THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT-QUẢNG NGÃI CÔNG SUẤT 2000M3/NGÀY ĐÊM

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT-QUẢNG NGÃI CÔNG SUẤT 2000M3/NGÀY ĐÊM Ngành học : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN TẤN Niên khóa : 2006 – 2010 Tháng 2/2010 SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ===oOo=== NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Khoa : Môi trường tài nguyên Ngành : Kỹ thuật môi trường Lớp Họ tên : Nguyễn Văn Tấn MSSV : 06113081 : DH06MT Tiêu đề luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất-Quảng Ngãi Nhiệm vụ - Thu thập số liệu - Đề xuất công nghệ xử lý - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý - Trình bày thuyết minh tính tốn - Trình bày vẽ tính tốn Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/2/2010 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 10/7/2010 Họ tên giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Nội dung yêu cầu LVTN thông qua môn Ngày .tháng năm Ban chủ nhiệm khoa Giáo Viên Hướng Dẫn ( Ký ghi rõ họ tên) ( Ký ghi rõ họ tên ) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ) Đơn vị Ngày bảo vệ Điểm tổng kết Nơi lưu trữ luận văn SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm LỜI CẢM ƠN Trong suốt bốn năm học tập rèn luyện trường đại học Nông Lâm TP.HCM, trưởng thành nhận thức đạo đức Hơm nay, tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp nhờ giúp đỡ nhiều người Lời đầu tiên, xin chân thành cám ơn ban giám hiệu trường đại học Nơng Lâm Tp.Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho học tập sinh hoạt trường suốt thời gian học Xin chân thành cám ơn quý thầy cô khoa Môi Trường Tài Nguyên giúp đỡ, giảng dạy cho năm học vừa qua Đặc biệt, xin chân thành cám ơn thầy ThS Lê Tấn Thanh Lâm hướng dẫn tận tâm nhiệt tình để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp hơm Tơi xin cám ơn gia đình nguồn động viên điểm tựa vững hỗ trợ tạo nghị lực cho tơi suốt q trình học tập Cuối cùng, xin cám ơn bạn lớp ủng hộ thời gian vừa qua Xin chân thành cám ơn Nguyễn Văn Tấn SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - cơng suất 2000m3/ngày.đêm TĨM TẮT KHOÁ LUẬN Ngành sản xuất bia nước ta thời kỳ phát triển, nhu cầu người tiêu dùng ngày cao, chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta Tuy nhiên, ngành sản xuất bia góp phần gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường, đặc biệt nước thải, gây ảnh hưởng môi trường xung quanh người dân sống bên cạnh Do mà vấn đề giải nhiễm mơi trường đặt Khố luận tập trung tìm phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất – Quảng Ngãi đạt TCVN 5945 – 2005, loại B Từ việc tham khảo tài liệu nước thải ngành bia tham quan thực tế vài nhà máy bia có hệ thống hệ thống xử lý nước thải đạt TCVN 5945 – 2005, loại A B , khố luận dự tính thông số xả thải nhà máy đề xuất phương án xử lý với công suất 2000 m3/ngày: - Phương án 1: nước thải từ nhà máy thu gom hầm bơm sau qua thiết bị chắn rác thơ Sau đó, nước thải bơm lên bể điều hoà, tiếp tục bơm qua UASB tự chảy vào bể Aeroten, qua lắng II trước xả vào nguồn nước - Phương án 2: tương tự phương án 1, sử dụng bể trung gian SBR thay cho bể Aeroten lắng II Qua tính tốn, phân tích mặt kinh tế kỹ thuật, lựa chọn phương án phương án xử lý nước thải cho nhà máy với tiêu chí: - Đảm bảo hiệu xử lý, nước thải đầu đạt TCVN 5945 – 2005, loại B - Vận hành đơn giản - Giá thành xử lý m3 nước thải: 850 VNĐ SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt Vấn Đề 1.2 Mục Tiêu Khóa Luận 1.3 Nội Dung Khóa Luận .10 1.4 Phương Pháp Thực Hiện 10 1.5 Đối Tượng Và Phạm Vi Đề Tài 1.6 Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài CHƯƠNG 2.TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 11 2.1 Tổng Quan Về Ngành Sản Xuất Bia 11 2.1.1 Tổng quan ngành bia giới 11 2.1.2 Tổng quan ngành bia Việt Nam 11 2.2 Tổng quan nhà máy bia Dung Quất 12 2.2.1 Giới thiệu chung nhà máy bia Dung Quất 12 2.2.2 Công nghệ sản xuất bia nhà máy 15 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA 23 3.1 Đặc trưng nước thải sản xuất bia 23 3.2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức) 24 3.3 Hệ thống xử lý yếm-hiếm khí nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan) .25 3.4 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á: 27 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ - TÍNH TỐN THIẾT KẾ 30 4.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 30 4.2 Đề xuất công nghệ 31 4.2.1 Phương án 31 4.2.2 Phương án 2: 34 4.3 Tính tốn – thiết kế hệ thống 37 4.3.1 Phương án 37 4.3.2 Phương án 40 4.4 Dự toán kinh tế 41 4.4.1 Phương án 41 4.4.2 Phương án 41 SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm 4.5 Lựa chọn phương án thiết kế 41 Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 42 5.1 KẾT LUẬN 42 5.2 KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC TCVN 5945 – 2005 45 PHỤ LỤC TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 48 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN KINH TẾ 76 PHỤ LỤC BẢN VẼ THIẾT KẾ 76 SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - cơng suất 2000m3/ngày.đêm DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Mức tiêu thụ bình quân đầu người qua năm 10 Hình 2.2 Sơ đồ cấu tổ chức 12 Hình 2.3 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ sản xuất bia 18 Hình 2.4 Sơ đồ cơng nghệ dòng thải trình sản xuất bia 20 Hình 3.1 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức) 22 Hình 3.2 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan) 23 Hình 3.3 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á 25 Hình 4.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý theo phương án 29 Hình 4.2 Hiệu suất xử lý phương án 31 Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý theo phương án 32 Hình 4.4 Hiệu suất xử lý theo phương án 34 DANH MỤC CÁC BẢNG Bàng 2.1 Đặc tính nước thải nhà máy bia Dung Quất 19 Bảng 3.1 Đặc trưng nước thải sản xuất bia 21 Bảng 3.2 Hiệu xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á 26 Bảng 4.1 Thông số lưới chắn rác 35 Bảng 4.2 Thông số bể thu gom 35 Bảng 4.3 Thông số bể điều hòa 35 Bảng 4.4 Thông số bể UASB 36 Bảng 4.5 Thông số bể Aerotank 36 Bảng 4.6 Thông số bể lắng 37 Bảng 4.7 Thông số bể khử trùng 37 Bảng 4.8 Thông số bể chứa bùn 37 Bảng 4.9 Thông số sân phơi bùn 37 Bảng 4.9 Thông số bể trung gian 38 Bảng 4.10 Thông số bể SBR 38 Bảng 4.11 So sánh phương án thiết kế 39 SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT COD : Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand) BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand) SS : Chất rắn lơ lửng ( Suspended Solid) TSS : Tổng cặn lơ lửng ( Total Suspended Solids) VSS : Chất rắn lơ lửng dễ bay ( Volatile Suspended Solid) MLSS : Cặn lơ lửng hỗn hợp bùn ( Mixed Liquor Suspended Solid) MLVSS : Chất rắn lơ lửng dễ bay hỗn hợp bùn (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid) F/M : Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật ( Food and microorganism ratio) SBR : Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor) TP : Thành phố KCN : Khu công nghiệp TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt Vấn Đề Hiện nhu cầu bia giới Việt Nam tiêu thụ lớn bia loai nước uống tốt, bổ, mát, có độ cồn thấp, hương vị đặc trưng hoa houblon Theo nhóm nghiên cứu bệnh viện St Thomas Đại học King phát rằng, bia thực phẩm giàu silicon nhất,giúp xương Ngồi ra, uống bia vừa phải có lợi cho tim mạch, thể, chí chữa số bệnh(theo tuvanonline.com) Theo hiệp hội bia- rượu- nước giải khát Việt Nam, đầu năm 2008, tăng trưởng bia mức 14% Mặc dù kinh tế nhiều biến động, lạm phát tăng cao, giá loại tư nguyên liệu đầu vào phục vụ sản xuất bia tháng đầu năm tăng cao(thậm chí gấp lần)so với kỳ, giá bia tăng cao sản xuất bia tăng trưởng mạnh Với xuất nhiều nhà máy sản xuất bia loại chất thải qui trình sản xuất khơng ngừng tăng lên Cùng với loại nước thải sinh hoạt nước thải nghành công nghiệp khác gây ô nhiễm nặng nề mơi trường Vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nghành công nghiệp sản xuất bia yêu cầu cấp thiết cho việc bảo vệ môi trường, đảm bảo phát triển bền vững cho xã hội loài người loài sinh vật sống hành tinh Hiện tại, nhà máy bia Dung Quất sản xuất gần 31 triệu lít tính đến tháng 12/2009, tăng gần 28% so với năm 2008, doanh thu đạt 38 tỉ đồng, tăng 30% so với năm 2008, vượt 17% tiêu kế hoạch năm 2009 Tuy nhiên, nhà máy bia Dung Quất chưa có hệ thống xử lý nước thải bia, gây nguy hiểm cho mơi trường người Chính lý nên tác giả chọn đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất-Quãng Ngãi đạt loại B-TCVN-5945-2005 cho luận văn tốt nghiệp kĩ sư ngành kỹ thuật môi trường 1.2 Mục Tiêu Khóa Luận SVTH: Nguyễn Văn Tấn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - cơng suất 2000m3/ngày.đêm Tính tốn đề xuất hai phương án xử lý nước thải bia Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất-Quãng Ngãi đạt tiêu chuẩn loại B-TCVN-5945-2005 Tính tốn kinh tế hệ thống xử lý 1.3 Nội Dung Khóa Luận Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất Tính chất đặc trưng, lưu lượng nước thải Khảo sát trạng nhà máy bia Dung Quất Phân tích, đề xuất phương án xử lý nước thải cho nhà máy bia Dung Quất Tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị Lập vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải 1.4 Phương Pháp Thực Hiện Điều tra khảo sát, thu thập, tổng hợp tài liệu Thống kê xử lý số liệu Dùng công cụ Word để soạn thảo văn Dùng cơng cụ Excel để tính tốn Dùng cơng cụ autocad để lập vẽ thiết kế 1.5 Đối Tượng Và Phạm Vi Đề Tài Không gian: nhà máy bia Dung Quất Thời gian thực hiện: 15/2/2010 đến 10/7/2010 Đối Tượng: nước thải nhà máy bia Dung Quất Thiết kế áp dụng cho xử lý nước thải sản xuất bia quy mô 2000m3/ngày đêm 1.6 Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài Môi trường: đạt chuẩn xả thải, đảm bảo cho hệ thống xử lý nước thải xử lý tốt Kinh tế: tiết kiệm tài cho nhà máy việc phải nộp phạt phí môi trường, đồng thời đảm bảo môi trường, đảm bảo cho phát triển bền vững người Thực tiễn: xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Dung Quất-Quãng Ngãi SVTH: Nguyễn Văn Tấn 10 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm Ou: Công suất hoà tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1m3 khơng khí, độ sâu ngập nước h = 1m.Với thiết bị có bọt khí bình Ou = 4,5 g O2/m3.m h: Chiều sâu ống sục khí Đặt hệ thống sục khí đáy bể  h = HA = m  OU = 4,5 = 22,5 (gO2/m3) = 22,5 10-3 (kgO2/m3) Vậy Qk = 470,72  1,5 = 31381,33 (m3 KK/ngày)=1307 (m3/h)=0,363 (m3/s) 3 22,5  10  Lượng khơng khí cần thiết để khử 1kg BOD5 QKBOD5 = QK 31381,33  3 QS  S .10 2000  (199,5  39,9)  10 3 = 98,31 (m3/ngày) Phân phối khí đĩa có đường kính đĩa phân phối inch=228,6 (mm) lưu lượng khí phân phối r = (m3/h) Vậy số đĩa khuyếch tán khí: n  L 1307   218 (cái) r Hệ thống phân phối khí gồm ống bố trí dọc theo thành bể 18 ống nhánh,mỗi ống nhánh gồm 12 đĩa sục khí Đường kính ống dẫn khí chính: d  4 L  0,363   0,175(m)  175(mm) 3,14  15   vong Trong vong vận tốc khí ống, vong = 15 – 20 (m/s) Chọn vong =15(m/s) ( Trịnh Xuân Lai, (2000) Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB Xây dựng) Ống nhánh có lưu lượng khí Lnhánh=Lkhí/18=0,363/18=0,0201 (m3/s) Đường kính ống nhánh : d nhánh   Lnhánh  0,0201   0,041(m)  41(mm) 3,14  15   vong 2.1.7 Bể lắng Bể lắng đợt thiết kế dạng tròn loại radian Diện tích mặt bể lắng tính theo cơng thức: SVTH: Nguyễn Văn Tấn 62 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm S= Q1   C C t V L (m2) Trong đó: Q: Lưu lượng nước qua bể lắng m3/h : Tỉ lệ tuần hoàn bùn Ct: Nồng độ bùn đáy bể mg/l C0 = X 3000 = 4285,71 mg/l  0,7 0,7 VL: Vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL m/h CL = 0,5Ct =0,5.10.000 = 5000 mg/l Xác định vận tốc lắng VL theo công thức thực nghiệm  K.C 10 6 L VL = Vmax e (m/h) Với Vmax = m/h K = 600 cận có số thể tích bùn 50 < SVI < 150 6 VL = e 600500010 = 0,34 m/h Vậy diện tích bề mặt lắng bể: S= 83,33  1  0,43  4285,71 = 125,2 m2 10000  0,34 Nếu kể diện tích buồng phân phối trung tâm Sbể = 1,1 S = 1,1 125,2 == 137,72 m2 Đường kính bể: D =  Sb  3,14  137,72 = 13,2 (m) 3,14 Đường kính buồng phân phối trung tâm d = (0,25  0,3) D Lấy d = 0,25D = 0,25 13 = 3,25 m Diện tích buồng phân phối trung tâm:  f = d =3,14/4 3,252 = 8,29 m2 Diện tích vùng lắng bể : SL = Sbể - f = 137,5 – 8,29 = 129,21 m2 Tải trọng thuỷ lực: a= Q 2000 = 15,47 m3/m2 ngày  S L 129,21 Vận tốc lên dòng nước bể: SVTH: Nguyễn Văn Tấn 63 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm V= 15,47 = 0,644 m/h 24 Máng thu nước đặt vòng tròn có đường kính 0,95 đường kính bể: Dmáng = 0,95 13=12,35 m Chiều dài máng thu nước: L =  Dmáng = 3,14 12,35 = 38,779 m Tải trọng thước 1m dài máng aL = 2000 Q = 51,57 m3/m ngày  L 38,779 Tải trọng bùn: b= Q(1   )C 2000  10 3  (1  0,43)  4235,7  = 3,059 (kg/m2.h) 24.S 24  137,72 Chọn chiều cao hố thu bùn ht = 0.4m, chiều sâu hữu ích bể lắng: H = 2.8m, chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0.8m, chiều cao lớp trung hoà: hth = 0.2m, chiều cao bảo vệ: hbv = 0.3m Vậy, chiều cao tổng cộng bể: Htc = H + hb + hth + hbv + ht = 2.8 + 0.8 + 0.2 + 0.3 + 0.4= 4.5 (m) Thể tích phần chứa bùn: Vb = S1 hb = 137,72 0,8 = 110,176 m3 Dung tích bể lắng V = H S = 2,8 137,72 = 385,616 (m3) Lưu lượng nước vào bể lắng Qt = (1 + ) Q = (1 + 0,43) 83,33 = 119,1619 (m3/h) V 385,616 = 3,23 (h)  Qt 119,1619  Thời gian lắng T = 2.1.8 Bể chứa bùn: bùn từ bể lắng xả vào bể thu bùn chứa bùn để bơm tuần hoàn bể Aeroten nhằm trì nồng độ bùn hoạt tính cần thiết bể, bùn dư bơm qua bể nén bùn để giảm độ ẩm bùn Chọn thời gian lưu bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn t1 = 15 phút, thể tích bùn tuần hồn bể chứa bùn: V1  Qth  t1  41.67  15  10.42(m ) 60 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn SVTH: Nguyễn Văn Tấn 64 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm d th   Qth  41.67   0.121(m)  121(mm) 3600      vb Chọn ống có đường kính trong: 125mm, đường kính ống ngồi: 140mm Kiểm tra lại vận tốc nước bùn ống vb   Qth  d th   41.67  ( m / s ) 3600    0.125 Chọn thời gian lưu bùn ngăn chứa bùn dư t2 = 6h, thể tích bùn dư ngăn thu bùn: V2  Q A  t  97.4   24.35(m ) 24 Đường kính ống dẫn bùn dư d bd   QA  97.4  0.093(m)  93(mm)    vb  3600    Chọn ống có đường kính trong: 100mm, đường kính ống ngồi: 114mm Kiểm tra lại vận tốc nước bùn ống v bd   QA  97.4   ( m / s )   d bd  3600    0.12 Thể tích bể chứa bùn: V = V1 + V2 = 10.42 + 24.35 = 34.77 (m3) Kích thước ngăn thu bùn: B  L  H =   (m) 2.1.9 Sân phơi bùn Thể tích dung dịch bùn dư từ bể UASB bể lắng dẫn vào sân phơi bùn ngày : V= 98,1 + 3,47 = 101,57 (m3/ngày) Lượng cặn đưa đến sân là: Q= 104,1 + 123,53=227,63 (kg/ngày) Chỉ tiêu thiết kế: để đạt nồng độ cặn 25% (độ ẩm 75%) Chọn chiều dày bùn 10 cm, thời gian phơi tuần (21 ngày) Sau 21 ngày m2 sân phơi lượng cặn: g  V  S  P  0,11, 07  2, 45  0, 2622 (tấn) = 262,2 (kg/21ngày) Trong đó: SVTH: Nguyễn Văn Tấn 65 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm V = x 0,1 = 0,1 (m3) S – Nồng độ cặn, S = 1,07 P – Tỷ trọng bùn khô, P = 2,45 Lượng bùn cần phơi 21 ngày: G= 21  227,63 =4780,23 (kg) Diện tích sân phơi bùn: F= G 4780,23   18,23 (m2) 262,2 g Sân phơi bùn chia làm ô, có dạng hình chữ nhật với chiều dài L = m Vậy chiều rộng đơn nguyên B  18,23 =2,5 4 Chiều cao thành sân phơi: H  h1  h2  h3  h4  0,  0,3  0,17  0,  1, 07(m)  1070(mm) Trong đó: h1 - Chiều cao lớp sỏi = 30 cm h2 - Chiều cao lớp cát = 20 cm h3 - Chiều cao dung dịch bùn h4 - Chiều cao bảo vệ = 40 cm h3  V 41, 25   0,17(m) 237 F 2.1.10 Bể tiếp xúc khử trùng: Nước thải sau qua bể lắng 2, dẫn đến bể tiếp xúc để khử trùng dung dịch NaOCl 10% Bể tiếp xúc thiết kế với dòng chảy qua ngăn để tạo điều kiện hoà trộn nước thải với hóa chất khử trùng Chọn thời gian lưu hố 30 phút, vận tốc dòng chảy bể tiếp xúc v = 2.5m/phút (Lâm Minh triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, (2006) Xử lý nước thải đô thị công nghiệp NXB Đại học Quốc gia TP.HCM) Thể tích bể tiếp xúc: V  Qt  83.33  30  52.1(m ) 60 Trong đó: t thời gian nước tiếp xúc với Clo (TCXD 51-84, điều 6.20.6) SVTH: Nguyễn Văn Tấn 66 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm Tiết diện ngang bể tiếp xúc: An  83.33 Q   0.7(m ) v 60  2.5 Chọn chiều cao hữu ích bể h = 1.4 m, chiều cao an toàn hat = 0.2 (m) Vậy, tổng chiều cao bể: H = h + hat = 1.4 + 0.2 = 1.6 (m) Chọn chiều rộng bể 3m Chiều dài bể: L= V/H  B = 52.1/(1.4  3) = 13 (m) Để tăng quãng đường nước chảy, chia bể làm ngăn chảy theo chiều dài bể, với khoảng cách ngăn: L/5 = 13/5 = 2.6 m 2.2 Tính tốn phương án 2.2.1 Bể trung gian Nhiệm vụ : Điều hòa lưu lượng nồng độ Tính tốn: Lưu lượng nước thải đầu vào : Q=83,33 (m3/h) Thể tích bể: Vbể = Q  t = 83,33  0,5 = 52,1 (m3) Chọn chiều cao bể là: H= 4,5 (m) Diện tích mặt thống bể là: F= Vbe 52,1   11,58 (m2) H 4,5 Chọn kích thước bể là: L  B = (m)  (m) Chọn chiều cao dự trữ h=0,5 (m) Như chiều cao xây dựng bể Hxd = H + h = 4,5 + 0,5 = (m) 2.2.2 Bể SBR Các thông số đầu vào bể SBR:  Công suất thiết kế: Q=2000m3/ngđ  BOD5 = 199,5 mg/l  COD = 330 mg/l SVTH: Nguyễn Văn Tấn 67 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm  SS = 290,62 mg/l Các thông số đầu ra:  BOD5  50 mg/l  COD  80 mg/l  SS  100mg/l Các thông số vận hành:  Nồng độ bùn hoạt tính đầu vào bể Xo=0  Nồng độ bùn hoạt tính trì bể X= 4000mg/l  Tỷ số: F M  0.1 gBOD5 gbùnhoạttính  Độ tro cặn z=0.3  Tỷ số cặn bay hơi/cặn lơ lửng = 0.7  Hàm lượng cặn lơ lửng đầu SS=50mg/l 65% cặn lơ lửng cặn hữu phân hủy  BOD5=0.68BOD20  g chất rắn phân hủy sinh học = 1.42g BOD20  Thời gian lưu bùn c=10 ngày  Các thông số động học: Hệ số suất: Y=0.6 mgVSS/mgBOD5; Hệ số phân rã nội bào: Kd=0.06 ngày-1  Các thông số thiết kế bể: Chọn chiều cao bể h=5m; Chiều cao tháo nước Hd=60%h; Số bể: bể  Trong nước thải có đầy đủ N, P kim loại cần thiết cho phát triển tế bào  Tỷ trọng cặn =1.02  Nồng độ cặn lắng trung bình đáy bể XS=10000mg/l  Xác định nồng độ BOD5 hòa tan nước xử lý: BOD5 đầu = BOD5 hòa tan + BOD5 chứa cặn lơ lửng Lượng BOD5 có cặn lơ lửng khỏi bể: SVTH: Nguyễn Văn Tấn 68 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm 0.65 x 50 = 32.5mg/l Lượng BOD20 bị oxy hóa thành cặn: 1.42 x 32.5 = 46.15mg/l Lượng BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu ra: 0.68 x 46.15 = 31.382mg/l Lượng BOD5 hòa tan lại nước khỏi bể phản ứng: 50 – 31.382 = 18.618mg/l Hiệu làm theo BOD5 hòa tan: E S  S  S0  100  199,5  18,618  100  90 % 199,5  Xác định thời gian hoạt động cho chu kỳ: Tổng thời gian chu kỳ: Tc = tF + tR + tS + tD + (tI) Chọn thời gian pha phản ứng chiếm 50% thời gian cho chu kỳ TR= tF + tS + tD + (tI) Chọn thời gian cho pha: Pha làm đầy: tF = 2.0h Pha lắng: tS = 0.5h Pha tháo nước trong: tD = 0.5h Pha chờ: tI =  tR = 3h  TC = 6h Số chu ngày: Nc  24  chukỳ ngày  Xác định thể tích bể: Thể tích làm đầy / chu kỳ: Vf  Q 2000   500 (m3/chu kỳ) Nc Thể tích bể: VT  VF 500   833,33 (m3) 0,6 0,6 SVTH: Nguyễn Văn Tấn 69 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm Chọn số bể n=2 Diện tích bể: VT 833,33   83,33 (m ) 2 h 25 S Chọn bể hình vng cạnh a  a = 9,2 (m) x 9,2 (m) Chọn chiều cao bảo vệ bể: hbv=0.5m Kích thước bể: a  a  H = 9,2 (m)  9,2 (m)  5,5 (m)  Thời gian lưu nước suốt trình:  VT 833,33   24  10 (h) Q 2000  Tính tốn lượng bùn phát sinh: Tốc độ tăng trưởng bùn: Yb  Y 0.6   0.375  K d   c  0.06  10 Lượng bùn hoạt tính sinh khử BOD5 ngày: Px=Yb  Q  (S0 - S) = 0,375  2000  10-3  (199,5 - 18,618) = 135,66 (Kg/ngày) Lượng cặn lơ lửng sinh khử BOD5 ngày: PSS  PX 135,66   193,8 (Kg/ngày)  z  0,3  Xác định thể tích cặn xả bỏ ngày: Tổng lượng cặn sinh ngày: Gt = PSS + SS0  Q = 193,8 + 290,62  2000  10-3 = 889 (Kg/ngày) Tổng lượng cặn dư cần xử lý: Gd = Gt – lượng cặn trôi khỏi bể = 889 – 50  2000  10-3 = 775,04 (kg/ngày) Thể tích cặn chiếm chỗ sau ngày: Vb  Gd 775,04   75,98 (m /ngày) titrong  X S 1,02  10 Chiều cao cặn lắng bể: hb  Vb 75,98   0,91 (m) S 83,33  Kiểm tra tỷ số: SVTH: Nguyễn Văn Tấn 70 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm Tỷ số: S0 199,5 F -1    24  0,12 (ngày ) M   X 10  4000 (đối với bể SBR tỷ số F/M=0.050.3 ngày-1)  Lượng khơng khí cần cung cấp: Lượng khơng khí qua m3 nước cần phải xử lý: D  La  199,5  6,51 (m3)  0,68  K  H 0,68  18  Trong đó: La: BOD5 nước thải vào bể (mg/L) K : hệ số sử dụng khơng khí, K=14-18 H : chiều sâu cơng tác (m) Lượng khơng khí thổi vào bể theo đơn vị thời gian: L = D  Q = 6,58  83,33 = 548,31 (m3/h) = 0,152 (m3/s) Phân phối khí đĩa có đường kính đĩa phân phối inch=228,6 (mm) lưu lượng khí phân phối r = (m3/h) Vậy số đĩa khuyếch tán khí: n  L 548,31   92 (cái) r Hệ thống phân phối khí gồm ống bố trí dọc theo thành bể ống nhánh,mỗi ống nhánh gồm 12 đĩa sục khí Chọn khoảng cách ống nhánh so với tường 1m,khoảng cách ống nhánh l=(9-2)/9= 0,778(m) Khoảng cách đĩa ống nhánh : n=Bdh/13=9/13=0,69(m) Đường kính ống dẫn khí chính: d  4 L  0,152   0,113(m)  113(mm)   vong 3,14  15 Trong vong vận tốc khí ống, vong = 15 – 20 (m/s) Chọn vong =15(m/s) Ống nhánh có lưu lượng khí Lnhánh=Lkhí/8=0,152/8=0,019 (m3/s) Đường kính ống nhánh : d nhánh  SVTH: Nguyễn Văn Tấn  Lnhánh  0,019  0,040(m)  40(mm)    vong 3,14  15 71 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm PHỤ LỤC 3: TÍNH TỐN KINH TẾ 3.1 DỰ TOÁN KINH TẾ CHO PHƯƠNG ÁN 3.1.1 Chi phí đầu tư  Chí phí xây dựng Hạng mục cơng trình Vật liệu Bể thu gom Bể điều hòa Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng Bể chứa bùn Sân phơi bùn Bể khử trùng Số lượng 1 1 1 BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT Gạch BTCT Tổng T1  Chí phí máy móc thiết bị Hạng mục Lưới chắn rác Bể điều hòa Aerotank Hố thu bùn Thiết bị Lưới chắn rác Đĩa phân phối khí Máy thổi khí Bơm nước chìm Bơm tuần hồn bùn Máy thổi khí Đĩa phân phối khí Bơm bùn chìm Tổng T2 Thể tích (m3) 33,45 190,2 469,62 137,88 172,28 17,108 31,88 19,6 Đơn giá (VNĐ) 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000000 4.000.000 1.500.000 4.000.000 Số lượng 75 2 2 115 Thành tiền (VNĐ) 133.800.000 760.800.000 1.878.480.000 551.520.000 689.120.000 68.432.000 47.820.000 78.400.000 4.208.372.000 Đơn giá (VNĐ) 10.000.000 350.000 40.000.000 20.000.000 15.000.000 40.000.000 350.000 10.000.000 Thành tiền (VNĐ) 10.000.000 26.250.000 80.000.000 40.000.000 30.000.000 80.000.000 40.250.000 10.000.000 316.500.000  Chi phí phụ kiện chi phí gián tiếp STT Phụ kiện Đơn giá Thành tiền (VNĐ) Hệ thống đường ống (ống, van thép, PVC) 2,5% (T1+T2) 113.121.800 Hệ thống dây điện, tủ điều khiển 2,5% (T1 + T2) 113.121.800 Chi phí lập quản lý dự án 5% (T1 + T2) 226.243.600 Chi phí nhân cơng 10% (T1 + T2) 452.487.200 SVTH: Nguyễn Văn Tấn 72 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm Tổng T3 904.974.400 T0 = T1+T2+T3 = 4.208.372.000+316.500.000+ 904.974.400 = 5.429.846.400 (VNĐ) 3.1.2 Chi phí quản lý vận hành  Chi phí điện Tên thiết bị Bơm nước thải bể thu gom Bơm nước thải bể điều hòa Máy thổi khí bể điều hồ Máy thổi khí bể Aerotank Bơm bùn Thiết bị chiếu sáng Công Thời gian Số suất hoạt lượng (kW/h) động (h) Điện tiêu thụ (kW) Đơn giá Thành tiền (VNĐ/kW) (VNĐ/ngày) 2,53 12 30,36 1.500 45.540 4,65 22 102,3 1.500 153.450 4,875 24 117 1.500 175.500 6,375 24 153 1.500 229.500 0,75 12 36 1.500 54.000 0,1 12 2,4 1.500 3.600 Tổng T5 661.590  Chi phí nhân cơng vận hành Biên chế Số người Công nhân Tổng T6 Mức lương (VNĐ/tháng) 2.500.000 Thành tiền (VNĐ/tháng) 5.000.000 5.000.000  Chi phí bảo trì bảo dưỡng hàng năm T7 = 0,5% tổng chi phí đầu tư = 0,5% x 5.429.846.400 = 27.149.232(VNĐ/năm) = 2.262.500 (VNĐ/tháng) Vậy tổng chi phí vận hành: Tvh = T5 + T6 + T7 = 661.590 x 30 + 5.000.000 + 2.262.500= 27 110.200 (VNĐ/tháng) = 903.674 (VNĐ/ngày) 3.1.3 Khấu hao tài sản cố định T T0 5.429.846.400   743814(VNĐ / ngày ) 20  365 20  365 3.1.4 Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải xử lý Giá 1m3 nước thải xử lý = SVTH: Nguyễn Văn Tấn T  Tvh 743.814  903.674   850 (VNĐ) Q  30 2000 73 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - cơng suất 2000m3/ngày.đêm 3.2 DỰ TỐN KINH TẾ CHO PHƯƠNG ÁN 3.2.1 Chi phí đầu tư  Chí phí xây dựng Hạng mục cơng trình Vật liệu Bể thu gom Bể điều hòa Bể UASB Bể Trung gian Bể SBR Bể chứa bùn Sân phơi bùn Bể khử trùng Số lượng 1 2 BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT Gạch BTCT Tổng T1  Chí phí máy móc thiết bị Hạng mục Lưới chắn rác Bể điều hòa SBR Hố thu bùn Thiết bị Lưới chắn rác Đĩa phân phối khí Máy thổi khí Bơm nước chìm Bơm tuần hồn bùn Máy thổi khí Đĩa phân phối khí Bơm bùn chìm Tổng T2 Thể tích (m3) 33,45 190,2 469,62 42.16 130.2 17,108 31,88 19,6 Đơn giá (VNĐ) 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000000 4.000.000 1.500.000 4.000.000 Số lượng 75 2 2 138 Thành tiền (VNĐ) 133.800.000 760.800.000 1.878.480.000 337.280.000 1.041.600.000 68.432.000 47.820.000 78.400.000 4.346.612.000 Đơn giá (VNĐ) 10.000.000 350.000 40.000.000 20.000.000 15.000.000 40.000.000 350.000 10.000.000 Thành tiền (VNĐ) 10.000.000 26.250.000 80.000.000 40.000.000 30.000.000 80.000.000 48.250.000 10.000.000 324.500.000  Chi phí phụ kiện chi phí gián tiếp STT Phụ kiện Đơn giá Thành tiền (VNĐ) Hệ thống đường ống (ống, van thép, PVC) 2,5% (T1+T2) 116.777.800 Hệ thống dây điện, tủ điều khiển 2,5% (T1 + T2) 116.777.800 Chi phí lập quản lý dự án 5% (T1 + T2) 233.555.600 Chi phí nhân cơng 10% (T1 + T2) 467.111.200 Tổng T3 SVTH: Nguyễn Văn Tấn 934.222.400 74 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm T0 = T1+T2+T3 = 4.346.612.000+324.500.000+ 934.222.400 = 5.605.334.400 (VNĐ) 3.2.2 Chi phí quản lý vận hành  Chi phí điện Tên thiết bị Bơm nước thải bể thu gom Bơm nước thải bể điều hòa Máy thổi khí bể điều hồ Máy thổi khí bể SBR Bơm bùn Thiết bị chiếu sáng Công Thời gian Số suất hoạt lượng (kW/h) động (h) Điện tiêu thụ (kW) Đơn giá Thành tiền (VNĐ/kW) (VNĐ/ngày) 2,53 12 30,36 1.500 45.540 4,65 22 102,3 1.500 153.450 4,875 24 117 1.500 175.500 6,375 24 153 1.500 229.500 0,75 12 36 1.500 54.000 0,1 12 4,8 1.500 7.200 Tổng T5 661590  Chi phí nhân cơng vận hành Biên chế Số người Công nhân Tổng T6 Mức lương (VNĐ/tháng) 2.500.000 Thành tiền (VNĐ/tháng) 5.000.000 5.000.000  Chi phí bảo trì bảo dưỡng hàng năm T7 = 0,5% tổng chi phí đầu tư= 0,5% x 5.605.334.400 = 28.026.600 (VNĐ/năm) = 2.336.000 (VNĐ/tháng) Vậy tổng chi phí vận hành: Tvh = T5 + T6 + T7 = 662.000 x 30 + 5.000.000 + 2.336.000= 27.196.000 (VNĐ/tháng) = 907.000 (VNĐ/ngày) 3.2.3 Khấu hao tài sản cố định T T0 5.605.334.400   767.854(VNĐ / ngày ) 20  365 20  365 3.2.4 Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải xử lý Giá 1m3 nước thải xử lý = SVTH: Nguyễn Văn Tấn T  Tvh 768.000  907.000   900 (VNĐ) Q  30 2000 75 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm PHỤ LỤC BẢN VẼ THIẾT KẾ SVTH: Nguyễn Văn Tấn 76 ... giải khát thông dụng.Thành phần bia gồm: 80-90% nước,2.5-6% cồn,0.3-0.4% H2CO3 5-10% chất tan, trong chất tan có 30% gluxit,8-10% hợp chất chứa Nitơ,ngồi có axit hữu cơ,chất khống số vitamin Nguyên... 3-5% độ ẩm,76% độ tan - Thành phần hóa học tính theo phần trăm chất khô: Tinh bột : 58% prôtêin : 10% Chất béo : 2.5% Xơ : 6% Khoáng : 2.8% Sacaroza : 5% Đường khử : 4% Pentoza hòa tan: 1% Hexoza... thơm,bọt lâu tan. Thành phần hóa học hoa houblon cho sản xuất bia tính theo % chất khơ : Độ ẩm : 12.5% Các chất chứa Nitơ :17.5% Xơ : 13.3% Các chất đắng : 18.3% Este : 0.4% Tro : 7.5% Tanin : 3%