khảo sát hệ thống xử lý nước thải của nhà máy bia và thiết kế hệ thống tái sử dụng nước thải

HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: NÔNG NGHIỆP – MÔI TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY BIA VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐN

MỞ DẦU

Giới thiệu chung

Bia là loại thức uống được con người tạo ra khá lâu đời, được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt, gạo, hoa houblon, nước, sau qua trình lên men tạo loại nước uống mát, bổ, có đọ mịn xốp, có độ cồn thấp Ngoài ra, CO2 bảo hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát và có hệ men khá phong phú như nhóm enzym kích thích tiêu hoá amylaza Vì những ưu điểm này mà bia được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới

Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ tàon cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ nhà sản xuất nhỏ hơn Với mỗi loại men khác nhau, thành phần sử dụng dể sản xuất bia khác, nên các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau Đơn cử như một số cách sản xuất bia không cồn xuất phát từ thế giứoi phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn Do đó, trên thế giới có rất nhiều hãng bia, tương ứng với nó là sự xuất hiện của nhiều nhà máy bia, với nhiều loại bia khác nhau Ở Việt Nam, song song với quá trình phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước giải khát càng tăng, trong đó bia được tiêu thụ mạnh nhất trong dòng sản phẩm đồ uống có cồn, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lượng ( Bộ công thương, 2007) Vì thế, trong những năm qua, các nhà máy bia đã được đầu tư xây dựng ngày càng nhiều, cụ thể là hiện nay cả nước có khoảng 470 nhà máy và cơ sở sản xuất với các qui mô khác nhau từ 100 triệu lít/năm đến 2 tỷ lít/năm.

Các vấn đề môi trường của ngành bia

Sự tăng trưởng của ngành bia đã kéo theo các vấn đề về chất thải sản xuất như chất thải rắn bao gồm bã hèm, bã men, các mảnh thuỷ tinh từ khu vực đóng gói, bột trợ lọc từ khu vực trợ lọc….; khí phát sinh trong quá trình sản xuất từ nồi hơi, hơi và mùi hoá chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu… ; và nước thải sản xuất Trong đó, vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải X` Tuỳ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất mà lượng nước thải tạo thành dao động trong khoảng 2-8 lít nước thải/1 lít bia (Nguồn: W Driessen and T Vereijken, “Recent Developments in Biological Treatment of Brewery Effluent”, 2- 7/3/2003) Trong đó, hoạt động làm sạch malt, làm nguội máy, lọc, vệ sinh công ty và khử trùng tạo ra tới 70% tổng lượng nước thải Đồng thời, tỉ lệ thuận với sự xuất hiện của nhiều nhà máy bia, nước thải ra từng ngành sản xuất bia cũng không ngừng tăng lên Cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải sản xuất bia thường có đặc tính chung là chứa hàm lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ, chất dinh dưỡng, nồng độ oxy hoà tan thấp, vì thế nước thải thường có màu xám đen, mùi hôi thối, làm giảm chất lượng nước thuỷ vực tiếp nhận, gây hậu quả xấu đến các loài sinh vật và sức khỏe con người, đồng thời sự đọng của nước thải tạo điều kiện tốt cho một số côn trùng gây bệnh như ruồi, muỗi phát triển nhanh và làm giảm mỹquan khu vực, gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường, từ đó trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội.

Mục tiêu và phạm vi đề tài

Tiếp cận và làm quen với các công việc liên quan đến chuyên môn mình đang học, vận dụng những kiến thức đã học trên ghế nhà trường để giải quyết các vấn đề gặp phải khi thực tập

Thông qua việc thực tập, tôi cái nhìn rõ hơn về điểm mạnh cũng như điểm yếu và sở thích của mình Tự đánh giá bản thân giúp tôi có sự lựa chọn đúng năng lực cho công việc sau này

Học tập và trau dồi kiến thức, củng cố lại những kiến thức đã được học Đồng thời tiếp thu những kiến thức mới, luyện kỹ năng, làm quen với môi trường làm việc, rút ra kinh nghiệm phục vụ cho công việc sau này

Tìm hiểu cơ cấu tổ chức nhân sự, chức năng các phòng ban của Trạm xử lý nước thải của nhà máy bia Sài Gòn- Nguyễn Chí Thanh

Khảo sát và tìm hiểu quy trình vận hành hệ thống, công nghệ xử lí của Trạm xử lý nước thải của nhà máy bia Sài Gòn- Nguyễn Chí Thanh

Tìm hiểu về hoạt động phân tích thí nghiệm trong nhà máy

Lập bản vẽ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy

Tính toán kỹ thuật và chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý Đề xuất công nghệ tái sử dụng nước thải sau xử lý

Thời gian thực hiện khoá luận: từ tháng 01/2020 đến 08/2020.

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SAI GÒN- NGUYỄN CHÍ THANH 4 2.1 Địa điểm

Quy mô

Nhà máy bia Sài Gòn – Nguyễn Chí Thanh được đầu tư hơn 2.000 tỷ đồng, thành lập ngày 06/9/2007 theo Quyết định số 94/QĐ-HĐQT,

Người tiêu dùng Việt Nam từ lâu đã quen thuộc với thương hiệu Bia Sài Gòn của Tổng Công ty Cổ phần Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn Năm 2017, Bia Sài Gòn đã trải qua 142 năm lịch sử nguồn gốc, 40 năm xây dựng và phát triển thương hiệu Từ cột mốc 142 năm, dòng chảy vàng óng của Bia đã và sẽ luôn được nỗ lực gìn giữ để tiếp nối dài đến tương lai, luôn tồn tại trong cảm xúc của những người dân Việt tự hào về sản phẩm Việt

Hương vị độc đáo của Bia Sài Gòn là kết tinh sản vật của vùng đất phương Nam trù phú và tinh thần hào sảng phóng khoáng của người Sài Gòn, trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống vui buồn hàng ngày

Từ mức sản lượng khiêm tốn 21,5 triệu lít vào năm 1977, sau 39 năm phát triển, đến năm 2016, Bia Sài Gòn đã đạt mức sản lượng tiêu thụ 1,59 tỷ lít, phấn đấu đạt mức sản lượng 1,66 tỷ lít vào năm 2017 Đến nay , dù trên thị trường đã xuất hiện rất nhiều thương hiệu bia nổi tiếng trên thế giới , nhưng Bia Sài Gòn vẫn đang là thương hiệu Việt dẫn đầu thị trường bia Việt Nam và đang trên đường chinh phục các thị trường khó tính như Đức, Mỹ, Nhật, Hà Lan v v

Chủng loại sản phẩm : cũng giống như các nhà máy bia thuộc tổng công ty bia Sabeco, nhà máy cũng có các loại bia như sau:

Bia chai Sài Gòn Xanh ( Saigon Lager Beer)

Bia chai Sài Gòn Xuất khẩu (Saigon Export Beer)

Bia lon Sài Gòn ( Saigon Premium Beer)

Bia chai Sài Gòn Special ( Saigon Special Beer)

Nguyên liệu sản xuất

Nước: là một nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất bia, chiếm từ 83 – 90% thành phần chính của bia, với nhiều vai trò: pha loãng malt, gạo, hoà tan các chất chiết, lọc Nguồn nước sử dụng của nhà máy là nguồn nước do thành phố cấp Nước sử dụng cho sản xuất sẽ được kiểm tra mỗi ngày một lần, các chỉ tiêu cần kiểm tra : độ kiểm tổng, độ mặn ( hàm lượng NaCl), độ cứng, pH, độ đục, hàm lượng Clor

Malt: là đại mạch nẩy mầm, là nguồn nguyên liệu chính cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lên men Ngoài việc cung cấp các hợp chất thấp phân tử dễ hoà tan, chỉ yếu là đường đơn giản như: dextrin bậc thấp, các acid amin, các nhóm vitamin … malt còn cung cấp một hệ thống enzyme rất phong phú, chủ yếu là Amylase và

Protease để thuỷ phân tinh bột và protein thành các hợp chất thấp phân tử

Gạo: được coi là thể liệu hàng đầu trong sản xuất bia do hàm lượng glucud khá cao, giá thành rẻ và thông dụng đối với Việt Nam, hàm lượng lipit thấp nên không ảnh hưởng xấu đén độ bền bọt và cellulose ở giới hạn thấp là yếu tố lý tưởng cho việc sản xuất bia Nhà máy sẽ sử dụng gạo tại địa phương để sản xuất

Hoa Houblon: là nguyên liệu cơ bản, đứng thứ 2 sau đại mạch trong công nghệ sản xuất bia Hoa Houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất 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 Do đố hoa Houblon là nguyên liệu không thể thay thể trong công nghệ sản xuất bia

Có 2 dạng chế phẩm là: hoa Houblon dạng viên và dạng cao

Dạng viên: là chế phẩm được sản xuất bằng phương pháp nghiền Cánh hoa khô được nghiền thành bột, không cô đặc và được ép thành viên định hình Dạng viên thường thơm và ít đắng

Dạng cao: là sản phẩm được trích ly bằng dung môi hữu cơ, sau đó dùng các biện pháp để tách dung môi ra và thu được dung dịch cao houblon dạng sệt Dạng cao thường đắng và ít thơm

Nấm men: là loại vi sinh vật đơn bào, kích thước tế bào nấm men bia trung bình 6 – 9 àm, sinh sản bằng hỡnh thức nảy chồi Trong sản xuất bia, nấm men sẽ lờn men dịch đường thành CO2, C2H5OH Bên cạnh đó còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai khác có ảnh hưởng đến chất lượng của bia

Các chất phụ gia: là các chất được sử dụng dưới dạng các nguyên liệu phụ nhằm đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất bia Bao gồm

H2SO4 đậm đặc ( 95%): điều chỉnh pH của dịch đường, xúc tác các phản ứng thuỷ phân

CaCl2: dạng viên dùng trong giai đoạn đầu của mồi malt Có tác dụng làm tăng khả năng chịu nhiệt, tăng độ bền tàng trữ bia, kết tủa tannin và anthocyanua có trong vỏ malt, tạo độ trong cho bia

Acid lactic: điều chỉnh pH của dịch đường

Caramel: tạo độ màu cần thiết cho nước nha

ZnCl2: là yếu tố vi lượng giúp nấm men phát triển tốt

Acid asorbic: chất chống oxy hoá

Collupulin: bản chất là enzyme proteolytic, có tác dụng phân huỷ những chất có phân tử lượng cao trong bia nhằm hạn chế hiện tượng đục bia

Maturex: bản chất là acetolactate decarboxylase, nhằm hạn chế tạo diacetyl trong bia Diatomit: bột trợ lọc, dùng trong máy lọc ống

Nhựa trao đổi ion: để hạn chế các polyphenol nhằm làm tăng độ trong của bia, dùng trong máy lọc đĩa

Hoá chất tẩy rửa: xúc, acid HCl, Photphoric acide v.v

Với mức tiêu thụ khủng và nguồn nguyên liệu sản xuất gây ô nhiểm nguồn nước cao, nhà máy đã trang bị cho mình một công nghệ xử lý nước thải hiện đại đáp ứng các chỉ tiêu đầu ra của nguồn nước, giúp bảo vệ nguồn nước và môi trường xung quanh

Hình 2.2 Sản phẩm bia của nhà máy

KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN- NGUYỄN CHÍ THANH

Tổng quan

Không có hệ thống xử lí nước thải nào luôn luôn hoạt động ổn định, kiểm soát được các tham số nước thải đầu vào và ra, nếu không được sự theo dõi, giám sát và xử lí sự cố của người vận hành am hiểu về hệ thống xử lý nước thải đó Để làm được điều này, đòi hỏi phải có sự hướng dẫn, chuyển giao quy trình công nghệ, quy trình vận hành giữa các nhà thiết kế, cung cấp, lắp đặt hệ thống và người làm việc công tác vận hành Nhân viên vận hành càng hiểu rõ những vấn đề về hệ thống, tuân thủ đúng quy trình thiết bị công nghệ cũng như các quy định về an toàn lao động thì sẽ giảm thiểu tối đa về sự cố của hệ thống và tai nạn lao động trong quá trình làm việc.

Đặc tính nguồn nước thải của nhà máy

Bảng 3.1: Thông số các chất nước thải đầu vào

STT Chỉ tiêu Đơn vị Gía trị QCVN -40-

Bảng 3.2: Thông số các chất nước thải đầu ra

STT Chỉ tiêu Đơn vị Gái trị QCVN -40-

Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ 1: Sơ đồ nghuyên lý của hệ thống c

BƠM BƠM ĐO ĐƯƠNG LƯỢNG

NƯỚC THẢI TỪ PHÒNG LỌC, KHU VỰ

NƯỚC THẢI TỪ KHU TOD MỚI, DÂY CHUYỀN BIA LON

THÙNG CHỨA RÁC ĐỐT SỤC

BƠM Đường hoá chất Đường khí

-ĐIỀU CHỈNH PH -HC CHỐNG TẠO BỌT Đường nước

Qua quá trình thực tập, em đã tìm hiểu được quy trình và vẽ ra được sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy bia Sài Gòn- Nguyễn Chí Thanh Nước thải của nhà máy được xử lý theo quy trình rõ ràng và đạt chuẩn Việt Nam.

Mô tả quy trình

3.4.1 Công suất Trạm xử lý

Hệ thống được thiết kế để xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Nguyễn Chí Thanh, công suất hệ thống, đặc tính của nước thải đầu vào và thông số nước thải đầu ra được thể hiện trong các bảng sau, ngoài ra để hệ thống hoạt động ổn định thì lưu lượng nước thải tối thiểu qua hệ thống không nhỏ hơn 30% lưu lượng thiết kế Đặc tính cơ bản nước thải đầu vào:

Lưu lượng nước thải thiết kế: Q = 1200m 3 /ngđ

Lưu lượng trung bình: Qtb = 50m 3 /h

Lưu lượng cực đại: Qmax = 100m 3 /h

Thông số nước thải đầu ra:

Nước thải sau xử lý đạt chuẩn cột B của QCVN -40-2011/BTNMT

3.4.2 Các công đoạn xử lý

Hệ thống xử lý nước thải bao gồm những công đoạn xử lý như sau:

3.4.2.1 Tách rác thô, gôm nước thải:

Nước thải từ các phân xưởng sản xuất của nhà máy được thu gom từ khu vực nhà nấu, nước thải được thu gom vào ống HDPE chôn dưới nền nhà đặt thiết bị, đường kính ống D 0 chạy về bể thu gom có thể tích chứa 5m 3 Hố thu được lắp đặt 1 song chắn rác Tại vị trí hố thu được lắp đặt 1 tủ điều khiển cho 2 bơm, ở mức nước thấp 2 bơm làm việc theo chế độ 1 bơm chạy và 1 bơm nghỉ, ở mức nước cao 2 bơm hoạt động đồng thời Ngoài ra hệ 2 bơm chính còn được lắp đặt khớp nối động nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho công tác bảo trì, sửa chữa về sau Tại khu vực TOD mới, bể gom được xây mới với thể tích 20m 3 Nước thải đi vào hố thu theo các đường sau:

+ Nước thải từ 2 bể gom phụ theo đường ống D168 chảy vào

+ Nước thải từ dây chuyền bia lon theo đường ống HDPE D200 chảy vào

+ Nước thải từ khu 2 tầng và khu TOD

Nước thải sau khi chảy vào bể gom chính được bơm bằng 2 bơm chìm có công suất 10m 3 /h, h=8m vào đường ống inox D150 qua tách rác tinh chay về bể cân bằng

3.4.2.2 Tách rác tinh và điều hoà cân bằng:

Nước thải từ hố gom chính trước khi đi vào bể cần bằng được đi qua 1 thiết bị tách rác tinh dạng trống quay (RSD) có kích thước khe chắn rác 2mm Ở đây, toàn bộ rác có kích thước >2mm sẽ được giữ lại trên bề mặt trống và được dao gạt đưa ra ngoài và thu vào túi đựng rác, phần nước đi vào bể cân bằng Thiết bị này thường xuyên được vệ sinh nhờ hệ nước cấp

Nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tinh tiếp tục chảy vào bể cân bằng Để hạn chế sự phát sinh mùi tại bể cân bằng, trong bể được bố trí dàn ống sục khí và được cung cấp bởi thiết bị thổi khí Bể cân bằng được xây dựng là bể hở chia làm 3 ngăn có thể tích chứa (17,4x6x7,5m) Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, quá trình xử lý yếm khí đòi hỏi giá trị pH phải nằm trong khoản 6,6 – 7,6, phải duy trì độ kiềm, không cho pH giảm xuống dưới 6,2 và nồng độ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỉ lệ COD: N : P = 350 : 5 : 1, nước thải bia thì tỷ lệ này luôn luôn đảm bảo Vì vậy, tại bể cân bằng, nước được điều chỉnh pH đưa về giá trị thích hợp với sự phát triển của các vi sinh vật nhờ bộ pH controller Toàn bộ các giá trị được ghi lại bằng bộ điều khiển PLC Ngoài ra, để chống hiện tượng sinh bọt trong bể yếm khí, nước thải được châm thêm một lượng chất tạo bọt Nước thải khi lưu tại bể này hàm lượng BOD, COD sẽ giảm được 10 – 15%

Nước thải nhà máy bia có nhiệt độ trung bình khoảng 40 – 45 o C, sau khi vào hố hom và bơm lên thiết bị tách rác tinh sẽ giảm xuống dưới 40 o C Mặt khác, do nước thải đi vào bể điều hòa còn lưu lại thời gian 8 – 12h, do đó nhiệt độ nước thải sẽ giảm xuống khoảng 35 – 37 o C Đây là nhiệt độ thuận lợi cho vi sinh vật yếm khí phát triển

Nước thải sau khi lưu tại bể cân bằng đã được hiệu chỉnh pH thích hợp, được 2 bơm chuyên dùng cho nước thải dạng đặt chìm, công suất 50m 3 /h, hm , nước thải sẽ được bơm vào bể UASB

Hình 3.1: Thiết bị tách rác tinh

Hình 3.2: Bể điều hoà 3.4.2.3 Xử lý sinh học yếm khi bể UASB

Nước thải từ bể cân bằng sẽ bơm qua 1 lưu lượng kế D100 (FM) dạng điện từ, lưu lượng sẽ phát tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm để lưu lại dữ liệu về lưu lượng và sẽ điều khiển được công suất và 2 cột áp của 2 bơm qua bộ biến tần Nước thải sẽ được bơm theo tuyến ống phân bố đều vào đáy của 2 bể yếm khí, kích thước mỗi bể (7,8x6,9x8m) Mỗi đáy các ngăn được lắp bộ ống được khoan các lỗ nhỏ D5 – 10mm để phân bố đều ở đáy Nước thải khi qua bể yếm khí, giai đoạn xử lý sinh học yếm khí chính được xảy ra tại đây Để đảm bải chất lượng nước sau xử lý tại bể này đạt yêu cầu, hiệu quả của bể phải đạt trên 50 – 60% Bể được thiết kế với tải trọng xử lý khoảng 4 – 5kg CODm 3 /ngày

Trên đỉnh bể được lắp bộ tách pha: rắn, lỏng và khí, qua bộ tách pha, phần cặn sẽ rơi xuống đáy tiếp tục tham gia quá trình tiếp theo, phần khí chủ yếu là khí meetan sẽ được hút nén qua bộ đốt, phần nước sẽ đi vào mảng thu đi qua bể trung gian Trên 2 đỉnh của bể còn lằm 4 mixer để khuấy trộn, tạo độ đồng đều và không cho bùn nổi làm ván trên bề mặt bể và làm thoát nhanh khí hình thành, tăng quá trình xử lý

Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc khoảng 0,3 – 0,5m/h Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước, phân hủy và chuyển hóa thành khí ( khoảng 70 - 80% là mê tan, 20 - 30% là cacbonic) Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên được thiết bị khuấy trộn, hạt cặn vỡ ra khí thoát lên trên và theo ống dẫn ra DN40 ra ngoài về bộ đốt khí thải, phần cặn lại rơi xuống dưới và tiếp tục công đoạn xử lý tiếp theo Phần bùn dư định kỳ được bơm về bể chứa bùn để xử lý

Bùn trong bể là sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ, bùn được hình thành hai vùng rõ rệt trong bể phanr ứng Ở chiều cao ẳ bể tớnh từ đỏy bể lờn lớp bựn hỡnh thành cỏc cặn keo tụ cú nồng độ từ 5 - 7%, trờn lớp này là lớp bùn lơ lửng nồng độ là 1000 - 3000mg/lit gồm bông cặn chuyển động giữa lớp bùn ở đáy và bùn tuần hoàn Nồng độ bùn hoạt tính trong bể cao cho phép bể làm việc với tải trọng chất hữu cơ cao Để kiểm tra nồng độ bùn và nước thải trong bể, mỗi ngăn được gắn các van lấy mẫu ở vị trí khác nhau

Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật yếm khí xảy ra theo 3 bước:

B1: Các vi sinh vật thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit (nếu có) thành các hợp chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosaccarit, amino axit để tạo thức ăn và năng lượng cho vi sinh vật hoạt động

B2: Các vi sinh vật biến đổi các chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit axetic

B3: Do nhóm vi sinh vật chuyển hóa một phần các hydro và axit axetic thành khí metan và cacbonic

Qua tính toán để hệ thống bể yếm khí xử lý đạt hiệu quả xử lý 55 - 65% được hiểu là các chất hữu cơ phức tạp được chuyển hóa hầu hết thành các chất hữu cơ để dễ dàng phân hủy cuối cùng tại bể sinh học hiếu khí

Hình 3.3: Mô hình xử lý của bể UASB

Hình 3.4: Lò đốt khí của bể UASB 3.4.2.4 Bể trung gian

Nước thải sau khi qua bể xử lý yếm khí UASB phần nước sẽ theo máng đi qua bể chứa trung gian để tham gia vào quá trình xử lý tiếp theo Bể có thể tích 62m 3 (6,9x1,2x7,5m) mục đích loại bỏ khí có mùi khi qua bể yếm khí, tại đáy bể trung gian sẽ được lắp hệ đĩa sục khí Khi hệ thống thiếu nước, van điện sẽ mở cho tự chảy tuần hoàn về bể cân bằng để duy trì sự cân bằng của bể UASB

3.4.2.5 Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ SBR

Từ bể trung gian Nước thải theo tuyến ống D150 chảy vào 2 bể SBR theo chu kỳ hoạt động, nước thải được chảy theo từng mẻ qua bể, thời gian cho nước vào mỗi mẻ

Pha chế hoá chất

Hoá chất dinh dưỡng là phân DAP và URÊ ngày dùng 1 - 2kg Urê và 1 - 2kg DAP/1 mẻ chia thành 2 lần: lúc bắt đầu cho nước vào bể sinh học và khoảng 12 giờ sau ( chỉ bổ sung giai đoạn đầu)

Sau khi bể sinh học hiếu khí bùn phát triển tốt thì không cần cung cấp nữa

3.5.2 Pha chế dung dịch bazơ và axit Để an toàn trong sử dụng, không nên pha nồng độ axit hoạc bazơ đậm đặc Nồng độ dung dịch sau pha chế của axit hoạc bazơ từ 4 – 5 %

Cho 160 kg Na2CO3 cho vào thùng đã có 3000 lít nước sau đó cho cánh khuấy chạy 15 – 20 phút

Cho 120 kg HCl đậm đặc cho vào thùng đã có 3000 lít nước sau đó cho cánh khuấy chạy 10 – 15 phút

3.5.3 Pha chế dung dịch khử trùng

Hoá chất khử trùng Hypoclorit Canxi Ca(Cl)2, nồng độ khử trùng khoảng 5ppm; pha dung dịch được pha chế có nồng độ khoảng 5%

Cân 60 kg Ca(ClO)2 cho vào thùng đã có 1000 lít nước sau đó cho cánh khuấy chạy 15 – 20 phút

3.5.4 Pha chế dung dịch chống tạo bọt

Cho 25kg chất chống tạo bọt poly aluminium chloride dạng bột vào thùng đã có 3000 lít nước sau đó cho cánh khuấy chạy 15 – 20 phút

3.5.5 Pha chế dung dịch polyme

Cho 3 kg polyme dạng bột vào thùng đã có 1000 lít nước sau đó cho cánh khuấy chạy khoảng 15 – 20 phút.

Các công trình- thiết bị

Bảng 3.6: Các hạng mục xây dựng:

STT Tên hạng mục Kích thước xây dựng

5 Bể xử lý yếm khí 2x(19,5x8,5x7,5) 430x2= 860 24

7 Bể sinh học hiếu khí

12 Nhà điều hành+ lắp đặt thiết bị 1

13 Nhà lắp đặt thiết bị 2 27 -

Bảng 3.7: Thiết bị hệ thống:

STT Hạng mục Tên thiết bị Số lượng

1 Bể thu gom phụ Song chắn rác thô 2

2 Bể thu gom chính Song chắn rác thô 1

3 Bể điều hoà Song chắn rác tinh 1

Máy thổi khí 2 Tank chứa hó chất và bồn trộn 1

4 Bể UASB Bể chứa hoá chất 1

5 Bể trung gian Bơm nước thải 4

6 Bể SBR Máy thổi khí 4 Đĩa thổi khí 320

7 Bể khử trùng Bơm định lượng 2

8 Bể chứa bùn Bơm bùn cạn 2

9 Bể nén bùn Bồn chứa hoá chất 1

10 Thiết bị điện Van điện - D100 1

Hệ thống diện lực và diều khiển 1

11 Hệ đường ống công nghệ

Cụm thiết bị thí nghiệm và kiểm tra

1 Thiết bị đo oxy hoà tan cầm tay 1

2 Thiết bị đo ph cầm tay 1

3 Máy quan phổ đo chất lượng nước 1

4 Thiết bị phân tích BOD Bộ đo BOD 6 chổ 1

5 Thiết bị phản ứng nhiệt 1

6 Xác định thể tích bùn lắng 1

Bảo trì hệ thống

3.7.1 Bảo trì phần hệ thống đường ống công nghệ

Hệ thống đường ống công nghệ phải được thường xuyên kiểm tra, vệ sinh, sửa chữa và thay thế Kế hoạch bảo trì:

Hệ thống đường ống đi nối: kiểm tra và vệ sinh 3 tháng một lần

Hệ thống van tay gạt: kiểm tra tác dụng của các tay gạt và đĩa van

Các van một chiều: kiểm tra độ kín của van

3.7.2 Bảo trì các bơm của hệ thống

Các bơm của hệ thống cần được bảo trì sáu tháng một lần với các nội dung sau:

Kiểm tra cách điện của các cuoonj dây dẫn với nhau và giữa cuộn dây với vỏ bơm theo sổ tay của nhà sản xuất

Kiểm tra dòng điện và điện kháng của các pha

Kiểm tra hình dạng cánh bơm

Kiểm tra độ lệch trục

3.7.3 Bảo trì thiết bị khuấy chìm

Thiết bị khuấy chìm của hệ thống cần được bảo trì sáu tháng một lần với các nội dung sau:

Kiểm tra cách điên của các cuộn dây với nhau và giữa cuộn dây với vỏ cánh khuấy theo sổ tay của nhà sản xuất

Kiểm tra dòng điện và điện kháng của các pha

Kiểm tra hình dạng cánh khuấy

Kiểm tra độ lệch trục

3.7.4 Bảo trì thiết bị tách nước decanter

Thiết bị decanter cần được bảo trì ba tháng một lần với các nội dung:

Kiểm tra cách điên của các cuộn dây với nhau và giữa cuộn dây với vỏ của động cơ theo sổ tay của nhà sản xuất

Kiểm tra dòng điện và điện kháng của các pha

Kiểm tra mức dầu của bộ truyền tốc

Bơm mỡ cho trục vít truyền động

Kiểm tra 4 công tấc hành trình.

An toàn lao động, PCCC

Nhân viên vận hành hệ thống cần phải am hiểu đầy đủ về hệ thống, đã được hướng dẫn, đào tạo về hệ thống, đã được học về an toàn trong vận hành hệ thống

Nhân viên vận hành cần hiểu rõ các vấn đề rủi ro về an toàn lao động Nếu việc vận hành và bảo dưỡng hệ thống nước thải được thực hiện theo đúng những công việc và quy tình phù hợp thì không có khả năng gây ra tai nạn lao động

Mọi tai nạn đều có thể tránh khỏi VÌ vậy mọi người phải có trách nhiệm tìm hiểu và làm việc theo nguyên tắc bảo vệ an toàn lao động để tránh tai nạn xảy ra Nhân viên vận hành hệ thống chịu trách nhiệm bảo đảm rằng họ làm việc trong điều kiện an toàn và theo những quy trình, yêu cầu an toàn đã đề ra Người quản lý Trạm bảo đảm nhân viên vận hành có đủ năng lực thực hiện trước khi cho phép vận hành Nghiêm cấm công nhân vận hành ở trạng thái có rượu bia

Hệ thống xử lý nước thải của một số nhà máy bia

3.9.1 Nhà máy bia Sài Gòn– Củ Chi

Nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi thuộc tổng công ty Sabeco, tọa lạc tại KCN Tây Bắc

Củ Chi, có công suất sản xuất đến tháng 12/2008 là 180 triệu lít bia/năm Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy được xây dựng với lưu lượng thiết kế đáp ứng xử lý nước thải cho nhà máy trong cả ba giai đoạn sản xuất: Q tb = 4500 m 3 /ngày Hiện tại, lưu lượng nước thải của nhà máy vào tháng 2/2009 là 2800m 3 /ngày Nước thải sau xử lý đạt loại

Bảng 3.8:Thông số nước thải nhà máy bia Sài Gòn– Củ Chi

STT Chất ô nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình

Sơ đồ 2: Dây chuyền quy trình công nghệ xử lý nước cấp đạt tiêu chuẩn

Nhà máy bia Sabmiller tọa lạc tại lô A, khu công nghiệp Mỹ Phước 2, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương Nhà máy có tổng diện tích khuôn viên là 398.475m², trong đó phần diện tích đất sử dụng khoảng 80.000m 2 , diện tích khu xử lý nước thải: 2000m 2

Hệ thống xử lý nước thải được đưa vào hoạt động vào tháng 1/2007 với lưu lượng thiết kế: 2400m 3 /ngày, nguồn thảiđạt loại A, QCVN -40-2011/BTNMT

Bảng 3.9: Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller

STT Chất ô nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình

3.9.3 Nhà máy bia Việt Nam (VBL)

Nhà máy bia Việt Nam hoạt động với công suất sản xuất là 200 triệu lít/năm

Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế hiện đại và xử lý cho cả nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt

Lưu lượng nước thải hiện tại là 2600m 3 /ngày, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B, QCVN -40-2011/BTNMT và được xả ra rạch Bàu Cát

Bảng 3.10: Thông số nước thải nhà máy bia Việt Nam

STT Chất ô nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình

TÍNH TOÁN KINH TẾ

Chi phí đầu tư xây dựng

4.1.1 Chi phí xây dựng công trình

Bảng 4.1: Chi phí xây dựng 1m 3 bể

STT Vật liệu Đơn vị tính Đơn giá Số lượng Thành tiền (VNĐ )

Tổng chi phí xây dựng 1m 3 bể 2.039.000

Bảng 4.2: Chi phí xây dựng bể

STT Hạng mục xây dựng

Kích thước xây dựng (Lx B x H)

1 Bê tông cốt thép (BTCT), bên trong phủ lớp epoxy

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

7 Bể 1 BTCT, 1 0,5 4,8x4x6 115 211.485.000 chứa bùn bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

1 - 102 244.680.000 lắp đặt thiết bị 1 phủ lớp epoxy chống xâm thực

11 Nhà lắp đặt thiết bị 2

1 BTCT, bên trong phủ lớp epoxy chống xâm thực

Tổng chi phí xây dựng bể 8.661.849.900

4.1.2 Chi phí thiết bị và các thông số kĩ thuật

Bảng 4.3: Chi phí thiết bị và các thông số kĩ thuật

Thông số Hãng sản xuất

2 Kiểu: Song lược rác cơ khí

Khe:10mm Vật liệu: Thép không gỉ - SUS 304

4 Model: CN80 Loại: Bơm chìm, chuyên dùng cho bơm nước thải Công suất:

2 Dãy đo: 0-8m Ngõ ra 4-20 mA, loại 2wires-loop powered 24 VDC

1 Kiểu: Song lược rác cơ khí

Khe:10mm Vật liệu: Thép không gỉ - SUS 304

CN100 Loại: bơm chìm, chuyên dùng cho bơm nước thải Lưu lượng:

100m3/h Công suất bơm: 5,5kW Điện áp:

1 Dãy đo: 0-8m Ngõ ra 4-20 mA, loại 2wires-loop powered 24 VDC

- Kiểu: lược rác dạng trống

- Cống suất cơ động: 0,75kW

- Thùng đựng rác inox SUS

CN100 Loại: bơm chìm, chuyên dùng cho bơm nước thải Lưu lượng:

50m3/h Công suất bơm: 5,5kW Điện áp:

1 Dãy đo: 0-8m Ngõ ra 4-20 mA, loại 2wires-loop powered 24 VDC

3x380V-50Hz Bồn chứa hóa chất và bồn trộn

2000m3 Vật liệu: PVC Cánh khuấy động cơ:

Bồn chứa hoá chất và bộ khuấy trộn

2000m3 Vật liệu: PVC Cánh khuấy động cơ: 0,5

2 Model: MB- 120PP Lưu lượng:

120lit/h Cột áp (H): 6 bar Điện

3 pha 50Hz Công suất động cơ:

1 Vật liệu thép tấm không gỉ SUS 304 dày 0,5mm, khung đỡ thép không gỉ

1 Đốt tự động theo chương trình cài đặt Công suất: 40- 80m3/h

210mm Vật liệu: Vỏ, cánh bằng inox SUS 304

16kg Bơm bùn trục ngang

200 Loại: Bơm trục ngang, chuyên dùng cho bơm bùn nước thải Lưu lượng:

24m3/h Công suất bơm: 1,5kW Điện áp:

CN100 Loại: bơm chìm, chuyên dùng cho bơm nước thải Lưu lượng:

100m3/h Công suất bơm: 5,5kW Điện áp:

Model: AF270 Đường kính đĩa 9'' Vùng hoạt động: 0- 12m3/h

2 Công suất 100- 150 m3/h Chiều dài máng L=3,3m Công suất:

ICTI Việt Nam chế tạo

3x380V-50Hz Vật liệu: Thép không gỉ Biến tần:

0,75kW của mitsubishi của Nhật

CN651 Loại: Bơm chìm, bơm bùn

Lưu lượng 24m3/h Công suất bơm: 1,5kW Điện áp:

2 Model: Mb- 50PP Lưu lượng:

230/400V 3 pha 50Hz Công suất động cơ:

0,2kW Bồn chứa hoá chất

2000m3 Vật liệu: PVC Cánh khuấy động cơ: 0,5

CN651 Loại: Bơm chìm, bơm bùn

Lưu lượng 24m3/h Công suất bơm: 1,5kW Điện áp:

1,36m3/ph Cột áp: 6m Động Siemens:

9 Bể nén Bồn 1 Thể tích: Việt 13.320.000 13.320.000 bùn chứa hoá chất và bộ khuấy trộn

2000m3 Vật liệu: PVC Cánh khuấy động cơ: 0,5

CD90/10 Bơm li tâm trục ngang Q=1,2m3/h;H

1 Model: Mb- 50PP Lưu lượng:

Hệ thống điện lực và diều khiển + hệ PLC

1 hệ Tủ điện bơm trạm Cụm tủ điẹn trung tâm

10 % Chi phí xây dựng bể

11 Hệ đường ống công nghệ

1 hệ Vật liệu: Ống théo không gỉ SUS 304, HDPE, PPR, PVC

15% Chi phí xây dựng bể

Cụm thiết bị thí nghiệm và kiểm tra

1 Thiết bị đo oxy hoà tan

1 bộ Loại cầm tay thang đo:

Nhiệt độ: - 5oC -+55oC Độ chính xác:

Bù nhiệt độ tự động

2 Thiết bị đo ph cầm tay

1 bộ Loại cầm tay thang đo:

0,00-14mg/lit Nhiệt độ: - 5oC -+99oC Độ chính xác:

Bù nhiệt độ tự động

3 Máy quan phổ đo chất lượng nước

0 Hach -Mỹ Bước sóng 3450-900 (400-840) nm Độ chính xác +-1,5nm Độ phân giải:

26.376.000 26.376.000 hình thể lỏng Nguồn điện:

4 Thiết bị phân tích BOD

- Hiển thị: Tín hiệu LED, kỹ thuật số

0,5oC -Hiển thị: tín hiệu LED, kỹ thật số

5 Thiết bị phản ứng nhiệt

1 DRB200 Công suất: 15 ống COD 16mm Nhiệt độ:

37oC-165oC Thời gian: 0- 480phút Hiển thị màn hình tinh thể lỏng

6 Xác định thể tích bùn lắng

Imboff bằng phastic Thể tích 100ml

Tổng chi phí thiết bị 5.922.442.905

Tổng vốn đâu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy móc 10 năm

Chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải

4.2.1 Chi phí hóa chất sử dụng

Bảng 4.4: Chi phí hóa chất sử dụng hàng ngày

Tên Số lượng Đơn vị

Vậy chi phí hóa chất sử dụng trong một năm là:

Với số lượng bơm hoạt động, nhu cầu thắp sáng và sinh hoạt ước tính điện năng tiêu thụ là 2.000 kw/ngày Giá cung cấp điện công nghiệp là 2.500 đông/kw Vậy chi phí điện năng cho một ngày vận hành là

Tđ = 1.000*2.500= 2.500.000 (đồng/ngày) = 912.500.000 (đồng/năm)

Số lượng nhân viên: 5 công nhân và 3 kỹ sư

Mức lương tháng Công nhân: 6.000.000 đồng/người/tháng

Kỹ sư: 9.500.000 đồng/người/tháng

Tổng chi phí nhân công:

4.2.4 Chi phí bảo dưỡng máy móc thiết bị

Chi phí bảo dưỡng máy móc thiết bị

Chi phí bảo dưỡng hằng năm ước tính bằng 1% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý

Giá thành xử lý 1m 3 nước thải

Tổng chi phí xử lý:

= 2.886.510.964 (đồng/năm) Vậy chi phí để xử lý 1m 3 nước thải là:

Giá thành để xử lý 1m 3 nước thải là: