tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia tại công ty tnhh mtv bia sài gòn – sóc trăng, công suất 50 triệu lít bia năm

Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG .6 MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Mục đích nghiên cứu III Phạm vi nghiên cứu .7 IV Nội dung nghiên cứu .8 V Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT BIA 1.1.1 Thành phần, tính chất nƣớc thải sản xuất bia .9 1.1.2 Tác động đến môi trƣờng nƣớc thải ngành bia 10 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI NGÀNH BIA .13 1.2.1 Phƣơng pháp học .13 1.2.2 Phƣơng pháp hóa lý .18 1.2.3 Phƣơng pháp sinh học 20 CHƢƠNG 26 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV BIA SÀI GỊN – SĨC TRĂNG 26 2.1 Ngành cơng nghiệp sản xuất bia 26 2.1.1 Công nghệ sản xuất 26 2.1.2 Đặc tính nƣớc thải 29 2.1.3 Công nghệ xử lý giảm thiểu nƣớc thải sản xuất bia 30 2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng 30 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm 2.2.1 Cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng 30 2.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng 32 2.2.3 An tồn lao động, phòng cháy chữa cháy vấn đề môi trƣờng 35 2.2.4 Hiện trạng môi trƣờng cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng 36 CHƢƠNG 39 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ KHAI TỐN KINH PHÍ THỰC HIỆN 39 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ .39 3.2 Đề xuất công nghệ 41 3.2.1 Phƣơng án 41 3.2.2 Phƣơng án 43 3.2.3 So sánh lựa chọn phƣơng án 45 3.2.4 Hiệu suất xử lý .46 3.3 Tính tốn cơng trình đơn vị 48 3.3.1 Các thơng số tính tốn 48 3.3.2 Tính tốn lƣu lƣợng cho hệ thống xử lý nƣớc thải 48 3.3.3 Song chắn rác 49 3.3.4 Bể thu gom 52 3.3.5 Bể điều hòa 54 3.3.6 Bể lắng I 59 3.3.7 Bể UASB 65 3.3.8 Bể trung gian .72 3.3.9 Bể Aerotank 73 3.3.10 Bể lắng II 82 3.3.11 Bể khử trùng .89 3.3.12 Bể nén bùn kiểu lắng đứng 90 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm 3.3.13 Khai tốn kinh tế 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT KCN: Khu Công Nghiệp QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam TNHH MTV: Trách Nhiệm Hữu Hạn Một Thành Viên PCCC: Phòng Cháy Chữa Cháy BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Song chắn rác 14 Hình 1.2 Lƣới chắn rác 14 Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ 15 Hình 1.4 Bể lắng cát ngang 16 Hình 1.5 Bể lắng cát đứng 16 Hình 1.6 Bể lắng ngang 17 Hình 1.7 Mƣơng oxi hóa 24 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất kèm dòng thải cơng nghệ sản xuất bia 28 Hình 2.2 Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng 31 Hình 2.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia nhà máy 33 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phƣơng án 41 Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ phƣơng án 43 Hình 3.3 Sơ đồ thiết lập cân sinh khối quanh bể aeroten 77 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất đặc trƣng nƣớc thải ngành bia 10 Bảng 1.2 Tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm 12 Bảng 2.1 Ô nhiễm nƣớc thải từ máy rửa chai bia 29 Bảng 2.2 Danh sách nguyên liệu thô/ hóa chất 32 Bảng 2.3 Đặc tính nƣớc thải cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng .36 Bảng 2.4 Tiêu chuẩn nƣớc thải sau xử lý 38 Bảng 3.1 Đặc tính nƣớc thải nhà máy bia Việt Nam 39 Bảng 3.2 Hệ số không điều hòa chung 49 Bảng 3.3 Hệ số để tính sức cản cục song chắn rác 51 Bảng 3.4 Tóm tắt thơng số thiết kế song chắn rác 52 Bảng 3.5 Tóm tắt thơng số thiết kế bể thu gom 54 Bảng 3.6 Các dạng khuấy trộn bể điều hòa 55 Bảng 3.7 Các thông số cho thiết bị khuấy tán khí 55 Bảng 3.8 Tóm tắt thơng số thiết kế bể điều hòa 58 Bảng 3.9 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng I (bể lắng đứng) 65 Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể UASB 72 Bảng 3.11 Tóm tắt thông số thiết kế bể trung gian 73 Bảng 3.12 Các kích thƣớc điển hình bể Aerotank xáo trộn hồn tồn 75 Bảng 3.13 Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank 82 Bảng 3.14 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng II (bể lắng đứng) 89 Bảng 3.15 Các thông số thiết kế bể khử trùng 90 Bảng 3.16 Các thông số thiết kế bể lắng nén bùn dạng lắng đứng 92 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề Hiện nay, Bia loại thức uống đƣợc ƣa chuộng giới Ở nƣớc phƣơng Tây, bia dƣợc xem nƣớc giải khát Trên giới có số loại bia tiếng nhƣ Ale, Lager, Pilsener, Riêng sản phẩm nƣớc đứng đầu nhãn hiệu bia Sài Gòn, bia Đại việt… Song song với phát triển kinh tế ngành cơng nghiệp sản xuất bia mối quan tâm lớn vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đặc biệt nƣớc thải Các loại nƣớc thải chứa hàm lƣợng lớn chất lơ lửng, COD BOD dễ gây ô nhiễm mơi trƣờng Vì vậy, loại nƣớc thải cần phải xử lý trƣớc xả vào nguồn tiếp nhận Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng KCN An Nghiệp tỉnh Sóc Trăng với ngành nghề kinh doanh sản xuất nƣớc giải khát lên men (bia) Hoạt động nhà máy góp phần vào phát triển kinh tế Tỉnh Tuy nhiên, hoạt động sản xuất nhà máy không tránh khỏi tác động đến môi trƣờng xung quanh việc phát sinh chất thải có khả gây nhiễm mơi trƣờng, đặc biệt nƣớc thải Đề tài “Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50 triệu lít/năm”, đựơc thực nhằm giải vấn đề tồn nhà máy việc xử lý nƣớc thải sản xuất bia trƣớc thải vào môi trƣờng II Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trƣng nƣớc thải ngành bia nói chung Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng nói riêng Tìm hiểu tình hình hoạt động, cơng nghệ sản xuất bia Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng Từ đó, đề xuất cơng nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện thực tế Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng đạt tiêu chuẩn đầu , tính tốn chi tiết cơng trình đơn vị III Phạm vi nghiên cứu Giới hạn mặt không gian: Đối tƣợng nghiên cứu đề tài nƣớc thải sản xuất bia Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng Giới hạn mặt thời gian: Đề tài đƣợc thực thời gian từ từ tháng 06 đến tháng 12 năm 2017 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm Giới hạn mặt nội dung: Đề xuất cơng nghệ xử lý phù hợp tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị IV Nội dung nghiên cứu Thu thập tài liệu tổng quan ngành sản xuất bia Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trƣng nƣớc thải ngành bia phƣơng pháp xử lý nƣớc thải nghành bia số cơng nghệ xử lý nƣớc thải điển hình ngành bia Thu thập số thông tin tình hình sản xuất, cơng nghệ sản xuất … Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng nói riêng Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng nói riêng Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải đề xuất dự toán kinh tế Hƣớng dẫn vận hành dự tốn chi phí V Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp thu thập tài liệu: thu thập tài liệu Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, tìm hiểu thành phần, tính chất nƣớc thải số liệu cần thiết khác Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: tìm hiểu cơng nghệ xử lý nƣớc thải Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng qua tài liệu chun ngành Phƣơng pháp so sánh: ƣu nhƣợc điểm công nghệ xử lý có đề xuất cơng nghệ xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng phù hợp Phƣơng pháp tốn: sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn lƣu lƣợng nƣớc thải, cơng trình đơn vị hệ thống xử lý nƣớc thải dự tốn chi phí xây dựng, vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng Phƣơng pháp đồ họa: dùng phần mềm Autocard để mô tả kiến trúc cơng trình đơn vị hệ thống xử lý nƣớc thải SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT BIA 1.1.1 Thành phần, tính chất nƣớc thải sản xuất bia Đặc tính nƣớc thải cơng nghệ sản xuất bia chứa hàm lƣợng chất hữu cao trạng thái hòa tan trạng thái lơ lửng, chủ yếu hydratcacbon, protein axit hữu Đây chất có khả phân hủy sinh học cao, nguyên nhân chủ yếu:  Hàm lƣợng BOD cao do: bã hèm, bã nấu, men, hèm lỏng, bia dƣ bị rỉ vào nƣớc thải  pH dao động lớn do: cặn xút, axit tháo xả hệ thống rửa nồi, máy rửa chai, rửa két, nƣớc tráng, rửa thiết bị, nƣớc rửa vệ sinh sàn nhà, trạm xử lý nƣớc  Ảnh hƣởng tới nồng độ N, P: men thải, tác nhân q trình làm thất  Ảnh hƣởng tới hàm lƣợng chất rắn lơ lửng: rửa máy lọc, rửa chai, chất thải rắn (giấy nhãn, bìa, ) Tuy nhiên nhà máy bia hàm lƣợng nƣớc cấp lƣợng nƣớc thải khác Sự khác hau nhìn chung phụ thuộc chủ yếu vào quy trình cơng nghệ trình độ quản lý nhà máy Mặt khác, mức độ ô nhiễm loại nƣớc thải nhà máy bia khác nhau, ta ƣớc tính trung bình cho thông số nhƣ sau:  Lƣợng nƣớc cấp cho 1000 lít bia: - m3  Nƣớc thải tính từ sản xuất 1000 lít bia: 2,5 - m3  Tải trọng BOD5: - kg/1000 lít bia  Tỷ lệ BOD5/COD: 0,55 - 0,7 SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm Hàm lƣợng chất gây ô nhiễm nƣớc thải nhƣ bảng sau: Bảng 1.1 Tính chất đặc trƣng nƣớc thải ngành bia Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị COD mg/l 600 ÷ 2400 BOD5 mg/l 310 ÷ 1400 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 70 ÷ 600 Tổng số photpho mg/l 50 Tổng số nitơ mg/l 90 Nhiệt độ 35 ÷ 55 C (Nguồn: PGS.TS Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải, NXB Giáo dục) 1.1.2 Tác động đến môi trƣờng nƣớc thải ngành bia Hoạt động sản xuất bia có mức độ ô nhiễm lớn Sự ô nhiễm chủ yếu chất có nguồn gốc hữu hòa tan dòng thải, kèm theo nƣớc thải chung màu độ đục cao, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng cao vi sinh vật, nấm men, nấm mốc  Sự diện chất độc hại nƣớc thải gây ảnh hƣởng trực tiếp tới hệ động vật dƣới nƣớc hệ sinh thái thủy vực Chúng khơng làm chết lồi thủy sinh mà làm khả tự làm nguồn nƣớc nơi tiếp nhận  Hàm lƣợng chất hữu cao làm tăng chất dinh dƣỡng có nguồn nƣớc, tạo tƣợng phú dƣỡng hóa kênh rạch, thúc đẩy phát triển bùng nổ loại rong tảo  Hàm lƣợng chất rắn cao dễ dẫn đến tƣợng tắc nghẽn đƣờng cống thoát nƣớc chung địa phƣơng Sau thời gian tích tụ lâu ngày dƣới điều kiện yếm khí, chúng bị phân hủy vi sinh vật hoại sinh Kết trình sản sinh khí CH4, CO2, H2S, H2S chất khí gây mùi thối đặc trƣng SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN 10 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm Từ vấn đề mơi trƣờng nay, luận văn tiến hành khảo sát, thu thập tất số liệu Công ty tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho Cơng ty Qua tính tốn thiết kế nhận thấy nƣớc thải Cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng xử lý đạt yêu cầu với hệ thống xử lý nƣớc thải mà luận văn đề xuất KIẾN NGHỊ Do thời gian thực ln văn có hạn nên thơng số tính tốn dựa sở tài liệu tham khảo Nếu có thời gian cần khảo sát trƣờng, thu nhập số liệu phân tính chạy thử mơ hình để đạt hiệu suất cao Đề nghị xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải công ty cần: Khi xây dựng cần khảo sát mặt xây dựng tránh mạch nƣớc ngầm nơi đất chƣa ổn định dễ gây sụt lún Nhân viên quản lý vận hành cần có chun mơn xử lý nƣớc thải, cách khắc phục cố máy móc, thiết bị bị hƣ hỏng Thƣờng xuyên mở lớp học bồi dƣỡng việc bảo vệ môi trƣờng, hoạt động phòng cháy chữa cháy, đặc biệt nhà máy xử lý nƣớc thải cần phải bồi dƣỡng việc sử dụng hợp lý loại hóa chất Thƣờng xuyên kiểm tra, phân tích chất lƣợng nƣớc thải trƣớc sau xử lý để kịp thời phát có biện pháp kịp thời khắc phục có cố xảy SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN 98 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50triệu lít bia/ năm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phƣớc Dân Xử lý nƣớc thải đô thị công nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình: Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2015 [2] Nguyễn Phƣớc Dân, Tôn Thất Lãng, Nguyễn Thị Minh Sáng Giáo trình kỹ thuật xử lý nƣớc cấp nƣớc thải: Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng [3] QCVN 24:2009/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải công nghiệp [4] Hồng Đình Hòa Cơng nghệ sản xuất malt bia, nhà xuất khoa học kĩ thuật: Hà Nội, 2002 [5] Trịnh Xn Lai Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải: Nhà xuất Xây Dựng Hà Nội, 2009 [6] Tôn Thất Lãng Bài giảng môn học Kỹ thuật xử lý nƣớc thải 1, 2016 [7] Lê Hồng Nghiêm Bài giảng mơn học Xử lý nƣớc thải công nghiệp, 2017 [8] PGS.TS Lƣơng Đức Phẩm Công nghệ xử lý nƣớc thải, Nhà xuất Giáo dục [9] Lâm Vĩnh Sơn Kỹ Thuật Xử Lý Nƣớc Thải: Nhà xuất Hồ Chí Minh, 2008 [10] Tổ chức Y tế giới, năm 2006 [11] Báo cáo kết thực cơng trình bảo vệ môi trƣờng phục vụ giai đoạn vận hành dự án “Đầu tƣ xây dựng nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 50 triệu lít/năm” SVTH:ĐINH QUANG SƠN GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN 99 ... văn tốt nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 5 0triệu lít bia/ năm 2.2.1 Cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng ... nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 5 0triệu lít bia/ năm CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV BIA SÀI GỊN – SĨC... nghiệp Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia cơng ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, cơng suất 5 0triệu lít bia/ năm Giới hạn mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp tính