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 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  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 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 ô nhiễm nghiêm trọng phân huỷ chất hữu diễn nhanh 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 DANH MỤC Lịch Lịch sử sử hình hình thành thành và tốc tốc độ độ phát phát triển triển Tổng Tổng quan quan Đặc Đặc tính tính nước nước thải thải Các Các phương phương pháp pháp xử xử lý lý Lựa Lựa chọn chọn đối đối tượng tượng và biện biện Giới Giới thiệu thiệu đối đối tượng tượng pháp pháp xử xử lý lý Biện Biện pháp pháp xử xử lý lý Bể Bể điều điều hịa hịa Tính Tính tốn tốn và thiết thiết kế kế hệ hệ thông thông Bể Bể UASB UASB Lịch sử hình thành tốc độ phát triển Lịch sử hình thành 7000 năm TCN người Babilon biết sản xuất bia từ hạt đại mạch 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 Cây đại mạch Lịch sử hình thành Năm 1857, nhà bác học người Pháp Louis Pasteur khẳng định “ nấm men vi sinh vật mà hoạt động chúng làm nên trình lên men bia.” Ngày kỹ thuật sản xuất bia cải tiến, trình lên men giảm từ 49 ngày xuống cịn 12 ngày Louis Pasteur • Trên giới Lịch sử hình thành tốc độ phát triển Tốc độ phát triển 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, … • 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, 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 Bình Dương (SABMiller),…Theo đó, tổng cơng suất ngành bia đến đạt khoảng 4,8 tỷ lít/năm Đặc tính nước thải phát sinh 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 ngoài… 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 Đặc tính nước thải phát sinh Thành phần tính chất nước thải Trong sản xuất bia, đặc thù công nghệ nên lượng nước tiêu hao cao lượng nước thải lớn 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 và sản phẩm trung gian rượu, aldehit, axit, Đây nguồn gây ô nhiễm cao thải trực tiếp môi trường Các đặc tính nước thải: - Hàm lượng BOD cao - pH dao động lớn - Ảnh hưởng tới nồng độ N, P - Ảnh hưởng tới hàm lượng chất rắn lơ lửng - Ngoài ra, lưu lượng đặc tính dịng nước thải cơng nghệ sản xuất bia cịn biến đổi theo quy mơ, sản lượng mùa sản xuất Trong bã bia chứa lượng lớn chất hữu cơ, lẫn vào nước thải gây ô nhiễm mức độ cao CÔNG NGHỆ XỬ LÝ MBBR Nước thải Song chắn Bể gom Bể điều hịa Bể lắng Tuần hồn Bể UASB C Bể MBBR Bể chứa Bùn Máy Bể lắng Clo Bể khử Xử lý Nguồn tiếp THUYẾT MINH QUY TRÌNH  Tại bể MBBR, chất hữu nước thải bị ơxy hóa bởi vi sinh vật có nước thải vi sinh vật bám dính đệm sinh học lơ lửng nước thải  Ban đầu, loại đệm nhẹ nước nên chúng lơ lửng mặt nước có màng bám vi sinh vật xuất bề mặt, khối lượng riêng đệm tăng lên trở nên nặng nước chìm xuống  Nhờ có chuyển động thủy lực nước bể cấp bởi hệ thống sục khí, đệm chuyển động liên tục nước thải  Các chất hữu bám vào khe nhỏ đệm Các vi sinh vật bám dính đệm sử dụng chất hữu để tạo thành sinh khối vi sinh vật, trình chất hữu nước thải xử lý  Trước qua bể lắngII (lắng đứng), hỗn hợp bể MBBR chảy qua lưới chắn bể để ngăn hạt nhựa lại ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG     Hiệu xử lý Tiết kiệm lượng Chi phí đầu tư hợp lý Có thể thu hồi lượng để phục vụ cho hoạt động sản xuât từ bể UASB ƯU ĐIỂM     Q trình oxy hóa để khử BOD, COD, N P bể MBBR diễn nhanh Diện tích xây dựng nhỏ Bảo dưỡng tương đối khơng phức tạp Khơng phải tuần hồn bùn  Tốn chi phí cho giá thể NHƯỢC ĐIỂM    Dùng bể MBBR thiết phải có bể lắng đợt đợt Dễ gây sốc tải lượng Cần phải đào tạo kỹ cho nhân viên vận hành bảo dưỡng TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Nguồn: công ty TNHH Sabmiller Việt Nam Thông số Đơn vị Hàm lượng BOD5 Mg/l 768 COD Mg/l 1280 SS Mg/l 180 Tổng N Mg/l 36 Tổng P Mg/l 15 Ph   6.67 Coliform Mg/l 10000 Bể Điều hịa Mục đích xây dựng bể điều hòa giảm bớt dao động hàm lượng chất bẩn nước q trình sản xuất thải khơng giữ ởn định lưu lượng nước vào cơng trình xử lý nước Thể tích bể điều hịa W = Qhmax*t = 150*4= 600 m3 Trong đó: + Qhmax: lưu lượng max nước thải + t: thời gian lưu trung bình nước thải bể điều hịa lấy 4h (t=4-6h tính tốn thiết kế cơng trình – Lâm Minh Triết) Bể Điều hịa Kích thước bể điều hòa Chọn chiều sâu mực nước Hdh = 6m diện tích bể điều hịa: F = Wdh/Hdh = 600:6 = 100 m2 Chọn L*B = 12.5*8 m Chiều cao bảo vệ bể chọn: Hbv = 0.5 m =>chiều cao xây dựng bể điều hòa: Hxd= Hdh+Hbv = 6.5 m Bể Điều hòa STT Tên thông số Đơn vị Số liệu dùng thiết kế Chiều dài bể(L) M 12.5 Chiều rộng bể (B) M Chiều cao bể (H) M 6.5 Thời gian lưu nước H Thể tích xây dựng bể M Diện tích xây dựng bể M Bảng thơng số thiết kế bể điều hịa 650 100 Bể UASB Bể UASB bể kỵ khí, tải trọng hữu thích hợp thiết bị UASB xử lý nước thải công nghiệp khoảng từ 8-15 kg COD/m3.ngày Hiệu xử lý cần thiết tính theo COD E = [(Sv-Sr)/Sv] *100% = [(1280-50)/1280] *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 Xuân Lai – tính tốn thiết kế cơng rình xử lý nước thải) Bể UASB Dung tích xử lý yếm khí cần thiết V = G/a = 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 = Q/v = 2400/24*0.6 = 166.66 m2, chọn F = 168 m2 Chọn bể có chiều rộng 12m, chiều dài 14m Bể UASB Chiều cao phần xử lý yếm khí: H1= V/F = 738/168 = 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 Xn Lai – tính tốn thiết kế cơng rình xử lý nước thải) H3 – Chiều cao bảo vệ phần thu khí, chọn 0.3 m ST Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế T Chiều dài bể M 14 Chiều rộng bể M 12 Chiều cao bể M Thể tích bể Hiệu khử COD % 80 Hiệu khử BOD5 % 65 SS Mg/l 180 m 1008 VI Kết luận kiến nghị 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 VI Kết luận kiến nghị Kiến nghị 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 hòa 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 môi trường cho công ty tốt Cần thường xuyên có lớp học kiến thức môi trường bảo vệ môi trường cho tất nhân viên làm việc công ty 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 Xn 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 THANK YOU! ... dịng nước thải cơng nghệ sản xuất bia cịn biến đổi theo quy mô, sản lượng mùa sản xuất Trong bã bia chứa lượng lớn chất hữu cơ, lẫn vào nước thải gây ô nhiễm mức độ cao Nước thải rửa chai bia. .. ngày quan trọng, đó, nước thải ngành sản xuất bia gây tác động xấu đến mơi trường Nước thải rượu bia? ?thải thường có đặc tính chung nhiễm hữu cao, nước thải thường có màu xám đen thải vào thuỷ vực... 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