THIẾT kế CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC nước THẢI của NHÀ máy BIA THANH hóa CÔNG SUẤT 1 500 m3 NGÀY đêm

Kho tài liệu miễn phí diễn đàn Ketnooi.com MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát lâu đời giới mà người tạo Theo dòng lịch sử, với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật, phương pháp nuôi cấy men khiết, trang thiết bị sản xuất đại việc không ngừng tạo chủng loại đại mạch mới, ngày nay, công nghiệp sản xuất bia mang lại cho người sản phẩm tuyệt vời, thực trở thành loại đồ uống hảo hạng, ưa chuộng khắp nơi giới Trong năm qua, công nghiệp giới phát triển với tốc độ cao Cùng với phát triển chung đó, ngành công nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh mẽ Việt Nam, quốc gia nằm vùng khí hậu nhiệt đới với dân số 83 triệu người, mức độ tiêu thụ bia bình quân đầu người khoảng 18 lít/năm thị trường đầy tiềm Đến ngành sản xuất bia ngành công nghiệp trọng điểm định hướng phát triển đến năm 2015 tầm nhìn 2025, mang lại lợi ích kinh tế to lớn, góp phần tăng trưởng cho kinh tế nước nhà Sản xuất bia phát triển mặt góp phần tăng sản phẩm cho xã hội, phục vụ đời sống người, mặt khác làm gia tăng lượng phát thải, tiềm ẩn nguy « nhiễm,gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái tác động không nhỏ tới sống sinh hoạt người Sự phát triển nhanh với số lượng, quy mô doanh nghiệp sản xuất bia tạo lượng lớn chất thải gây « nhiễm mơi trường ba dạng: chất thải rắn, khí thải đặc biệt nguồn gây « nhiễm sản xuất bia nước thải Mặc dù nhiều văn pháp quy bảo vệ môi trường ban hành, nhiên trình phát triển mở rộng sản xuất đa số nhà máy bia, đặc biệt nhà máy bia địa phương với công nghệ sản xuất lạc hậu, thiết bị cũ, thiếu đồng làm định mức sử dụng nước tăng cao Trong đó, hệ thống xử lý nước thải cũ, công suất thấp trở lên tải, chí khơng cịn hiệu quả, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường nước xung SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 quanh, ngược lại với yêu cầu phát triển bền vững xã hội Chính tầm quan trọng cơng tác bảo vệ mơi trường, việc theo dõi, đánh giá diễn biƠn mơi trường nhằm cung cấp thơng tin đầy đủ, xác giúp cho công ty quan quản lý mơi trường có hướng giải nhằm khắc phục « nhiễm bảo vệ môi trường vấn đề cần thiết mang tính thực tế Xuất phát từ tơi lựa chọn chun đề tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế chương trình quan trắc nước thải Nhà máy bia Thanh Hóa cơng suất 1.500 m3 / ngày đêm” SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU I.1 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM I.1.1 Hiện trạng sản xuất bia tiêu thụ bia giới Bia loại nước giải khát sản xuất từ lâu đời giới, từ kỷ thứ trước công nguyên, người Thracia nấu bia từ lúa mạch đen Đến kỷ 19, Louis Paster thành công nghiên cứu vi sinh vật Christian Hansen (người Đan Mạch) phân lập nấm men áp dụng vào sản xuất bia thực trở thành thứ đồ uống hảo hạng, giới ưa chuộng Những năm gần đây, với tốc độ phát triển kinh tế nhanh nhiều nước giới, chất lượng sống người dân ngày đảm bảo, nhu cầu tiêu dùng gia tăng khiến cho sản lượng bia giới tăng tới 2,2% /năm từ 181,355 tỷ lớt (năm 2009) lên 185,556 tỷ lớt (năm 2010) Bảng I.1: Phân bố sản lượng bia giới theo khu vực Khu vực Năm 1994 Sản lượng (triệu lít) Châu Á 21.750 Châu Âu 40.000 Mỹ La Tinh 18.300 Bắc Mỹ 26.999 Châu Phi 550 Trung Đông 600 Châu Đại Dương 2.300 Tổng sản lượng 110.499 Các số liệu thống kê Năm 2009 Tỷ trọng Sản lượng Tỷ trọng (%) (triệu lít) 19,68 58.676 36,2 55.513 16,56 29.019 24,43 25.262 0,5 9.515 0,54 1.168 2,08 2.202 100 181.355 bảng cho thấy sản (%) Năm 2010 Sản lượng Tỷ trọng (triệu lít) (%) 32,4 61.869 33,3 30,5 53.943 29,1 16 30.619 16,5 14 25.036 13,5 5,3 10.681 5,8 0,6 1.308 0,7 1,2 2.163 1,2 100 185.556 100 lượng bia giới tăng trưởng nhanh chóng sản xuất bia phân bố khơng theo vùng địa lý giới.Trong khoảng thời gian từ năm 2000 trước, sản xuất bia tập SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 trung vùng có sẵn nguyên liệu khu vực Bắc Mỹ châu Âu Đây nơi sản xuất bia có bề dày lịch sử hàng trăm năm với công nghệ kỹ thuật sản xuất bia trình độ cao Tuy nhiên, đồ sản xuất bia dịch chuyển sang thị trường phát triển châu Á, Mỹ La Tinh Đặc biệt châu Á, mười năm qua trở thành khu vực sản xuất bia đứng vị trí số sản lượng bia giới Sản xuất bia năm 2010 ghi dấu mốc quan trọng cho 10 năm liên tiếp vị trí số châu Á với tỷ trọng sản lượng bia tăng từ 19,68 % năm 1994 đến 32,4 % năm 2009 33,3 % năm 2010 Đây năm ghi dấu cho suy giảm năm liên tiếp khu vực châu Âu Bắc Mỹ sản lượng bia, giảm 2,4 % châu Âu 1,2 % Bắc Mỹ Bảng I.2: Tăng trưởng sản lượng sản xuất bia theo quốc gia STT Quốc gia 10 11 12 13 14 Trung Quốc Mỹ Brazil Nga Đức Mexico Nhật Bản Anh Poland Tây Ban Nha Nam Phi Việt Nam Hà Lan Canada Sản lượng năm Sản lượng năm 2009 (triệu lít) 2010 (triệu lít) 42.173 44.830 22.093 22.816 10.678 12.600 10.916 10.240 9.807 9.568 8.232 7.988 5.966 5.850 4.648 4.499 3.220 3.390 3.380 3.337 2.415 2.880 2.300 2.650 2.537 2.393 2.239 2.220 Tỉ lệ tăng trưởng (%) 6,3 - 1,2 18 - 6,2 - 2,4 - 0,3 - 2,4 - 3,2 5,3 - 1,3 2,8 15.2 -5,3 - 0,9 Sau 10 năm phát triển, tỷ trọng sản lượng sản xuất bia giới dịch chuyển nhanh từ châu Âu sang châu Á, thị trường rộng lớn nhiều tiềm Khối lượng sản xuất bia toàn cầu năm 2010 185,62 triệu lít, tăng 2,2 % so với năm 2009, đánh dấu năm thứ 26 liên tiếp tăng trưởng Tốc độ phát triển lớn Trung Quốc với sản lượng tăng 6,3 % so với năm 2009 SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 chiếm phần tư sản lượng bia giới Chạm mốc tỷ lệ 18% /năm, Brazil vượt qua Nga để trở thành nước lớn thứ ba giới sản xuất bia Tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ gia tăng thu nhập cá nhân đưa Việt Nam trở lại danh sách 25 quốc gia sản xuất bia nhiều giới với mức tăng trưởng hàng năm đạt 15,2 % Bảng I.3 Mức tiêu thụ bia bình quân số quốc gia giới Mức tiêu thụ bình quân STT Quốc gia 10 11 12 13 14 15 Cộng hòa Séc Ireland Đức Áo Ba Lan Úc Tây Ban Nha Mỹ Anh New Zeland Nga Canada Mexico Nhật Bản Trung Quốc 2004 156,9 115,8 108,3 58,4 95,0 64,3 24,4 99,0 84,0 68,1 22,1 (lớt/người) 2009 143,2 114,7 109,1 106,5 83,8 87,9 81,9 79,8 75,8 72,7 70,5 69,9 57,6 46,9 30,2 2010 131,7 103,7 106,8 105,8 83,6 83,4 69,9 78,2 73,7 70,5 66,2 68,4 57,1 45,4 31,5 Qua số liệu thống kê bảng cho thấy tình hình tiêu thụ bia châu Á có chiều hướng gia tăng mạnh mẽ Đặc biệt Trung Quốc Đây quốc gia tiêu thụ nhiều bia giới mức tiêu thụ bình quân theo đầu người đứng mức khiêm tốn 31,5 lớt/người Với dân số 1,34 tỷ người thị trường cịn nhiều hội phát triển Ở thị trường bia lâu đời Nhật Bản, mức tiêu thụ bình quân có chiều hướng giảm nhanh từ 52,3 lớt/người (năm 2004) xuống 45,5 lớt/người (năm 2010) Tại châu Âu, Cộng hòa Séc giữ vị trí mức tiêu thụ bình qn có chiều hướng giảm (từ 143,2 lớt/người xuống 131,7 lớt/người), Nga (từ SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 70,5 lớt/người xuống 66,2 lớt/người) đặc biệt Đức, đứng vị trí thứ ba giới sản lượng bia nhu cầu sử dụng bia giảm từ 143,2 lớt/người (năm 2004) xuống 131,7 lớt/người (năm 2010) Bên cạnh đó, số quốc gia có mức tiêu thụ tăng mạnh Tây Ban Nha từ 64,3 lớt/người (năm 2004) lên 81,9 lớt/người (năm 2009), Ba Lan từ 58,4 lớt/người (năm 2004) lên 83,8 lớt/người (năm 2009) I.1.2 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Nền công nghiệp bia Việt Nam có lịch sử phát triển 100 năm Cơ sở sản xuất bia mở vào năm 1875 đặt tên xưởng sản xuất bia Chợ Lớn Đây tiền thân nhà máy bia Sài Gịn, tổng cơng ty bia rượu nước giải khát Sài Gòn Vào năm 1889, nhà máy bia Việt Nam xây dựng, tổng công ty bia rượu nước giải khát Hà Nội, với công suất ban đầu 150 lớt/ngày 30 công nhân Sau thống đất nước, ngành sản xuất bia mở rộng quy mơ tồn quốc Nhiều nhà máy, cơng ty bia hình thành : nhà máy bia Đà Nẵng (thiết bị Tiệp Khắc), nhà máy bia Huda Huế (thiết bị Đan Mạch), nhà máy bia Đông Nam (thiết bị Đan Mạch), công ty bia Việt Hà, nhà máy bia liên doanh trưng ương địa phương khác…góp phần nâng cao sản lượng bia nước Khi Việt Nam thức mở với kinh tế thị trường ngành sản xuất bia thực phát triển mạnh mẽ Từ chỗ có hai nhà máy bia Hà Nội Sài Gịn nước có 350 sơ sản xuất bia phân bố tập trung chủ yếu thành phố lớn nơi tập trung đông dân cư Thị trường bia Việt Nam có mặt thương hiệu bia tiếng nước giới Đức, Nhật, Pháp, Ailen, Anh, Bỉ, Đan Mạch… I.1.2.1 Hiện trạng công nghệ thiết bị Trong công nghiệp sản xuất bia, công nghệ thiết bị ảnh hưởng nhiều đến chất lượng, giá thành mức độ ô nhiễm môi trường Ở Việt Nam có SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 hai dạng công nghệ thiết bị sản xuất chủ yếu : - Công nghệ thiết bị sản xuất bia cổ điển : Sử dụng hệ thống nhà lạnh thiết bị lên men phụ riêng biệt Công nghệ có nhược điểm tiêu tốn nhiều lượng, hao phí nguyên liệu, hao phí nguyên liệu, thao tác vất vả, vệ sinh khó khăn - Cơng nghệ thiết bị sản xuất bia đại : Quá trình lên men lên men phụ thiết bị lên men Cơng nghệ có ưu điểm giảm tổn thất lượng men nguyên liệu, thao tác đơn giả Bảng I.4 : Hiện trạng công nghệ thiết bị sản xuất bia Việt Nam TT Loai hình sở I Quốc doanh trung ương Cơ sở Công ty bia Hà Nội Hệ thống lên men cũ Thiết bị lên men từ thời Pháp, công nghiệp truyền thống Thiết bị Đức, kết hợp truyền thống Hệ thống lên men II Thiết bị cơng nghệ Hiện đại, tự động nước ngồi, thiết bị mới, hóa phần số thiết bị cũ sử dụng 11 Thiết bị nước ngồi, cơng nghệ nước ngoài, số thiết bị nước Thiết bị chế tạo nước nhập lẻ phần thiết bị nước ngồi, cơng nghệ nước với dạng cơng nghệ lên Liên doanh nước ngồi Bia địa phương Phương pháp lên men chìm, cơng nghệ cũ Hiện đại, tự động phận 23 III Đánh giá Thiết bị nước ngoài, chủ Hiện đại, tự động yếu Đức, Pháp, hóa phần Nhật,…và số chế tạo nước Cơng ty bia Sài Gịn Hiện trạng thiết bị công nghệ SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 Hiện đại, tự động hóa nhiều phận Khơng đồng bộ, chưa tự động hóa men cũ 427 Thiết bị chế tạo Không đồng bộ, nước, công nghệ lạc hậu, lao động nước với dạng công thủ công nghệ lên men cũ I.1.2.2 Hiện trạng sản xuất Theo thống kê Bộ Công Thương, nước có khoảng 350 sở sản xuất bia với 20 nhà máy đạt cơng suất 20 triệu lít/năm; 15 nhà máy có cơng suất lớn 15 triệu lít/năm 268 sở có lực sản xuất triệu lít/năm Số lượng sở sản xuất bia giảm ( so với năm 1998 480 sở) sản lượng bia liên tục tăng qua năm, từ mức 1,29 tỷ lít năm 2003 lên tỷ lít năm 2008 ước tính đến năm 2010, tổng sản lượng bia đạt 2,7 tỷ lớt Những sở sản xuất với quy mô nhỏ lẻ, lực yếu hay hộ gia đình khơng cịn hoạt động Thay vào mở rộng thị trường cơng ty sản xuất có uy tín chất lượng Các nhà máy bia xây dựng 46/64 tỉnh thành nước Trong có nhà máy đạt cơng suất 200 triệu lít / năm Công ty bia Hà Nội Công ty bia Sài Gịn Khơng đạt doanh thu sản lượng bia hàng năm, nay, nhà sản xuất nước xúc tiến đầu tư công nghệ đại vào dây chuyền sản xuất để nâng cao công suất, tăng chất lượng bia tăng tính cạnh tranh sản phẩm thị trường nước Sự tăng trưởng thời gian qua ngành công nghiệp bia ghi nhận kiện sản xuất tỷ lít bia thành phẩm loại nhà máy bia Sài Gòn ( SABECO) năm 2010 Doanh thu nhà máy đạt gần tỷ USD, đứng thứ 21 giới thứ Đông Nam Á Công ty đầu tư mạnh vào dự án để nâng tổng lực sản xuất cơng ty thêm 100 triệu lít bia loại/năm dự án nâng cao công suất nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi lên 264 triệu lít/năm, nhà máy bia Sài Gịn – Vĩnh Long cơng suất 100 triệu lít/năm nhà máy bia Sài Gịn – Sông Lam (Nghệ An) công suất 200 triệu SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 lít/năm Khi dự án vào hoạt động đưa mức tăng trưởng bình quân doanh nghiệp đạt 14-16%/năm, sản lượng bia tăng 13-15%/năm đạt 1,8 tỉ lít vào năm 2015 Trong năm qua, mức tiêu dùng người dân Việt Nam ngày cải thiện đáng kể Bên cạnh mức tăng trưởng ngành kinh tế khác, ngành công nghiệp đồ uống đạt số tăng trưởng ấn tượng thể bảng I.4 Bảng I.5 Sự tăng trưởng ngành bia Việt Nam (giai đoạn 1995 – 2010) 10 11 12 13 14 15 16 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 465,0 533,0 581,0 670,0 689,8 779,1 871,1 939,8 1118,9 1342,8 1460,6 1547,2 1655,3 1847,2 2013 2302 14,6 9,0 15,3 2,3 12,95 11,8 7,89 19,1 20 8,8 6,0 7,0 11,6 9,0 14 I.1.2.3 Tình hình tiêu thụ Mức tiêu thụ bia bình quân đầu người Việt Nam 18 lớt/năm, 1/2 so với Hàn Quốc 1/6 - 1/7 so với Ireland, Đức, Séc Con số tăng trưởng dự kiến đạt tới 20 lớt/năm vào năm 2012 tiềm lớn cho ngành công nghiệp sản xuất bia nước ta Nền kinh tế phát triển, mức thu nhập người dân tăng lên, nhu cầu tiâu dùng thay đổi với dự báo quy mô dân số nước ta tăng lên 100 triệu người vào năm 2023 ổn định mức 120 triệu dân góp phần không nhỏ cho ngành công nghiệp bia SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 Saccharomyces carlbergensis nÊm men chìm Saccharomyces ellipsoides NÊm men chìm có khả lên men nhiệt độ oC nấm men cần nhiệt độ thấp 10oC trở nên vô hoạt Hiện nhà máy sử dụng hai chủng nÊm mem S.carlsbergenis S.ellipsoides để sản xuất bia Nguyên liệu phụ Trong sản xuất bia nguyên liệu phụ trợ chủ yếu axit, bột trợ lọc, chất tẩy rưa, vải lọc… − Axit H3PO4 thường sử dụng để điều chỉnh pH dịch lên men đến pH yêu cầu − Chất trợ lọc diatomit: sử dụng nhằm nâng cao hiệu rút ngắn thời gian lọc bia Khi rửa thiết bị, chất trợ lọc theo nước rửa làm tăng hàm lượng chất rắn nước thải Trong hệ thống xử lý, chất trợ lọc thường lắng lại bĨ lắng sơ cấp − Hố chất khử trùng (xót, Ozon, HCl…) sử dụng để chế dung dịch rửa, khử trùng, vệ sinh thiết bị tránh tạp nhiễm làm giảm chất lượng bia Các chất tuần hoàn tái sử dụng đến loãng xả với nước thải làm cho pH nước thay đổi − Dầu mỡ, tác nhân lạnh (acmoniac, freon, glycol,…) dùng máy nén, máy lạnh Khi bị rò rỉ chóng gây « nhiễm mơi trường nước, khơng khí I.2.1.2 Nhu cầu nhiên liệu, lượng Đây nhu cầu đặc biệt quan trọng thiếu ngành sản xuất Riêng ngành bia, hai loại lượng tất yếu phải cần điện nhiệt Về nguyên tắc, công suất điện nhiệt cần thiết tính cho đơn vị nguyên liệu không phụ thuộc vào mức độ khí hóa nhà máy, phụ thuộc vào mức độ đại cơng nghệ mà cịn phụ thuộc vào suất nhà máy Nhà máy có cơng suất lớn nhu cầu nhiệt điện cho đơn vị nguyên liệu nhỏ ngược lại Hiện nay, nhà máy bia sử dụng nhiên liệu dạng than (than cám, than đá ) dầu DO, FO Bình qn, để sản xuất 1000 lít bia cần khoảng 53 kg dầu FO 148 kW điện để phục vụ cho chiếu sáng, vận hành thiết bị SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 15 I.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia Sơ đồ dây chuyền công nghệ Nước Hơi Gạo Malt Nghiền Nghiền Ngâm trương, hồ hóa NÊu, đường hóa Enzim enzim Lọc, tách bã Nấu sôi với hoa Houblon Tách bã Làm lạnh Lên men Lên men phụ Lọc bia Bia tươi Thanh trùng Chiết bom (bia hơi) Hình I.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất bia Thuyết minh quy trình cơng nghệ a Chuẩn bị ngun liệu Nguyên liệu đưa vào sản xuất gồm malt, gạo, houblon viên, men bia, nước SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 16 số chất phụ gia khác Tư lệ nguyên liệu nÊu áp dụng công ty 70% malt 30% gạo Nguyên liệu sau kiểm tra chất lượng số lượng, malt gạo nhập vào bể chứa Hệ thống gàu tải chuyển nguyên liệu qua thiết bị sàng để tách tạp chất đưa lên bàn cân Sau cân, băng tải tiếp tục đưa malt gạo tới phận xay nghiền để nghiền nguyên liệu thành bột (nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho q trình chuyển hóa trích ly tối đa chất hịa tan có ngun liệu vào dung dịch nÊu bia) đưa tới nồi nấu để thực công đoạn nÊu b Công đoạn nÊu: Tại nồi nấu, nguyên liệu hòa trộn với nước gia nhiệt qua bước nhiệt độ thời gian theo qui định Sau đó, cháo gạo bơm qua nồi malt để tiến hành trình đường hóa - chất q trình là: môi trường giàu nước, tinh bột protein thủy phân để tạo thành đường, axit amin chất hịa tan khác dạng dịch cháo Sau dịch cháo lọc qua máy lọc để lọc bỏ bã thu hồi dịch đường Sau lọc, nước nha chuyển vào chứa nồi nấu trung gian, đủ dung lượng bơm vào nồi nấu với hóa houblon Q trình q trình houblon hóa Dịch đường sau houblon hóa bơm qua nồi lắng cặn để tách chất kết tủa chuyển qua thiết bị làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ nước nha từ khoảng 1000C xuống 7- 80C, sục khí tiệt trùng để cung cấp O cho nấm men bơm vào thiết bị lên men c Công đoạn lên men: Đây công đoạn quan trọng công nghệ sản xuất bia nhà máy: thực lên men dịch đường tác dụng nấm men Quá trình gồm giai đoạn: lên men lên men phụ Giai đoạn lên men chính: tiến hành thời gian ngày Nhiệt độ tank lên men giữ 8- 0C áp suất điều chỉnh ổn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 17 định Giai đoạn lên men phụ: thực nhiệt độ 0- 0C thời gian 14 ngày Quá trình diễn chậm, tiêu hao lượng đường đáng kể, bia lắng trong, hàm lượng sản phẩm phụ ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia giảm, hương vị tăng Sản phẩm trình lên men phụ loại nước giải khát có độ cồn nhẹ, có CO 2, có hương thơm đặc trưng, vị nhẹ, đắng dịu phải trải qua khâu xử lý cuối để trở thành bia thành phẩm d Công đoạn thành phẩm: Khi giai đoạn lên men phụ kết thúc, bia non kiểm tra tiêu chất lượng đem lọc máy lọc khung với chất trợ lọc diatomit nhiệt độ 0- 10C Sau đó, bia trữ bồn bia tươi để ổn định trước chiết vào bom Tại bồn này, bia pha với nước khô O để đạt độ cồn theo tiêu chuẩn chất lượng, nạp bổ sung lượng CO tổn thất khử trùng Sản phẩm thu bia thu được trùng đưa chiết bom để vận chuyển đến sở tiêu thụ bia ngày I.2.3 Các nguồn thải sản xuất bia Các nguồn thải sản xuất bia bao gồm có khí thải, chất thải rắn, nước thải thể bảng, ngồi cịn có nguồn gây « nhiễm phụ khác tiếng ồn, « nhiễm nhiệt mùi SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 18 Bảng I.12: Các nguồn thải sản xuất bia Nguồn thải 1.Nạp, nghiền nguyên liệu Nguồn « nhiễm - Bơi, khí thải Tác động đến mơi trường - Ô nhim khớ Nấu ng húa bng hi - SO2, NOX, CO2, CO,bụi - Ô nhim khớ - Ni hi - Nc thi - Ô nhim t, nc - Rửa nồi nÊu - Chất thải rắn (bã - ¤ nhiễm đất, nước Lắng- lọc malt,bã hoa) Rửa thiết bị lên men Làm lạnh - Nước thi - Ô nhim nc NH3, freon rũ r - ¤ nhiễm khí - CO2 - Nước thải - Chất thải rắn (men bia,trợ lọc, cặn protein) - Nước thải - Ô nhim khớ - Ô nhim nc - Ô nhim t Bóo hũa CO2 - CO2 - Ô nhiễm khí Chiết bom - Bia rơi vãi - ¤ nhiễm nước 10 Rửa nhà xưởng vÔ sinh - Nc thi - Ô nhim nc Lờn men Lọc bia tươi 11 Chất thải sinh hoạt - Bã thi rn - Nc thi - Ô nhim nc - ¤ nhiễm đất, nước - ¤ nhiễm nước I.3 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TY CỔ PHẦN BIA THANH HĨA VÀ ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA THANH HÓA I.3.1 Giới thiệu cơng ty I.3.1.1 Lịch sử hình thành phát triển công ty a Lịch sử phát triển Trong năm gần đây, kinh tế Thanh Hóa phát triển nhanh, đời sống người dân nâng cao khiến nhu cầu sử dụng sản phẩm đồ uống tăng theo Nắm bắt nhu cầu thị trường, ngày 21- 2- 1989, Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Thanh Hóa ký Quyết định số 220/QĐ – UBTH thành lập Công ty Cổ phần bia Thanh Hóa (trước nhà máy bia Thanh Hóa) SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 19 sở hợp Xí nghiệp Rượu – Bia – Nước (thuộc Sở Thương nghiệp Thanh Hóa) Xí nghiệp Chế Biến mỳ Mật Sơn (thuộc Công ty Liên hiệp Lương thực tỉnh Thanh Hóa) Tháng – 2001, Cơng ty trở thành thành viên thức, hạch tốn độc lập trực thuộc Tổng công ty Rượu – Bia – Nước giải khát Việt Nam b Tình hình phát triển công ty - Ngành nghề sản xuất – kinh doanh cơng ty bao gồm bia loại, rượu vang, nước có gas, nước khống,…Sau 10 năm xây dựng phát triển, Công ty tạo dựng cho tảng phát triển vững dựa chất lượng sản phẩm uy tín thương hiệu - Công ty không ngừng đầu tư trang thiết bị sản phẩm xuất xưởng đạt chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng Chiến lược đầu tư sâu đảm bảo tốt vệ sinh công nghiệp : máy chiết, rửa chai, máy trùng, máy lọc bia, thiết bị chiết bia tươi (theo cơng nghệ đại Cộng hịa Liên bang Đức), hệ thống thiết bị phụ trợ cho phân xưởng sản xuất, nồi lọc, xưởng nấu,…Nhằm đa dạng hóa, sản phẩm, nâng cao lực sản xuất , công ty mở rộng thêm nhiều dây chuyền đóng chai phân phối loại rượu vang ALLIANCE, BORDEAUX Pháp cung cấp - Thành tích lớn Cơng ty Bia Thanh Hóa năm 2002 cấp chứng đạt tiêu chuẩn ISO 9001: 2000 - Năm 2002, Cơng ty Bia Thanh Hóa số nhà máy bia địa phương phía Bắc chọn làm đơn vị sản xuất bia chai cho Cơng ty bia Sài Gịn - Năm 2010, Cơng ty sản xuất tiêu thụ 85,988 triệu lít bia loại, xuất sang Campuchia 1,6 triệu lít bia lon ; 49,432 triệu lít bia Thanh Hoa, tăng 12% so với năm 2009, nộp cho ngân sách nhà nước gần 233 tỷ đồng - Năm 2011, Công ty xây dựng kế hoạch sản xuất tiêu thụ 91,9 triệu lít bia loại, bia Thanh Hoa 54,3 triệu lít ( tăng 10% so với năm 2010), xuất 1,6 triệu lít bia trở lên Với sản phẩm đạt chất lượng cao, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 20 sức khỏe người tiêu dùng, Công ty bia Thanh Hóa nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường trở thành " thương hiệu" đông đảo khách hàng ưa chuộng Năng lực sản xuất công ty không ngừng tăng qua năm Hiện nay, sản phẩm công ty tiêu dùng rộng rãi địa bàn tỉnh, Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh địa phương khác Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng… c Sản phẩm công ty - Bia lon - Bia đóng chai 330ml 450 ml - Bia Thanh Hoa Ngoài sản phẩm bia, cơng ty nhập kinh doanh sản phẩm rượu, nước có ga, khơng ga, nước khống bình… I.3.1.2 Vị trí địa lý Cơng ty cổ phần bia Thanh Hóa nhà máy nằm địa bàn phường Ngọc Trạo thành phố Thanh Hóa – tỉnh Thanh Hóa Thành phố Thanh Hóa tỉnh cực Bắc miền Trung Việt Nam (tọa độ : 19047 – 20040 vĩ độ Bắc, 104022 - 106005 kinh độ Đông), cách thủ đô Hà Nội 160km phía Nam, cách Thành phố Hồ Chí Minh 1600km phía Bắc, cách bờ biển Sầm Sơn 16 km Tây cách biên giới Lào 135km phía Đơng I.3.2 Đặc trưng nước thải cơng ty bia Thanh Hóa * Sản xuất bia ngành sử dụng nhiều nước nhiều công đoạn khác nên thải môi trường lượng lớn nước thải Định mức nước thải trung bình nhà máy biến động lớn từ 10 đến 25 m 3/1000 lít bia thành phẩm SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 21 Bảng I.13 : Đặc trưng nước thi sn xut bia Thụng s Đơnvị tớnh pH COD BOD5 SS mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ∑N ∑P Mức ô nhim Thp Trung bỡnh 5,5 350ữ850 900ữ1900 150÷500 500÷1000 150 450÷600 19÷30 80÷100 1÷4 4÷6 Cao 7,4 1600÷3000 1200÷1600 đến 1500 đến 348 đến 7,5 * Nước thải trình sản xuất nhà máy bao gồm: - Nước thải sinh hoạt - Nước thải sản xuất - Nước mưa chảy tràn a) Nước mưa chảy tràn Lưu lượng dòng thải dao động lớn, phụ thuộc vào mùa năm, vào mùa khô lượng thải so với mùa mưa Tải trọng chất « nhiễm có nước mưa chảy tràn cho bảng sau: Bảng I.13 : Tải lượng « nhiễm nước mưa chảy tràn Tổng Colifrom Nguồn thải Đơn vị ∑ N ∑ P BOD COD TSS (MPN/1 00 ml) Nước mưa Kg/km2/năm 875 105 4,725 31,15 64,05 58.000 chảy tràn (Nguồn: Assessment of sources of air, water and land pollution WHO) Hệ thống thoát nước mưa khu vực xây dựng tách riêng khái hệ thống bĨ xử lý nước thải sinh hoạt, có hè gas dọc theo dòng chảy để ngăn chất rắn lơ lửng kéo theo nước mưa vào nguồn nước mặt Nước mưa chảy theo rãnh xây, độ dốc trung bình khoảng 2% Các tuyến máng nước bố trí ngắn, sau mưa cần mở tÂm đan để kiểm tra, nạo vét lại cống máng Xây dựng hè thu cát trước xả môi trường, SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 22 không để xảy tình trạng ngập óng cục b) Nước thải sinh hoạt Phát sinh trình sinh hoạt cán bộ, công nhân viên thu gom xử lý trước thải mơi trường Dịng nước thải tách thành loại: Nước từ khu vệ sinh (tắm rửa, giặt giũ ) lượng nước chiếm tư trọng lớn (70 - 80%), nước thải từ nhà vệ sinh Phương pháp xử lý nước thải từ nhà vệ sinh thường dùng dùng bÓ tự hoại BĨ tự hoại cơng trình xử lý nước thải đồng thời làm chức năng: lắng, phân huỷ cặn lắng, lọc Cặn lắng giữ bÓ từ - tháng, tác dụng vi sinh vật kỵ khí, chất hữu bị phân huỷ Một phần tạo thành chất khí, phần tạo thành chất vơ hồ tan Nước thải lắng bÓ lắng với thời gian dài để đảm bảo hiệu suất lắng cao c) Nước thải sản xuất bia - Độ pH nước thải từ phận công nghệ sản xuất dao động thay đổi lớn từ mức axit mạnh đến kiềm cao (5,5 - 6,8) - Nước thải bia chứa hàm lượng chất hữu (dạng dễ phân hủy sinh học) cao (thể qua hàm lượng BOD, COD cao), hàm lượng chất rắn (cặn tổng số -TSS, cặn lơ lửng -SS) chứa nhiều xác men bã Đây nguyên nhân làm giảm chất lượng nguồn nước thủy vực nơi tiếp nhận nước thải làm giảm độ oxy hòa tan, tăng độ màu, độ đục cho nước, hình thành khí « nhiễm CH4, H2S, NH3 - Nước thải từ sản xuất bia phát sinh công đoạn khác nhau: Nước thải rửa thùng lên men, rửa thiết bị lọc, thiết bị nÊu, đường hóa,…là nguồn nước thải có độ « nhiễm cao chứa chất hữu cơ, nấm men, bia rơi vãi, cặn bẩn lại thiết bị, dụng cụ chứa đựng, nước làm mát thiết bị nước ngưng nguồn nước thải bị « nhiễm, thành phần hóa học khơng đổi lại bị « nhiễm nhiệt SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 23 Bảng I.14 : Kết phân tích nước thải Nhà máy bia Thanh Hoa STT Đơn vị Kết Thông số PH Độ đục F.T.U 6,6-8,7 120-150 BOD5 Mg/l 832-1278 COD Mg/l 1245-1660 TSS Mg/l 250-350 PO43- Mg/l 24-44 N-NH3 Mg/l 13-16 I.3.3 Công nghệ xử lý nước thải cơng ty bia Thanh Hóa Hiện có nhiều cơng nghệ áp dụng để giảm thiểu xử lý « nhiễm nước thải Do đặc tính nước thải nhà máy bia có lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu dễ phân hủy sinh học cao, tư số BOD 5/COD nằm khoảng từ 0,5- 0,7 nên sử dụng phương pháp xử lý yếm - hiếu khí kết hợp (UASB - Aeroten) Đây phương pháp thân thiện với môi trường, kết cấu cơng trình đơn giản, tiết kiệm chi phí sử dụng hóa chất đặc biệt hiệu xử lý cao Kh«ng khÝ nén S cụng ngh Dòng nƯớc thải Dòng bùn thải Dòng cấp khí Dòng khí thu gom Hỡnh I.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Thanh Hóa SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 24 Ghi chú: Mương thu gom nước thải Hè ga thu gom cục BÓ khuy trn v cõn bng Bể lắng sơ cấp BĨ xử lý yếm khí (UASB) BĨ xư lý hiÕu khÝ BÓ lắng thứ cấp BÓ l¾ng bïn BĨ nén bên 10 HƯ thèng thu khÝ Thuyết minh cơng nghệ Dịng nước thải từ công đoạn sản xuất khác dẫn qua hè gas thu gom cũ nhà máy Các hè gas lắp đặt thêm song chắn rác nhằm loại bỏ rác thải có kích thước lớn không mong muốn trước đưa nước thải vào hệ thống xử lý Từ hè thu gom nói nước thải bơm vào bÓ cân nhằm trì dịng thải ổn định, khắc phục vấn đề vận hành sau dao động lưu lượng chất lượng nước thải gây đồng thời nâng cao hiệu suất xử lý công đoạn Sau qua bĨ điều hịa, nước thải tiếp tục đưa qua bÓ khuÂy trộn cưỡng nhờ máy khuÂy chân vịt Tại nước thải bổ xung thêm hóa chất nhằm điều chỉnh pH (đạt 6,8 - 7,2) trước đưa vào bĨ kỵ khí Trong bĨ kỵ khí diễn q trình phân hủy hợp chất hữu có nước thải nhờ hoạt động vi sinh vật kỵ khí Q trình phân huỷ kỵ khí xảy theo giai đoạn sau: + Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân Lipit, gluxit, protein thành chất hữu đơn giản, dễ tan nước đường, peptit, glyxerin, axit béo, axit amin + Giai đoạn (Giai đoạn lên men axit hữu cơ): Trong giai đoạn sản phẩm thủy phân giai đoạn phân giải yếm khí tiếp tục tạo thành axit hữu có phân tử lượng nhỏ axit butyric, axit propionic, axit axetic, axit foocmic Ngoài giai đoạn lên men tạo thành chất khí CO2, NH3, H2S Vi khuÈn H2A T¹o axit Các axit hữu (CH3COOH, C2H5COOH, C3H7COOH ) SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 25 + Giai đoạn (Giai đoạn sinh khí): Đây giai đoạn quan trọng toàn trình Dưới tác dụng vi khuẩn kị khí, axit hữu bị phân giải tạo thành khí CH4, CO2 Các axit hữu Vi khuÈn CH4 + CO2 T¹o axit Nước thải sau qua bĨ kỵ khí hàm lượng BOD giảm từ 70 - 90% tiếp tục đưa qua bĨ hiếu khí Thực chất q trình hiếu khí q trình phân huỷ chất hữu tác dụng vi sinh vật hiếu khí có tham gia oxy Phương trình tổng qt mơ tả q trình phân huỷ hiếu khí sau: CxHyOzN + (x+y/4+z/3+3/4)O2Men VSV CxHyOzN + NH3 + O2 Men VSV xCO2 + (y-3)/2H2O + NH3 + ∆H C5H7NO2 + CO2 + ∆H Để tăng cường hiệu xử lý hiếu khí, oxy cung cấp cho bĨ nhờ hai máy thổi khí hệ thống phân phối khí bĨ Hiệu suất khơ BOD bĨ phụ thuộc nhiều vào lượng oxy cung cấp nêu trên, hiệu suất nµycã thể đạt tới 70 - 85% lượng khơng khí cần cấp đạt từ 45 - 90 m3 KK/1 kg BOD5 Sau qua bĨ hiếu khí nước thải chảy tràn qua bÓ lắng Nước thải đưa vào ống phân phối tâm bÓ chuyển động theo phương đứng từ lên tới vách tràn Bên hoạt tính phát sinh cơng đoạn xử lý trước lắng xuống đáy bĨ nhờ tác dụng trọng lực Tại đây, phần bên tuần hoàn trở lại bĨ hiếu khí để đảm bảo đủ lượng vi sinh cần thiết cho trình xử lý hiếu khí Phần nước sau lắng tiếp tục dẫn sang ao sinh học trước thải môi trường Bên cặn từ bÓ gom nước thải tập trung, bÓ điều hịa, bĨ khy trộn, bĨ kỵ khí, bĨ hiếu khí bĨ lắng bơm qua bĨ nén bên Nước rỉ bên đưa quay trở lại bÓ cân hệ thống xử lý Bên nén thường xuyên nạo vét vận chuyển đến nơi xử lý tập trung thành phố Thanh Hóa SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 26 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: nước thải sản xuất nước thải sinh hoạt Nhà máy bia Thanh Hoa - Phạm vi nghiên cứu: đồ án tập trung nghiên cứu thiết kế chương trình quan trắc mơi trường nước thải nhà máy bia Thanh Hóa - tỉnh Thanh Hóa II.2 Phương pháp nghiên cứu II.2.1 Phương pháp thu thập, phân tích tài liệu Thu thập tài liệu liên quan tới nhà máy, tài liệu công nghệ sản xuất bia, tài liệu quan trắc nguồn thải, tài liệu quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt, tài liệu sản lượng tiêu thụ bia giới Việt Nam Thu thập ý kiến chuyên gia, tài liệu có liên quan trực tiếp gián tiếp đến lĩnh vực nghiên cứu Tham khảo tài liệu internet, thư viện, Sở TN & MT tỉnh Thanh Hóa… Dựa vào tài liệu thu thập để phân tích tài liệu có liên quan trực tiếp tới đồ án II.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa Khảo sát thực địa phương pháp quan trọng dùng để kiểm tra độ xác nguồn thơng tin, số liệu q trình thu thập tài liệu Phương pháp thực qua trình lựa chọn địa điểm, lựa chọn thời gian tần suất lấy mẫu thích hợp II.2.3 Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu sau thu thập thống kê so sánh với quy chuẩn hành QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 24:2009/BTNMT Sau tổng hợp số liệu vẽ thành bảng biểu SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo đánh giá tác động môi trường " Dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải Cơng ty cổ phần bia Thanh Hóa" Trung tâm quan trắc bảo vệ môi trường thực năm 2011 PGS Ts Hồng Đình Hịa: Cơng nghệ sản xuất Malt Bia NXB KHKT, Hà Nội, 2000 PGS.Ts Hồng Văn Huệ : Cơng nghệ mơi trường.tập 1- xử lý nước thải nxb xây dựng, Hà Nội, 2004 PGS Ts Hoàng Huệ: Xử lý nước thải NXB xây dựng, 1996 Tạp chí hiệp hội Rượu Bia Nước giải khát Việt Nam 2011 Trần Hiếu Nhuệ : Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp NXB KHKT năm 2001 www.brewers.or.j : Viện nghiên cứu lối sống thực phẩm Kirin Nhật Bả http://tttm.vecita.gov : Báo cáo tóm tắt tình hình thực nhiệm vụ 2010 kế hoạch 2011 ngành công thươn http://tttm.vecita.gov.v : uyết định phê duyệt quy hoạch phát triển ngành Bia- Rượu - Nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025, Hà Nội, 200 10 http://vi.wikipedia.or : Beer in the world SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052 SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhung - MSSV: 508303052