đứng 82 Bảng 4.22: Tổng hợp bể khử trùng 84 Bảng 5.1: Chi phí xây dựng số hạng mục hệ thống xử lý nước thải 85 Bảng 5.2: Chi phí số thiết bị sử dụng hệ thống xử lý nước thải 85 Bảng 5.3: Chi phí hóa chất sử dụng trình vận hành hệ thống 86 MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời mở đầu…………………………………………………………………….1 Chƣơng I: Tổng quan I.1 Sự đời ngành bia phân loại kiểu bia I.1.1 Sự đời ngành bia I.1.2 Phân loại bia I.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ ngành bia giới Việt Nam…………………………………………………………………………….4 1.2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới 1.2.2 Tình hình sản xuất tiêu thị bia Việt Nam I.3 Công nghệ sản xuất bia……………………………………………………6 I.3.1 Các phương pháp sản xuất bia I.3.1.1 Phương pháp lên men truyền thống I.3.1.2 Phương pháp lên men đại I.3.2 Thành phần chất có bia thành phẩm I.3.3 Nguyên, liệu phụ liệu sử dụng cho sản xuất bia………………………… I.3.3.1 Nguyên, liệu chế tác bia……………………………………8 I.3.3.2 Các chất phụ gia công nghệ sản xuất bia…………………………13 I.3.3.3 Thế liệu………………………………………………………………….16 I.3.4 Năng lượng quy trình sản xuất bia………………………………….17 I.3.4.1 Điện…………………………………………………………………… 17 I.3.4.2 Nhiệt…………………………………………………………………….17 I.3.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia……………………………… 18 I.4 Các chất thải phát sinh trình sản xuất bia 19 I.4.1 Khí thải……………………………………………………………………20 I.4.2 Chất thải rắn………………………………………………………………20 I.4.3 Nước thải………………………………………………………………….21 I.4.3.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải quy trình sản xuất bia………… 21 I.4.32 Đặc tính tải lượng nước thải phát sinh quy trình sản xuất bia………………………………………………………………………………22 Chƣơng II: Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 24 II.1 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 24 II.1.1 Phương pháp xử lý học 24 II.1.2 Phương pháp xử lý hóa-lý 25 II.1.3 Phương pháp xử lý sinh học 25 II.2 Một vài phƣơng pháp ứng dụng xử lý nƣớc thải Bia 27 II.2.1 Song chắn rác 27 II.2.2 Bể lắng 27 II.2.3 Bể điều hòa………………………………………………………………28 II.2.4 Bể tuyển nổi…………………………………………………………… 28 II.2.5 Bể trung hòa…………………………………………………………… 29 II.2.6 Bể UASB……………………………………………………………… 29 II.2.7 Bể Aerotank…………………………………………………………… 30 II.2.8 Bể khử trùng…………………………………………………………… 31 Chƣơng III: Đề xuất lựa chọn phƣơng án xử lý nƣớc thải sản xuất bia 32 III.1 Cơ sở lựa chọn quy trình xử lý nƣớc thải sản xuất bia 32 III.2 Đặc trƣng nƣớc thải sở lựa chọn thiết kế phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý 32 32 III.2.2 Phân tích đặc trưng nước thải để lựa chọn công nghệ thiết kế 32 III.3 Phƣơng án thiết kế 34 III.3.1 Sơ đồ hệ thống 34 III.3.2 Thuyết minh hệ thống 35 III.4 Phƣơng án thiết kế 36 III.4.1 Sơ đồ hệ thống 36 III.4.2 Thuyết minh hệ thống………………………………………………… 37 III.5 Phân tích lựa chọn phƣơng án thiết kế 37 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Tổng Tổn thất (hd+hc)≤ 0,4(m) Tổn thất hf ≤ 0,5(m) hd: Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều ống dẫn, (m) hc: Tổn thất cục bộ, (m) hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối, (m) H: Chiều sâu hữu ích bể, H = 4,5 (m) Vậy Hct= 0,4 + 0,5 +4,5 = 5,4(m)  Áp lực máy thổi khí tính theo atmotphe: Hm H ct 10,12 5,4 10,12 0,534(atm) (Theo trang 107 - TS Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB xây dựng)  Công suất máy thổi khí tính theo q trình đoạn nhiệt: Pm G R T1 29,7 n e p2 p1 , 283 (Theo trang 108 - TS Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB xây dựng) Trong đó: Pm: Cơng suất máy thổi khí(kW) G: Trọng lượng dịng khơng khí, (kg/s) G = Qkk × khí = 0,55(m3/s) × 1,3(kg/m3) =0,715(kg/s) Qkk: Lưu lượng khơng khí, Qkk = 0,55(m3/s) : Khối lượng riêng khơng khí, = 1,3kg/m3 R: Hằng số khí, khơng khí R=8,314(KJ/K.mol0K) T1: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào T1= 25+273=2980C p1: Áp lực tuyệt đối khơng khí đầu vào, p1≈ 1(atm) p2: Áp lực tuyệt đối khơng khí đầu ra, p2= Hm+1(atm)=0,682+1=1,682(atm) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 122 Lớp: MT1201 K = 273 +t0C Khóa luận tốt nghiệp n Khoa mơi trường K 0,283 , khơng khí K=1,395 K 29,7: Hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất máy từ 0,7 – 0,8 Chọn e = 0,8  Cơng suất máy thổi khí: Pm 0,715 8,314 298 29,7 0,283 0,8 1,682 , 283 42( KW ) Chọn máy thổi khí có cơng suất 42(KW) Bố trí hệ thống phân phối khí Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm ống chính, 15 ống nhánh với chiều dài ống 10 m đặt cách m Tốc độ chuyển động khơng khí ống dẫn chính, qua hệ thống phân phối: vkhí = 10 ÷ 15 (m/s) Chọn vkhí = 12(m/s) (Điều 6.40 TCXDVN51:2008) Đƣờng kính ống phân phối khí Dk.chính: Qk k v khí Dk 0,55(m / s) 12(m / s) 0,24(m) + Chọn ống dẫn khí thép khơng rỉ có 240(mm) Qkk 15nhanh Qkn: Lưu lượng khí ống nhánh, Qkn 0,55 15 vkn: Tốc độ chuyển động khí ống nhánh, vkn = 15 – 20(m/s) Đƣờng kính ống phân phối khí nhánh Dkn: Dkn Qkn v kní 0,037(m / s) 18(m / s) Vậy chọn đường kính ống nhánh có 0,05(m) 50(mm) Chọn đĩa phân phối khí bọt mịn: Chọn lưu lượng thiết kế: Qđĩa=12,5(m3/h) Vậy số đĩa phân phối bể Aerotank: N Qkk Qdia SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 123 Lớp: MT1201 1967,3(m / h) 158 (đĩa) 12,5(m / h) 0,037 (m /s) Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Hình 4.5: Sơ đồ hệ thống phân phối khí bể Aerotank Tính tốn ống dẫn nƣớc thải ống dẫn bùn tuần hoàn: Ống dẫn nƣớc thải vào: Chọn vận tốc nước thải chảy ống: v = 0.7m/s(Vận tốc nước thải ống khoảng 0,5 – m/s) Đường kính ống dẫn là: D Q TB h 3600 v 125 3600 0,7 0,25(m) Trong đó: QTB: Lưu lượng nước thải, QTBh= 125 m3/h Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 250mm Ống dẫn bùn tuần hoàn: Chọn vận tốc bùn chảy ống: v = 1,5m/s(Vận tốc bùn chảy ống điều kiện bơm, vb = – m/s) Lưu lượng tuần hồn : Qth = 97,5 (m3/h) Đƣờng kính ống dẫn bùn tuần hoàn là: D= 4.Qth 3600.v 97,5 3600 1,5 Chọn ống nhựa PVC đường kính ống SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 124 Lớp: MT1201 0,15(m) = 150mm Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Bảng 4.19 Thơng số tổng kết bể Aerotank STT THƠNG SỐ GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ Kích thước bể Chiều cao tổng H m Chiều rộng W m Chiều dài L 20 m Thông số chi tiết Lưu lượng bùn thải Qw 22,3 (m3/ngày) Lưu lượng bùn tuần hoàn (Qth) 97,5 m3/h Tỷ số tuần hồn bùn, 0,78 Đường kính ống dẫn khí 240 mm Đường kính ống dẫn khí nhánh 50 mm Đường kính ống dẫn bùn tuần 150 mm hồn 10 Cơng suất máy thổi khí 42 kW/h 11 Số lượng đĩa 157 Cái IV.10) BỂ LẮNG IV.10.1) Nhiệm vụ bể lắng Sau qua bể Aerotank, hầu hết chất hữu hòa tan nước thải bị loại hoàn toàn Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có nước thải lớn, bùn hoạt tính chất rắn lơ lửng tách bể lắng đợt II Lắng tách bùn khỏi nước thải, phần nước đưa qua bể tiếp xúc Giữ lại MLVSS SS lại dạng cặn lắng, lượng bùn lắng phần tuần hoàn trở lại bề Aerotank, phần lại đưa vào bể nén bùn Chọn bể lắng đứng cơng suất trạm xử lý < 20000 m3/ngày.đêm (Điều 7.50 - TCXDVN 51-2008) IV.10.2) Tính tốn bể lắng Bảng 4.20: Chỉ tiêu thiết kế bể lắng đợt Quy trình xử lý Tải trọng bề mặt m3/m2.d Ngày Ngày cao trung bình điểm Tải trọng bùn m3/m2.d Ngày Ngày trung bình cao điểm 3,9 - 5,85 9,75 Sau bể Aerotank Sau làm thoáng kéo dài Sau bể lọc sinh học Sau bể khử nito 16,4 - 32,4 41-49,2 3,2 - 16,4 Chiều cao bể (m) 3,7 - 6,1 24,6-32,8 0,98 - 4,85 6,8 3,7 - 6,1 16,4 - 24,6 41 - 49,2 2,95 - 4,85 7,8 3,0 - 4,5 16,4 - 24,6 32,8 - 41 2,95 - 4,85 7,8 3,0 - 4,5 (Nguồn: Trịnh Xn Lai – Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải) SV: Ngơ Thị Nguyệt Ánh 125 Lớp: MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Tính kích thƣớc bể lắng Vì có dịng tuần hồn từ bể lắng sang aerotank nên ta có thêm lưu lượng dịng tuần hồn đầu vào bể lắng Lƣu lƣợng dòng vào bể lắng : Qtt = Q + Qth = Q(1+α) = 3000×(1+0,78) = 5340 (m3/ngày) = 0,0618 (m3/s) Diện tích tiết diện ƣớt phần lắng bể lắng đứng đợt : Với v0 ≤ 0,5mm/s tốc độ chảy bể lắng đứng(điều 7.57-TCXDVN 512008), chọn vbl = 0,0005m/s Tính ống trung tâm Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm tính theo cơng thức sau : Với : vtt : tốc độ chuyển động nước ống trung tâm, không lớn 30 mm/s, chọn vtt = 20mm/s = 0,02 (m/s) (điều 7.60 TCXDVN 51-2008) Diện tích tổng cộng bể lắng đứng đợt : F = F0 + f = + = 126,7 (m2) Đường kính ống trung tâm: Chọn d = (m) Chiều dài ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng: htt = HL = 2,7m Chọn đường kính chiều cao ống loe lấy 1,5 lần đường kính ống trung tâm Đường kính chắn lấy 1,3 lần đường kính miệng ống loe, góc nghiêng chắn với mặt phẳng ngang 17 o, chiều cao từ mặt chắn đến bề mặt lớp bùn cặn 0,3m Đường kính ống loe chiều cao ống loe: dống loe = hống loe = 1,5 × = (m) Đường kính chắn: dchắn = 1,3 × = 3,9 (m) Chọn dchắn = 4m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 126 Lớp: MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Đƣờng kính bể : D = 12,7 (m) Tính chiều cao tồn bể lắng II: Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng tính theo công thức : )(nằm khoảng 2,7- 3,8 m theo điều 7.60 TCXDVN 51- htt 2008) Với t : thời gian lắng, chọn t = h (theo điều 7.57 TCXDVN 51-2008) Chọn chiều cao lớp bùn lắng hb= 1,2m; Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0,5m Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng : Tính tốn máng thu nƣớc Để thu nước lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành bể, đường kính ngồi máng đường kính bể  Đường kính máng thu nước 0.8 lần đường kính bể Dm = 0.8D = 0.8 × 12.7 = 10.2 m  Chiều dài máng thu nước: Lm = π × Dm = 3.14 × 10.2 = 32 m Chiều cao máng thu nước chọn Hm = 250mm  Tải trọng máng tràn 1m chiều dài máng: Ld = Q Lm 5340 = 485.5 m3/m ngày = 20.23 (l/m.s) 11 Chọn máng cưa hình chữ V với kích thước sau : Chiều cao cưa : 80 mm Đáy cưa : 160 mm SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 127 Lớp: MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Chiều rộng vát đỉnh : 40 mm Khoảng cách đỉnh cưa : 200 mm Số cưa máng thu nước : Z= Lm 0,2 32 = 160 0,2 Tính tốn đƣờng ống:  Tính ống dẫn nước sang bể lắng II: Chọn vận tốc nước chảy ống v = 0.7 m/s ( từ v = 0.3 – 0.9 m/s) Lưu lượng nước thải Q = 5340 m3/ngd  Đường kính ống: D= 4q v 5340 = 0.335 m 3.14 0.7 24 3600 Chọn ống PVC có đường kính = 40 mm  Ống dẫn bùn thải: Chọn đường kính ống dẫn bùn thải = 150 mm ( = 150 – 200 mm theo điều 6.69 TCXD 33-2006)  Đường kính ống dẫn nước khỏi bể lắng: Chọn vận tốc nước khỏi bể lắng II v = 0.6 m/s Lưu lượng nước Q = 3000 m3/ ngày đêm  Đường kính ống: D= 4Q v 3000 = 0.27m 0.6 3.14 24 3600 Chọn ống PVC có đường kính = 40mm Bảng 4.21: Các thông số thiết kế bể lắng đứng Thông số Thời gian lưu nước, t Kích thước bể: D × H ống trung tâm: d × htt Đường kính máng thu, dm Đường kính ống nước vào Đường kính ống dẫn bùn SV: Ngơ Thị Nguyệt Ánh 128 Lớp: MT1201 Đơn vị h m×m m×m m mm Giá trị 1.5 12.7 × 5.3 × 2.7 10.2 40 mm 150 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường IV.11) MƢƠNG KHỬ TRÙNG: IV.11.1) Nhiệm vụ Khử trùng khâu cuối trình xử lý nước thải trước thải vào nguồn tiếp nhận khử trùng nhằm mục đích phá hủy , tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chưa hay khử bỏ cơng trình xử lý phía trước Hóa chất khử trùng chọn chlorine Chlorine chất oxy hóa mạnh thường sử dụng dạng bột [Ca(OCl)2] Hàm lượng cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng : 3- 15 mg/l Thiết bị chuyên dùng để đưa chlorine váo nước gọi clorator Clorate có chức pha chế định lượng Clo, chia làm loại: Clorate áp lực clorate chân không Bể khử trùng thiết kế với dòng chảy zich zắc qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc clo nước thải IV.11.2) Tính tốn  Xác định lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải theo công thức: Vmax = a Qh tb Với : a liều lượng Clo hoạt tính (g/m3), xác định dựa theo quy phạm Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn a = 3(mg/l) (Theo điều 7.198 - TCXDVN 51:2008) Vmax = 3(mg/l)× 125 (m3/h) = 375 (g/h) = (kg/ngày)  Ngăn tiếp xúc khử trùng thiết kế kết hợp để thỏa mãn yêu cầu : Hóa chất nước thải tiếp xúc đồng đều; Clo hoạt tính phản ứng khử trùng nước thải Chọn thời gian tiếp xúc 30 phút (Theo điều 7.200 – TCXDVN51:2008, thời gian tiếp xúc khử trùn không nhỏ 30 phút) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 129 Lớp: MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Thể tích hữu ích bể khử trùng đƣợc tính theo cơng thức: Thể tích bể tiếp xúc: V = Q.t = 125m / h 30 phut = 62,5 m3 60 phut / h Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc, Q = 125 m3/h t : Thời gian tiếp xúc, t = 30 phút Diện tích bể tiếp xúc : V F= h 62,5m 1,2m 52(m ) Chọn chiều sâu hữu ích bể, chọn h = 1,2m Bể xây hình chữ nhật có 10 ngăn Diện tích ngăn: f F n 52m 7,4(m ) Trong đó: n số ngăn, n = Kích thước ngăn Chiều dài: ln = 5m Chiều rộng: B =1,2m Chiều dài bể khử trùng: L = nB + (n-1)b = × 1,2 + × 0,1 = 8,8 m Trong đó: b bề dày vách ngăn, b = 0,1 m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m Chiều cao bể: H = h + hbv = 1,2 + 0,3 = 1,5m Bảng 4.22: Tổng hợp bể khử trùng Thông số Chiều Dài bể, L(m) Chiều Rộng bể (m) Chiều Cao, H(m) Số ngăn bể SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 130 Lớp: MT1201 Giá trị 8,8 1,5 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường CHƢƠNG V: TÍNH TỐN KINH TẾ V.1) Chi phí đầu tƣ xây dựng V.1.1) Chi phí xây dựng cơng trình Bảng 5.1: Chi phí xây dựng số hạng mục hệ thống xử lý nƣớc thải Tên cơng Khối lƣợng trình hạng mục Hầm tiếp nhận 96 Bể điều hòa Bể tuyển Bể trung hòa Bể UASB Bể aerotank Bể lắng II Bể khử trùng Nhà điều hành Đơn vị m3 644 149 56 560 900 655 66 250 Tổng cộng m m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 Giá thành Thành tiền (tr vnđ/m3) (tr vnđ) 5,5 528 3.542 819,5 308 3.080 4.950 3.602,5 363 1.375 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 18.568 V.1.2) Chi phí thiết bị Bảng 5.2: Chi phí số thiết bị sử dụng hệ thống xử lý nƣớc thải STT Tên thiết bị Số lƣợng Giá thành Thành tiền (tr vnđ/cái ) (tr vnđ) Song chắn rác Bơm bể tiếp nhận Lưới chắn rác tinh Máy thổi khí Bơm bùn 1 9 35 20 30 15 35 80 270 120 4.000 4.000 Thiết bị khác Tổng cộng SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 4.514 85 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Tổng vốn đâu tư bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm chi phí khấu hao máy móc 10 năm Tv = (18.568.000.000/20)+( 4.514.000.000/10) = 1.379.800.000 ( đồng/năm) V.2) Chi phí vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải V.2.1) Chi phí hóa chất sử dụng Bảng 5.3: Bảng chi phí hóa chất sử dụng trình vận hành hệ thống Số Tên lƣợng Đơn vị Giá thành Thành tiền (vnđ/kg) (vnđ/ngày) Chlorine kg/ngày 35.000 315.000 Acid 15 kg/ngày 5.000 75.000 Kiềm 15 kg/ngày 7.500 112.500 Tổng cộng 1.515.000 Vậy chi phí hóa chất sử dụng năm là: Thc = 1.515.000 x 365 = 552.975.000 (đồng/năm) V.2.2) Chi phí điện Với số lượng bơm hoạt động, nhu cầu thắp sáng sinh hoạt ước tính điện tiêu thụ 2.000 kw/ngày Giá cung cấp điện công nghiệp 2.500 đông/kw Vậy chi phí điện cho ngày vận hành Tđ = 2.000*2.500= 5.000.000 (đồng/ngày) = 1.825.000.000 (đồng/năm) V.2.3) Chi phí nhân cơng Số lượng nhân viên: 12 cơng nhân kỹ sư Mức lương tháng Công nhân: 3.000.000 đồng/người/tháng Kỹ sư: 5.500.000 đồng/người/tháng SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 86 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường Tổng chi phí nhân cơng: Tnc= 12*3.000.000 + 3*5.500.000 = 52.500.000 (đồng/tháng) = 630.000.000 (đồng/năm) V.2.4) Chi phí bảo dƣỡng máy móc thiết bị Chi phí bảo dưỡng năm ước tính 1% tổng số vốn đầu tư vào cơng trình xử lý Tbd= 1%*1.379.800.000=137.980.000 (đồng/năm) V.3) Giá thành xử lý m3 nƣớc thải Tổng chi phí xử lý: Tt=1.379.800.000+137.980.000+630.000.000+1.825.000.000+552.975.000 =4.401.573.000 (đồng/năm) => Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải: T=Tt/(Q*365)= 4.401.573.000/(3.000*365)= 4.100 ( đồng/m3) SV: Ngơ Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 87 Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường KẾT LUẬN Tuy nhà máy bia khác phương pháp lên, quản lí nội vi, tải lượng nước thải hàm lượng chất ô nhiễm, nước thải ngành bia có đặc trưng chung chứa nhiều chất hữu dễ phân hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Đề tài chọn đối tượng thiết kế nước thải nhà máy bia có Đầu vào: Q = 3000 m³/ngày đêm COD = 3000 mg/l BOD = 1600 mg/l SS = 400 mg/l Yêu cầu nước thải đầu đạt QCVN 40/201- BTNMT với COD ≤ 150 mg/l BOD ≤ 50mg/l SS ≤ 100mg/l Đề tài thiết kế hệ thống xử lý nước thải áp dụng kết hợp phương pháp cơ, hóa-lý, sinh học với kết hợp yếm khí hiếu khí Trong đề tài tính tốn thiết kề hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia có kết hệ thống sau: Song chắn rác với chiều rộng 0,7 m Có tác dụng giữ lại thành phần rác có kích thước lớn, đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước thải Hầm tiếp nhận với thể tích cơng tác 96 m3 Có tác dụng giúp cơng trình đơn vị phía sau thiết kế âm sâu đất Song chắn rác tinh với diện tích bề mặt m2, gồm lưới Có tác dụng giữ lại thành phần rác có kích thước nhỏ Xử lý 15%SS, 4%BOD5, 6%COD Bể điều hịa với thể tích xây dựng 644 m3 Có tác dụng điều hịa lưu lương nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng SV: Ngơ Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 88 Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Bể tuyển với thể tích xây dựng 149 m3 Có tác dụng tách chất lơ lửng nước thải Bể trung hịa với thể tích xây dựng 56 m3 Có tác dụng điều chỉnh ổn định pH nước thải nhằm thích hợp với hoạt động vi sinh vật Bể UASB với diện tích xây dựng 560 m3 Có tác dụng giảm COD BOD, nhằm nâng cao hiệu xử lý bể Aerotank Bể Aerotanks với diện tích xây dựng 900 m3 Có tác dụng xử lý triệt để COD, BOD nước thải Bể lắng II với diện tích xây dựng 655 m3 Có tác dụng thu hồi giảm lượng bùn hoạt tính chất rắn lơ lửng khỏi nước thải 10 Bể khử trùng với diện tích xây dựng 66 m3 Có tác dụng phá hủy, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh chưa hay hủy bỏ công trình xử lý phía trước Sơ tính tốn chi phi cho thấy giá thành xây dựng hệ thống 23078 tỷ đồng tương ứng với 7693000 đồng/m3 nước thải Với chi phí xử lý (vận hành, nhân cơng điện, hóa chất) 4100 đồng/m3 nước thải Chi phí tương đối phù hợp với nhà máy bia giúp cho nhà máy bia thực tốt cong bảo vệ môi trường phát triển bền vững SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 89 Khóa luận tốt nghiệp Khoa mơi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO 1: - - - - , Ng - 2002 4: - 5: Lâm Minh Triết cộng (2004) - Xử lý nước thải đô thị công nghiệp – Nhà xuất Đại học Quốc gia TP HCM 6: http://habeco.com.vn 7: http://Tài liệu.vn/ xem tài liệu/ giáo trình công nghệ sản xuất malt bia 8: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/bao-cao-tot-nghiep-tieu-chuan-hoa-chat-luong- san-pham-bia-hoi-ha-noi-.720854.html 9: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/giao-trinh-san-xuat-bia-part-1.680479.html 10: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/giao-trinh-san-xuat-bia-part-2.680480.html 11: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/quy-trinh-san-xuat-bia-hang-dau-the-gioi-ks- phan-quang-thoai-phanquangthoai-yahoo.341587.html 12: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/tai-lieu-huong-dan-san-xuat-sach-hon-nganh- san-xuat-bia.550500.html 13: http://timtailieu.vn/tai-lieu/de-tai-thiet-ke-he-thong-xu-ly-nuoc-thai-san- xuat-bia-tai-cong-ty-tnhh-sabmiller-viet-nam-khu-cong-nghiep-my-phuoc-ii6890/ 14:http://vi.wikipedia.org/wiki/Bia_%28%C4%91%E1%BB%93_u%E1%BB% 91ng%29 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh Lớp: MT1201 90