Kỹ thuật xử lý nước thải trong ngành sản xuất rượu bia nước giải khát

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA MÔI TRƯỜNG KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đề tài: Kỹ thuật xử lý nước thải ngành sản xuất rượu bia nước giải khát Nhóm: – Tiết 7,8,9 chiều thứ Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Ngọc Tú Hà Nội, 2017 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM Họ tên Nguyễn Thùy Linh (Nhóm trưởng) Trần Thị Hoa Lưu Cơng Lý Đoàn Thị Liễu Nguyễn Văn Hợp Đoàn Huy Hoàng Phạm Huy Hoàng Phùng Huy Hoàng Trần Thị Hồng Phùng Quốc Hưng Nguyễn Thị Quỳnh Mai Đỗ Thị Hoài Lê Hữu Hưng Đào Thị Hương Liên Nguyễn Thị Thu Hương MSV 593405 593196 597109 597106 553142 583395 597062 591136 583396 595044 593124 597094 597100 593307 593303 Lớp K59KHMTD K59KHMTB K59KHMTE K59KHMTE K55MTB K58MTA K59KHMTD K59KHMTA K58MTA K59KHMTA K59KHMTA K59KHMTE K59KHMTE K59KHMTC K59KHMTC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ  Trong năm gần công nghiệp giới phát triển với tốc độ cao Cùng với phát triển chung ngành cơng nghiệp ngành cơng nghiệp sản xuất rượu bia phát triển mạnh mẽ  Rượu bia sản xuất Việt Nam cách 100 năm nhà máy Bia Sài Gòn Hà Nội Hiện nhu cầu thị trường, trời gian ngắn, ngành sản xuất bia có bước phát triển mạnh mẽ Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2011 dự kiến 28 lít/người/năm Bình qn lượng bia tăng 20% năm  Bên cạnh thành tựu kinh tế - xã hội phát triển công nghiệp vấn đề ô nhiễm môi trường ngày quan trọng, đó, nước thải ngành sản xuất bia gây tác động xấu đến môi trường Nước thải sản xuất rượu bia thải thường có đặc tính chung nhiễm hữu cao, nước thải thường có màu xám đen thải vào thuỷ vực đón nhận thường gây nhiễm nghiêm trọng phân huỷ chất hữu diễn nhanh Thêm vào hố chất sử dụng q trình sản xuất CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất với chất hữu nước thải có khả đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận không xử lý Kết khảo sát chất lượng nước thải sở sản xuất bia nước Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ sở sản xuất bia khơng xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ lửng SS cao, chất vào môi trường phân hủy nhanh Nếu lượng chất thải khơng xử lí mà xả thẳng vào mơi trường ảnh hưởng xấu tới nguồn tiếp nhận, gây chết động vật thủy sinh, ảnh hưởng tới sức khỏe người gây mùi thối khó chịu Chính vậy, việc tìm biện pháp thích hợp để xử lí chất thải từ sản xuất rượu bia cần thiết để sớm áp dụng vào thực tế PHẦN II: TỔNG QUAN 2.1 Lịch sử hình thành tốc độ phát triển a Lịch sử hình thành  Từ 7000 năm TCN người Babylon biết sản xuất bia từ hạt đại mạch số nguyên liệu từ hạt nảy mầm với công thức đơn giản: Người ta rang ngũ cốc đem ngâm cho lên men thu loại nước giải khát yêu thích giới Cùng với phát triển thời gian công thức chế biến bia thay đổi dần, người ta biết cho thêm cỏ dại có hương thơm nước có vị dễ chịu như: ngải cứu, lupin … để tăng hương vị bia  Khoảng kỷ 19, hoa hublon phát Xiberi, Đông Nam nước Nga, Trung Quốc nhiều vùng khác Từ sử dụng nguyên liệu chuyên dùng để sản xuất bia  Năm 1857, nhà bác học người Pháp Louis Pasteur khám phá nhân tố chuyển hóa nhiên liệu thành loại thức uống tuyệt vời ông khẳng định “ nẫm men vi sinh vật mà hoạt động chúng làm nên trình lên men bia” Nhưng ông chưa làm sáng tỏ thực chất tượng chế hoạt động trình lên men bia, đến cuối kỉ 19 hai nhà khoa học người Đức, Nga chứng minh “nấm men tạo nên enzyme trường hợp khơng có tế bào nấm men tồn mơi trường có khả chuyển hóa đường thành rượu CO2, hai thành phần quan trọng bia”  Ngày nay, kỹ thuật sản xuất bia cải tiến khơng ngừng, q trình lên men giảm từ 49 ngày xuống 12 ngày Các thiết bị lên men cải tiến bia loại nước giải khát có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng phổ biến giới nói chung Việt Nam nói riêng b Tốc độ phát triển  Trên giới  Hiện giới có khoảng 25 quốc gia sản xuất bia với sản lượng lớn tỷ lít/năm Trong nước Đức, Mỹ, Úc năm sản xuất 10 tỷ lít/năm Sản lượng bình qn tính theo đầu người số quốc gia 160 lít/năm CH Séc, …  Tại số nước giới ngành công nghiệp sản xuất bia đặt quyền kiểm soát quan nhà nước Tại Ấn Độ, phủ thực đổi chế, doanh nghiệp tự sản xuất kinh doanh, trừ ngành đặc biệt cần phải có dấy phép phủ cấp quyền sản xuất kinh doanh có ngành sản xuất bia  Việt Nam  Ở Việt Nam bia người Pháp du nhập vào cuối kỷ 19 với việc xây dựng nhà máy bia: nhà máy bia Hà Nội nhà máy bia Sài Gòn Qua kỷ thăng trầm phát triển, Việt Nam có 100 nhà máy bia lớn nhỏ nước  Từ nhũng năm 90 trở lại đây, sản lượng bia Việt Nam tăng nhanh đạt bình qn lít/người/năm thu nộp cho nhà nước hàng nghìn tỷ đồng, tạo điều kiện công ăn việc làm cho hàng chục ngàn lao động  Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam (VBA) cho biết, sản lượng bia nước ước đạt 3,4 tỷ lít năm 2015, tăng 4,7% so với kỳ năm 2014 Trong năm qua, sản lượng bia tăng bình quân 7% năm  Hiện nước có khoảng 129 sở sản xuất bia Có nhiều sở sản xuất có quy mơ lớn từ 200 - 400 triệu lít/năm nhà máy bia Củ Chi (Sabeco), nhà máy bia Mê Linh (Habeco), nhà máy bia Việt Nam (Heineken) TPHCM,… Theo đó, tổng cơng suất ngành bia đến đạt khoảng 4,8 tỷ lít/năm Hiện Việt Nam nhập khoảng triệu lít bia năm xuất 70 triệu lít  Sản lượng rượu cơng nghiệp đạt 70 triệu lít với khoảng 162 sở sản xuất rượu công nghiệp nước Sản lượng rượu dân tự nấu tiêu thụ thị trường ước đạt 200 triệu lít/năm, gấp lần rượu sản xuất cơng nghiệp  Ngành nước giải khát đạt sản lượng 4,8 tỷ lít năm 2015 Trong giai đoạn 2011 - 2015, tốc độ tăng trưởng sản lượng bình quân 8,38% Hiện có gần 1833 sở sản xuất nước giải khát với tổng công suất đạt khoảng tỷ lít Các loại nước ngọt, nước hoa có tốc độ tăng trưởng cao, chiếm tỷ trọng 85% thị phần tiêu thụ nước giải khát, nước khoáng chiếm tỷ trọng khoảng 15%  Với kết đạt thời gian, VBA đặt mục tiêu đến năm 2020, ngành đạt sản lượng bia từ - 4,25 tỷ lít/năm; sản lượng nước giải khát từ 8,3 - 9,2 tỷ lít/năm; sản lượng rượu từ 320 – 360 triệu lít, rượu sản xuất cơng nghiệp từ 100 - 150 triệu lít Đặc tính nước thải phát sinh 2.2 2.2.1 Nguồn gốc nước thải  Nấu – đường hóa: Nước thải cơng đoạn giàu chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ vỏ trấu, mảnh hạt bột, cục vón… với xác hoa, tanin, chất đắng, chất màu  Cơng đoạn lên men lên men phụ: Nước thải công đoạn giàu xác men – chủ yếu protein, chất khoáng, vitamin với bia cặn  Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hịa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp chai Nước thải chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ngồi… •  Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm: Nước lẫn bã malt bột sau lấy dịch đường Để bã sàn lưới, nước tách khỏi bã  Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men loại thiết bị khác  Nước rửa chai két chứa  Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ  Nước thải từ nồi  Nước vệ sinh sinh hoạt  Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp 2.2.2 Thành phần tính chất nước thải  Trong sản xuất bia, đặc thù công nghệ nên lượng nước tiêu hao cao lượng nước thải lớn Nước sử dụng cho sản xuất thường từ ÷11lít nước/1 lít bia, nhu cầu tiêu thụ cơng đoạn khác nhau, thông thường 2/3 lượng nước dùng quy trình cơng nghệ 1/3 lượng nước cịn lại sử dụng cho khâu vệ sinh thiết bị  Đặc tính nước thải nhà máy bia giàu hợp chất hữu tinh bột, xenluloza, loại đường, axít, hợp chất phốt pho, nitơ Các chất oxi hoá vi sinh vật, tạo sản phẩm cuối CO2, H2O, NH3 sản phẩm trung gian rượu, aldehit, axit, Đây nguồn gây ô nhiễm cao thải trực tiếp mơi trường  Các đặc tính nước thải: • Hàm lượng BOD cao do: bã nấu bã hèm, men, hèm lỗng, bia dư ro rỉ nước thải • pH dao động lớn do: cặn xút, axit tháo xả hệ thống rửa nồi, máy sửa chai rửa két, nước tráng, rửa thiết bị, nước rửa vệ sinh sàn nhà • Ảnh hưởng tới nồng độ N, P: men thải, tác nhân trình làm • Ảnh hưởng tới hàm lượng chất rắn lơ lửng: rửa máy lọc, rửa chai, chất thải rắn (dán nhãn, bìa)  Lưu lượng đặc tính dịng nước thải cơng nghệ sản xuất bia cịn biến đổi theo quy mô, sản lượng mùa sản xuất Tại Việt Nam, để sản xuất 1.000 lít bia, thải khoảng kg chất rắn lơ lửng, 10 kg BOD5, pH dao động khoảng 5,8 - Cá biệt, số địa phương, hàm lượng chất nhiễm mức cao: BOD5 1700 ÷ 2700mg/l; COD 3500 ÷ 4000mg/l, SS 250 ÷ 350mg/l, PO4-3 20 ÷ 40mg/l, N-NH3 12 ÷ 15mg/l Ngoài ra, bã bia chứa lượng lớn chất hữu cơ, lẫn vào nước thải gây ô nhiễm mức độ cao  Nước thải rửa chai bia dịng thải có nhiễm lớn công nghệ sản xuất bia Về nguyên lý chai để đóng bia rửa qua bước: rửa với nước nóng, rửa qua dung dịch kiềm lỗng nóng (1-3% NaOH), tiếp rửa bẩn nhãn bên ngồi chai, sau rủa nước nóng nước lạnh Do dịng thải q trình rửa chai có pH cao làm cho dịng thải chung có pH kiềm tính  Trong nước thải rửa chai cịn có hàm lượng đồng kẽm sửa dụng loại dãn nhãn chai có in ấn loại thuốc in có chứa kim loại Hiện nay, loại dán nhãn chai có chứa kim loại bị cấm sử dụng nhiều nước Trong nước thải có tồn AOX q trình khử trùng có dùng chất khử hợp chất clo Tóm tắt đặc trưng nước thải cơng nghiệp sản xuất bia: Bảng: Tính chất nước thải từ sản xuất bia Các chất ô đơn vị Mức nhiễm tính Việt Nam Ph 6-8 BOD5 mg/l 900-1400 COD mg/l 17002200 SS mg/l 500-600 TCVN 5945:2005* A B C Tác động đến môi trường 6-9 ≤30 ≤50 5.5-9 ≤50 ≤80 5-9 ≤100 ≤400 Ô nhiễm Ô nhiễm ≤50 ≤100 ≤200 Tổng N mg/l 30 ≤15 ≤30 ≤60 Tổng P mg/l 22-25 ≤4 ≤6 ≤8 NH4+ mg/l 13-16 ≤5 ≤10 ≤15 Gây ngạt thở cho thủy sinh Gây tượng phi dưỡng cho thực vật Kích thích thực vật phát triển Độc hại cho cá lại thúc đẩy thực vật phát triển, thường gây tượng tảo Ghi chú: * thông số quy định tiêu chuẩn, chưa xết đến hệ số liên quan đến dung tích nguồn tiếp nhận hệ số theo lưu lượng nguồn thải A – Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích sinh hoạt B – Nguồn tiếp nhận khác ngoại loại A Hàm lượng chất gây ô nhiễm nước thải bảng sau: Bảng: Tính chất đặc trưng nước thải ngành sản xuất bia Chỉ tiêu COD BOD Tổng chất rắn lơ lửng Tổng số P Tổng số N Nhiệt độ Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l C Giá trị 600 ÷ 2400 310 ÷ 1400 70 ÷ 600 50 90 35 ÷ 55 ( Nguồn: PGS.TS Lương Đức Phẩm, công nghệ xử lý nước thải, NXB Giáo Dục) 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải nhà máy bia Đặc tính nước thải nhà máy bia giàu hợp chất hữu tinh bột, xenluloza, loại đường, axít, hợp chất phốt pho, nitơ Các chất oxi hoá vi sinh vật, tạo sản phẩm cuối CO 2, H2O, NH3 sản phẩm trung gian rượu, aldehit, axit, Đây nguồn gây ô nhiễm cao thải trực tiếp môi trường Có nhiều phương pháp ứng dụng xử lý nước thải nhà máy rượu, bia như: sử dụng màng lọc, phương pháp hoá học, phương pháp sinh học Trong phương pháp trên, phương pháp xử lý sinh học cho hiệu tối ưu sử dụng rộng rãi Phương pháp dựa sở sử dụng hoạt động vi sinh vật để phân huỷ chất hữu gây nhiễm bẩn nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng Trong trình phát triển, chúng nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối chúng tăng lên Quá trình phân huỷ chất hữu nhờ vi sinh vật gọi trình oxi hoá sinh hoá 2.3.1 Phương pháp học Nước thải rửa chai, lọ tec cần qua sàng lọc để loại bỏ mảnh thủy tinh vỡ nhãn giấy Nước thải sản xuất hỗn hợp cần cho bể tách dầu trước xử lý sinh học Tùy theo kích thước tính chất đặc trưng loại vật chất mà người ta đưa phương pháp thích hợp để loại bỏ chúng khỏi nước thả Nước thải sản xuất nước thải vệ sinh tập trung vào hệ thống xử lý sục giai đoạn Nước làm lạnh nước mưa thải vào nơi tiếp nhận không cần xử lý Phương pháp xử lý học loại bỏ 60% tạp chất khơng hịa tan nước thải giảm 20% BOD Các cơng trình xử lý học gồm:  Song chắn rác  Song chắn rác giữ lại thành phần có kích thước lớn, tránh làm tắc máy bơm, đường ống kênh dẫn  Song chắn rác gồm đan xếp cạnh mương dẫn nước Khoảng cách đan gọi khe hở Song chắn rác chia thành loại di động cố định, thu gom rác thủ cơng khí Song chắn rác đặt nghiêng góc 60-90 theo hướng dịng chảy 10 xử lý kị khí có khả ứng dụng rộng rãi để giảm thiểu chất hữu dễ phân hủy sinh học nước thải cơng nghiệp nhiều loại hình sản xuất, đặc biệt nước thải sản xuất bia • Hiệu xử lý cần thiết tính theo COD E = *100% = *100% = 96% Lượng COD cần xử lý ngày G = Qngàymax*(Sv-Sr)*10-3 = 2400*(1280-50)*10-3 = 2952 kgCOD/ngày • Tải trọng khử COD bể Chọn tải trọng khử COD bể a = kgCOD/ngày (a = 4-10 kgCOD/ngày TS Trịnh Xn Lai – tính tốn thiết kế cơng rình xử lý nước thải) • Dung tích xử lý yếm khí cần thiết V = = 2952:4 = 738 m3 Tốc độ nước lên bể chọn v = 0.6 m/h (v= 0.6 – 0.9 m/h TS Trịnh Xn Lai – Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải) • Diện tích bể cần thiết: F = = = 166.66 m2, chọn F = 168 m2 Chọn bể có chiều rộng 12m, chiều dài 14m • Chiều cao phần xử lý yếm khí: H1= = = 4.39 m chọn H1 = 4.5m • Chiều cao xây dựng bể UASB: H=H1+H2+H3 H = 4.5 + 1.2 + 0.3 = 6m Trong đó: H1 – Chiều cao phần thể tích xử lý yếm khí H2 – chiều cao vùng lắng ≥1, chọn H2 = 1.2 m (TS Trịnh Xuân Lai – tính tốn thiết kế cơng rình xử lý nước thải) H3 – Chiều cao bảo vệ phần thu khí, chọn 0.3 m Trong bể thiết kế ngăn lắng Nước vào ngăn lắng tách chắn khí Tấm chắn đặt nghiêng góc α với α ≥ 550 Gọi Hlắng: chiều cao toàn ngăn lắng Hlắng = 2m Kiểm tra: = = 38.33% >30% thỏa mã yêu cầu (theo giáo trình XLNT Th.S Lâm Vĩnh Sơn) • Thời gian lưu nước bể: 34 T= F × ( H − H ) 168 × (6 − 0,3) = = 9.576 ( h ) 100 Qtbh thỏa mãn yêu cầu T = 4-10h (theo giáo trình tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải – NXB Xây Dựng – T.S Trịnh Xuân Lai) • Trong bể lắp hướng dòng Với chắn hướng dòng lắp chắn khí, đặt theo hình chữ V, bên đặt tấm, đạt song saong nghiêng so với phương ngang góc 500 Chọn khe hở Tổng diện tích khe hở chiếm 15-20% tổng diện tích bể Chọn Fkhe = 0.15Fbể Trong ngăn có khe hở, diện tích khe Fkhe = = = 6.3 m2 Khoảng cách bề rộng khe hở: l = Fkhe/số khe = 6.3/4 = 1.58 m  Tấm chắn Chiều dài l1 = L = 14m Chiều rộng b1 : b1 = = = 1.04 m  Tấm chắn 2: Chiều dài l2 = L = 14 m Chiều rộng b2: H = 1580*sin(90-50) = 1015 mm Độ dày b2 chồng lên b chọn 400 mm: B2 = 400 + = 0.4 + =1.033 m Tấm hướng dịng đặt nghiêng so với phương ngang góc 50 độ cách chắn khoảng 1.04 m 35 Khoảng cách chắn khí L = 4X Với X = 1040 mm*cos50 = 668.5 mm  Vậy L = 4*668.5 = 2674 mm = 2.67m Tấm hướng dịng có chức chặn bùn lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D hướng dòng phải lớn L Đoạn nhơ hướng dịng nằm bên khe hở từ 10-20 cm chọn bên nhô 20 cm Vậy D = 2670 + 400 = 3070 mm = 3.07 m Chiều rộng hướng dịng = = 1.535/cos50 = 2.4 m • Thể tích làm việc bể Vlv = (H1+H2)*F = 5.5*168 = 924 m2 • Thể tích xây dựng bể Vxd = H*F= 6*168 = 1008 m2 • Hệ thống phân phối nước vào bể Nước thải dẫn vào bể UASB qua 12 ống nhánh, chọn vận tốc dòng chảy ống nhánh 1m/s (theo giáo trình tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải – NXB Xây Dựng – T.S Trịnh Xuân Lai)  Đường kính ống D= 4*Q = Π *v * 2400 = 0.188 (m) = 188 (mm) Π * 24 *1* 3600 Chọn D = 200mm  Đường kính ống nhánh Chọn vận tốc nước chảy ống nhánh Vnhánh = 1.5 m/s Lưu lượng ống nhánh: Qnhánh = 2400/12 = 200 m3/s 36 Chọn 12 ống nhánh để phân phối nước vào bể Các ống nafy đặt vng góc với chiều dài bể Mỗi ống cách 1m, riêng ống sát tường đặt cách tường 0.8m d= 4Q = Π * v *12 * 2400 = 0.09(m) = 90(mm) Π *1* 24 *12 * 3600 Chọn d = 100mm • Hệ thống đầu phân phối nước vào bể UASB Bể UASB thiết kế có tổng cộng 36 đầu phân phối nước Kiêm tra diện tích trung bình đầu phân phối nước an = = 168/36 = 4.67 m2 • Lỗ phân phối nước vào bể UASB Tổng cộng có 36 đầu phân phối nước 12 ống nhánh ống nước có đầu phân phối nước Lưu lượng qua lỗ phân phối: Qphân phối = = 200/12 = 16.66 m3/ngày Đường kính lỗ phân phối: D= 4*Q = Π * 24 * v * 3600 *16.66 = 0.018(m) Π *1.5 * 24 *16.66 * 3600 Chọn lỗ phân phối khí có D = 20 mm Các ống phân phối nước đặt cách đáy 20 cm • Tính lượng khí sinh Lưu lượng khí sinh loại bỏ 1kg COD 0.5 m3 (theo Design of Anaerobic Process the Treament of Industual and Minicipal Wastewater – Josep F.Manila) Vậy lưu lượng khí sinh bể ngày: 37 Qkk = 0.5 m3kgCOD*G = 0.5*2952 = 1462.5 m3/ngày Trong thành phần khí CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh QCH4 = 0.7*1462.5 = 1023.75 m3/ngày • Đường kính ống thu khí Vận tốc khí ống từ 10-15 m/s (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn) Chọn vận tốc khí ống v=10 m/s Lắp ống dẫn khí bên thành bể • Đường kính ống dẫn khí D= 4*Q / = Π * 24 * v * 3600 * 791.25 = 0.033( m) Π *1.5 * 24 *10 * 3600 Chọn D=50 mm • Lượng bùn nuôi cấy ban đàu đưa vào bể (TS = 15%) Mbùn = = *10-3=441.5 Trong đó: Css – hàm lượng bùn bể kg/m3 Vr – thể tích ngăn phản ứng TS – hàm lượng chất rắn bùn ni cấy ban đầu, T% • Lượng sinh khối sinh ngày P = = = 39.32 kg/ngày • Lượng bùn dư sinh ngày Q = = = 1.75 m3/ngày • Khối lượng chất rắn từ bùn dư 38 Mss= Q*Css = 1.75*30 = 52.5 kgSS/ngày • Lượng bùn sinh Lượng bùn sinh loại bỏ 1kg COD 0.05-0.1 kgVSS/CODloại bỏ Gbùn = 0.05*G = 0.05*2925 = 146.25 kgVSS/ngày Theo quy phạm : 1m3 bùn tương đương 260 kg VSS (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn) • Thể tích bùn sinh ngày: Vbùn = 146.25/260 = 0.563 m3 Chọn thời gian lưu bùn tháng (t=35-100 ngày, theo Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn) • Lượng bùn sinh tháng M = 0.563*30*3 = 50.63 m3 Chiều cao lớp bùn tháng: Hbùn = M/F = 50.63/168 = 0.3 m Trong đó: M – lượng bùn sinh tháng m3 F – diện tích xây dựng bể m2 • Đường kính ống thu bùn Chọn thời gian xả cặn 120 phút (Giáo trình XLNT – Th.S Lâm Vĩnh Sơn) Lượng cặn vào ống thu bùn 120 phút = = 0,007 m3/s Bố trí ống thu bùn, ống vng góc với chiều rộng bể, ống cách 2.4m, hai ống sát tường cách tương 1m Vận tốc bùn ống chọn 0.5 m/s • Diện tích ống xả cặn: Fbùn = = 0.0028 m2 • Đường kính ống xả cặn: 39 D= 4* F = Π * 0.0028 = 0.059( m) Π Chọn D= 60 mm Chọn hiệu khử COD sau qua bể UASB 80% (Theo quan bảo vệ mơi trường Hoa Kì EPA, 1988,Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị vầ công nghiệp, trang 29) • Hàm lượng COD nước thải khỏi bể UASB là: COD = CODvào(1-e) = 1280(10.8) = 256 mg/l Chọn hiệu khử BOD sau qua bể UASB 65% (Theo quan bảo vệ mơi trường Hoa Kì EPA, 1988,Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị vầ công nghiệp, trang 29) BOD5 = BOD5vào*(1-e) = 768*(1-0.65) = 268 mg/l Bảng 4.5: Các thông số thiết kế bể UASB ST T Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao bể Thể tích bể Hiệu khử COD Hiệu khử BOD5 SS M M M m3 % % Mg/l 14 12 1008 80 65 180 40 Hình: bể UASB xử lý nước thải V DỰ TỐN CƠNG TRÌNH: V: DỰ TỐN CƠNG TRÌNH 5.1 Chi phí đầu tư Tính tốn vốn đầu tư Hệ thống xử lí nước thải cơng trình xây dựng bê tơng cốt thép (BTCT) nên ước tính theo sức chứa cơng trình Giá thành xây dựng dùng để tính tốn sơ 2.000.000 VNĐ/m3 (xây dựng BTCT) Bảng 5: Tính tốn giá thành xây dựng Đơn STT Cơng trình Vật liệu vị tính Song chắn Inox Cái Số Thể Đơn tích (nghìnVN (m3) Đ/đơn vị) lượng 3.000 giá Thành tiền (nghìn VNĐ) 3.000 41 rác 1x1 Máy lược rác tinh Hố thu nước thải Cơ khí Cái 170 5.000 50.000 BTCT m3 105 2.000 210.000 Bể điều hòa BTCT m3 600 2.000 7.200.000 Bể UASB BTCT m3 1008 2.000 2.016.000 BTCT m3 18 2.000 36.000 Bể aerotank BTCT m3 714 2.000 1.428.000 Bể lắng BTCT m3 80 2.000 160.000 BTCT m3 31.2 2.000 62.400 BTCT m3 75 2.000 150.000 Cơ khí m3 145.000 145.000 Bể trung gian Bể chứa bùn 10 11 Bể khử trùng Máy ép bùn Tổng chi phí xây dựng 11.460.000 Chi phí thiết bị Số STT Loại thiết bị lượng (cái) Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) Máy thổi khí 20.100.000 60.300.000 Bơm nước thải 13.986.000 41.958.000 16.800.000 33.600.000 Bơm nước thải đầu vào bể UASB 42 Bơm tuần hoàn 4.289.000 8.578.000 Bơm bùn dư 4.289.000 8.578.000 Bơm nén bùn 4.289.000 8.578.000 9.450.000 9.450.000 5.000.000 5.000.000 20.000.000 40.000.000 15.000.000 30.000.000 10 Bơm nước rửa máy ép Thiết bị trộn tĩnh bể UASB Máy khuấy chìm bể cân Thiết bị gạt bùn bể nén bùn Tổng 246.042.000 5.2 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống MĐT = MXD + MTB MĐT = 11.460.000 + 609.644.300 = 12.249.300 nghìn VNĐ • Chi phí khấu hao - Phần đầu tư xây dựng tính 20 năm Mxdkh = Mxd : 20 = 11.460.000.000 : 20 = 573.000.000 VNĐ/năm - Phần đầu tư cho thiết bị tính khấu hao 10 năm Mtbkhtb = Mtb : 10 = 609.644.300 : 10 = 60.964.430 VNĐ/năm - Tổng chi phí khấu hao Mkh = Mxdkh + M tbkhtb = 573.000.000 + 60.964.430 = 633.964.430 VNĐ/năm • Chí phí vận hành - Hóa chất Hóa chất để khử trùng nước Clo Khối lượng Clo sử dụng cho giờ: Trong đó: 43 Q: lưu lượng nước thải giờ, Q = 100 (m3/h) a: hàm lượng Clo, a = 3g/m3 P: hàm lượng Clo hoạt tính, % clorua vơi, thường lấy 30% có tính đến tố chất bảo quản Giá thành 1kg Clo 4.000 VNĐ, số tiền sử dụng Clo năm 8760 * 4.000 = 35.040.000 (VNĐ) Hóa chất H2SO4 dùng để điều chỉnh pH: (Theo: Xử lí nước thải thị cơng nghiệp tính tốn thiết kế cơng trình – Lâm Minh Triết) Lượng axit dùng = 0,6285 (l/ngày) = 225,288 (l/năm) Giá thành lít axit = 28.000 (VNĐ) Vậy giá thành axit sử dụng năm là: 255,288 * 28.000 = 6.308.000 (VNĐ) Hóa chất NaOH dùng điều chỉnh pH: (Theo: Xử lí nước thải thị cơng nghiệp tính tốn thiết kế cơng trình – Lâm Minh Triết) 44 Lượng NaOH dùng = 3,144 (l/ngày) = 1147,56 (l/năm) Giá thành lit NaOH = 40.000 (VNĐ) Vậy chi phí sử dụng NaOH năm là: 1147,56 * 40.000 = 45.906.000 (VNĐ) Vậy chi phí hóa chất dùng năm là: 35.000.000 + 6.038.000 + 45.906.000 = 86.944.000 (VNĐ) - Điện Với số lượng bơm trên, cộng với nhu cầu thắp sáng hoạt động sinh hoạt nhân viên vận hành trạm, ước tính điện tiêu thụ ngày khoảng 200 KWh Giá điện cho sản xuất 1.200 VNĐ/KWh Vậy chi phí điện cho năm: 200 * 365 * 1.200 = 87.600.000 (VNĐ) - Lương công nhân Với hệ thống xử lí nước thải cần phải có kỹ sư công nhân vận hành với mức lương sau: Kỹ sư: 4.000.000 VNĐ/tháng Công nhân: 2.000.000 VNĐ/tháng 45 Vậy số tiền phải trả năm: 12 * (4.000.000 + 2.000.000) = 72.000.000 (VNĐ) - Chi phí bảo dưỡng định kì Ước tính chi phí bảo dưỡng khoảng 15.000.000 VNĐ/năm - Tổng chi phí vận hành năm Mvh = 86.944.000 + 87.600.000 + 72.000.000 + 15.000.000 = 174.631.000 (VNĐ/năm) Tổng chi phí cho vận hành hệ thống xử lí nước thải hoạt động năm - Chi phí xử lí m3 nước thải VI Kết luận kiến nghị 6.1 Kết luận Nước thải nhà máy bia loại nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm, tải trọng COD, BOD, SS cao vượt nhiều lần tiêu chuẩn thải nhà nước quy định Trước thải vào nguồn tiếp nhận cần xử lý để không gây ô nhiễm môi trường Phương án xử lý nước thải tính tốn thiết kế dựa theo tính chất nước thải điều kiện kinh tế, mặt bằng, Riêng công ty Công ty TNHH SABMiller Việt Nam nước thải đầu đạt tiêu chuẩn thải loại B theo TCVN 5945:2005 6.2 Kiến nghị 46 Để cơng trình vào thuận lợi cần phải lưu ý số vấn đề khâu vận hành bảo trì sau: • Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nồng độ, ổn định PH cần cung cấp đầy đủ oxy cho bể , đảm bảo việc khuấy trộn hóa chất với nước thải nhằm giúp ổn định cho cơng trình xử lý • Cần điều chỉnh pH mức trung hịa trước đưa vào cơng trình sinh học • Đảm bảo cung cấp đầy đủ oxy cho bể hiếu khí • Cần thường xun theo dõi cơng trình sinh học để khắc phục có cố sảy q trình ni cấy vi sinh vật thời gian dài • Cần tăng cường nhân viện quản lí mơi trường có ăng lực nhằm đảm bảo cho việc quản lý bảo vệ mơi trường cho cơng ty tốt • Cần thường xun có lớp học kiến thức mơi trường bảo vệ môi trường cho tất nhân viên làm việc công ty 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS Nguyễn Ngọc Tú Bài giảng công nghệ xử lý nước thải ThS Lâm Vĩnh Sơn Giáo trình xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ, năm 2008 Lâm Minh Triết Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Nhà XB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Trịnh Xuân Lia Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội,2009 PGS.TS Lương Đức Thẩm Công nghệ xử lý nước thải, NXB Giáo Dục TCVN 5945: 2005 Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp http://123doc.org/document/1429126-thiet-ke-he-thong-xu-ly-nuoc-thai-sanxuat-bia-tai-cong-ty-tnhh-sabmiller-viet-nam-khu-cong-nghiep-my-phuoc-iihuyen-ben-cat-tinh-binh-duong-cong-suat.htm https://l.facebook.com/l.php?u=http%3A%2F%2Fdoc.edu.vn%2Ftai-lieu %2Fdo-an-thiet-ke-he-thong-xu-ly-nuoc-thai-san-xuat-bia-tai-cong-ty-tnhhsabmiller-viet-nam-khu-cong-nghiep-my-phuoc-ii50042%2F&h=ATNIaIqG1NXALwKsV630AqOU3baZcjWAA6AnmqbiKu xDl9Uoh3SGYo0HTkh1gwCOmVQTFLtbdt4LhiSD6CHObFv28RIG0uHY5H K84Icrnvhd50yYBOEgmGr8bs1jCFq1XQB7Nw 10.http://moitruongsach.vn/phuong-phap-xu-ly-nuoc-thai-nha-may-bia/ 48 ... bỏ chúng khỏi nước thả Nước thải sản xuất nước thải vệ sinh tập trung vào hệ thống xử lý sục giai đoạn Nước làm lạnh nước mưa thải vào nơi tiếp nhận không cần xử lý Phương pháp xử lý học loại bỏ... gia nước thải sinh hoạt) 3.3, Biện pháp xử lý Quy trình công nghệ xử lý nước thải bia 25 Thuyết minh quy trình: Nước thải từ công đoạn sản xuất nhà máy theo mương dẫn đến hố thu gom nước thải, ... Thành phần tính chất nước thải  Trong sản xuất bia, đặc thù công nghệ nên lượng nước tiêu hao cao lượng nước thải lớn Nước sử dụng cho sản xuất thường từ ÷11lít nước/ 1 lít bia, nhu cầu tiêu thụ