Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia hải dương

Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Hải Dương Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Hải Dương Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Hải Dương Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Hải Dương Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Hải Dương

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, HÌNH - DANH MỤC VIẾT TẮT - MỞ ĐẦU - CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT BIA VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG TẠI NHÀ MÁY BIA HẢI DƢƠNG - 1.1 Tổng quan sản xuất bia môi trƣờng - 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới - 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam .- 1.1.3 Những vấn đề môi trường sản xuất bia - 16 1.2 Áp dụng sản xuất nhà máy bia - 17 1.3 Hiện trạng môi trƣờng nhà máy - 19 1.3.1 Khái quát nhà máy bia Hải Dương - 19 1.3.2 Hiện trạng nước thải - 21 1.3.3 Hiện trạng khí thải: - 25 1.3.4 Hiện trạng chất thải rắn - 26 1.3.5 Các để đánh giá giải pháp SXSH nhà máy - 27 1.3.6 Thực trạng giải pháp sản xuất nhà máy bia - 28 1.4 Đề xuất phƣơng án cải tạo HTLNT nhà máy bia - 30 1.4.1 Đánh giá công nghệ xử lý tồn HTXLNT nhà máy - 30 1.4.2 Đề xuất phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy - 31 CHƢƠNG 2: ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀ ĐỀ XUẤT CẢI TẠO HTXLNT CHO NHÀ MÁY BIA - 35 2.1 Đánh giá giải pháp SXSH nhà máy - 35 2.1.1 Tăng cường giám sát thông số công nghệ - 37 2.1.2 Xử lý bụi lò - 39 2.1.3 Thu hồi CO2 từ trình lên men - 41 2.2 Phƣơng án cải tạo HTXLNT nhà máy - 46 2.2.1 Những tồn HTXLNT nhà máy - 46 2.2.2 Các để lựa chọn phương án cải tạo HTXLNT nhà máy bia - 48 2.2.3 Giải pháp cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia - 53 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI HẢI DƢƠNG - 65 3.1 Tính tốn thiết kế thiết bị - 65 - -1- 3.1.1 Tính tốn bể điều hịa - 65 3.1.2 Tính tốn bể UASB - 66 3.1.3 Bể aeroten - 68 3.1.4 Bể lắng đứng - 74 3.2 Tính chọn thiết bị phụ - 74 3.2.1 Bể tiếp xúc - 74 3.2.2 Hố thu bùn - 75 3.2.3 Bể nén bùn - 75 3.2.4 Máy ép bùn - 77 3.3 Dự tốn kinh phí thực - 78 KẾT LUẬN - 80 - -2- DANH MỤC BẢNG, HÌNH Bảng 1.1: Sản lượng bia giới giai đoạn 2001-2006 - Bảng 1.2: Tình hình tiêu thụ bia giới năm 2007 - Bảng 1.3: Phát triển thức uống có cồn Việt Nam - 10 Bảng 1.4: Các vấn đề môi trường nhà máy bia - 17 Bảng 1.5: Các giải pháp sản xuất áp dụng nhà máy bia - 18 Bảng 1.6: Kết phân tích nước thải trước sau hệ thống xử lý - 22 Bảng 1.7: Kết tính tốn lượng khí phát thải lò - 25 Bảng 1.8: Kết phân tích ống khói nồi - 25 Bảng 1.9: Tiêu hao tài nguyên số nhà máy bia (Sản phẩm đóng chai sử dụng nhiều lần, tính cho hecto lít bia hay 100 lít bia) - 28 Bảng 1.10: Thực trạng SXSH nhà máy - 28 Bảng 1.11: Giá trị biến động số thông số nước thải trước xử lý - 30 Bảng 2.1: Đánh giá thực trạng nhà máy - 35 Bảng 2.2: Kết quan trắc theo dõi trình xử lý nước thải theo tiêu BOD Cơng ty bia ong Thái Bình - 51 Bảng 2.3: Nnước thải đầu vào đầu 02 HTXL bệnh viện - 53 Bảng 2.4: Một số giống quần thể vi khuẩn - 59 Bảng 3.1: Thông số nước thải sau bể UASB - 67 Bảng 3.2: Dự tốn kinh phí sửa chữa, cải tạo hệ thống XLNT - 78 Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia - 13 Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy bia Hải Dương - 21 Hình 1.3: Sơ đồ thu gom thoát nước thải Nhà máy - 21 Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải chung - 22 Hình 1.5: Nguồn nguyên liệu đầu vào phát thải nhà máy bia - 27 Hình 2.1: Hệ thống xử lý khí thải lò - 39 Hình 2.2: Hệ thống thu hồi CO2 - 43 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý xử lý nước thải nhà máy bia địa phương - 50 Hình 2.4: Dây chuyền cơng nghệ XLNT bia theo mơ hình UAF SBR - 50 - -3- Hình 2.5: Sơ đồ công nghệ xử lý HTXL NTBV trước (trái, aeroten) sau cải tạo (phải ASBC) - 52 Hình 2.6: Cấu tạo bể lọc sinh học có vật liệu ngập nước - 54 Hình 2.7: sơ đồ chi tiết bể lọc sinh học - 56 Hình 2.8: vi khuẩn nitrosomonas nitrobacter - 63 Hình 3.1: Quả cầu đệm vi sinh - 73 - -4- DANH MỤC VIẾT TẮT WTO HABECO BĐ QĐ- BCT TP BOD COD SS QCVN TNHH MTV QLCTNH ISO UNEP CP : : : : : : : : : : : : : : Tổ chức thương mại giới Tổng Công ty cổ phần Rượu Bia - NGK Hà Nội Biểu đồ Quyết định – Bộ Công thương Thành phố Nhu cầu oxi sinh học Nhu cầu oxi hóa học Chất rắn lơ lửng Quy chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn thành viên Quản lý chất thải nguy hại Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc Chương trình mơi trường liên hiệp quốc Cổ phần -5- MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát có từ lâu đời Hiện nhu cầu sử dụng bia giới Việt Nam lớn bia sản xuất từ nguyên liệu malt, gạo, hoa houblon, nước sau q trình lên men tạo thức uống giải khát mát, có độ cồn thấp, có hương vị đặc trưng… Đặc biệt CO2 bão hịa có bia có tác dụng làm giảm khát người uống Nhờ ưu điểm mà bia sử dụng rộng rãi Việt Nam hầu giới với sản lượng ngày tăng Ở nước ta sở sản xuất bia phân bố khắp nước, sản lượng bia tạo ngày cao, kèm với lượng nước thải phát sinh ngày lớn, Tuy nhiều nhà máy có hệ thống xử lý nước thải chung lúc đạt hiệu mong muốn điều kiện thời tiết, máy móc thiết bị… Nước thải bia thải từ nhiều công đoạn sản xuất khác trình sản xuất chủ yếu từ phân xưởng nấu, đường hóa, lên men, lọc, chiết bia Dòng thải chủ yếu là nước rửa vệ sinh thiết bị, sàn nhà, bơm, nước thải từ q trình sản xuất bia có chứa hàm lượng lớn chất lơ lửng, COD, BOD, Ntổng, P tổng dễ gây ô nhiễm môi trường không xử lý tốt Nếu nước thải không qua xử lý tác động điều kiện môi trường vi sinh vật phân hủy gây mùi hôi thối, làm đục, phú dưỡng hóa nguồn nước, nhiễm hữu gây ảnh hưởng đến hệ thống cống thoát, gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận, cảnh quan môi trường hệ sinh thái khu vực Vì nước thải cần phải xử lý trước thải nguồn tiếp nhận Tiền thân từ Xí nghiệp chế biến mỳ sợi Liên Xô (trước đây) giúp đỡ xây dựng, Công ty CP Bia Hà Nội Hải Dương trải qua nhiều lần đổi tên chuyển đổi sản xuất kinh doanh Năm 1991, Công ty bắt đầu sản xuất mặt hàng bia, nước giải khát Đến năm 2003, thực chủ trương cổ phần hóa doanh nghiệp, Công ty chuyển đổi từ doanh nghiệp nhà nước thành Cơng ty cổ phần Sau có chuyển giao phần vốn Nhà nước từ văn phòng tỉnh ủy Hải Dương cho Bộ Công nghiệp (nay Bộ Công Thương) -6- với đại diện Tổng Công ty CP Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội (HABECO), kể từ ngày 01/04/2004, Công ty CP Bia Hà Nội – Hải Dương trở thành thành viên HABECO, hoạt động theo mơ hình cơng ty mẹ - cơng ty Khởi đầu từ dây truyền sản xuất bia thủ cơng có cơng suất 500 ngàn lít/năm, đến cổ phần hóa có cơng suất 15 triệu lít bia hơi/năm Sau cổ phần hóa thời kỳ chuyển phát triển vượt bậc Đến nay, doanh nghiệp có thiết bị sản xuất tiên tiến, đại Việt Nam CHLB Đức chế tạo như: Hệ thống lọc Kiesselguhr PVPP công suất 15 hl/h; Hệ thống dây chuyền chiết chai công suất 15.000 chai/h tập đoàn KRONES AG CHLB Đức chế tạo; Hệ thống Nấu, Lên men điều khiển PLC POLYCO - VN chế tạo Hiện nay, Công ty đạt công suất 50 triệu lít bia loại/năm Từ nhà máy có 02 tên nhà máy bia Hà Nội – Hải Dương hay nhà máy bía Hải Dương, nội dung luận văn xin gọi tắt nhà máy bía Hải Dương Việc sản xuất khối lượng bia tiêu tốn lượng tài nguyên phần nước thải Công ty phần đáng lưu tâm, Cơ sở chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá trạng môi trường thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy Bia Hải Dương ’’ Luận văn thực mô tả trạng môi trường Công ty, số biện pháp nhằm làm tăng khả quản lý để nâng cao hiệu sản xuất, đồng thời thiết kế cải tạo lại hệ thống nhằm làm tăng khả xử lý số chất ô nhiễm nước (N,P), từ đề xuất giải pháp kĩ thuật, quản lý môi trường nâng cao hiệu cho nhà máy góp phần tạo hình ảnh thân thiện nhà máy với môi trường Luận Văn bao gồm nội dung sau: Chương : Tổng quan sản xuất bia đánh giá trạng môi trường nhà máy bia Hải Dương Chương : Đánh giá giải pháp SXSH đề xuất cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Hải Dương Chương : Thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Hải Dương -7- CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT BIA VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG TẠI NHÀ MÁY BIA HẢI DƢƠNG 1.1 Tổng quan sản xuất bia mơi trƣờng 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Đối với nước có cơng nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao bia sử dụng thứ giải khát thơng dụng Hiện giới có 25 nước sản xuất bia với sản lượng 150 tỷ lít/năm, đó: Mỹ, Đức, nước sản xuất 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc tỷ lít/năm Thống kê bình quân mức tiêu thụ số nước công nghiệp tiên tiến như: Đức, Đan Mạch, Tiệp 100 lít/người/năm STT Vùng Bảng 1.1: Sản lượng bia giới giai đoạn 2001-2006 Năm Năm Năm Năm Năm 2001 2002 2003 2004 2005 Năm 2006 Châu Âu 35,1% 35,3 % 34,9 % 34,1 % 34,1 % 33,4 % Châu Á/ Trung Đông 26,0% 26,5 % 26,9 % 28,5 % 28,5 % 30,0 % Bắc Mỹ 22,1% 21,7 % 22,2 % 21,4 % 20,9 % 20,1 % Nam Mỹ 11,1% 10,7 % 10,2 % 10,2 % 10,7 % 10,7 % Châu Phi 4,2% 4,3 % 4,4 % 4,4 % 4,5 % 4,6 % Châu Úc/ Châu Đại Dương 1,5% 1,5 % 1,4 % 1,3 % 1,3 % 1,2 % Tổng (%) 100% 100 % 100 % 100% 100% 100% Xếp hạng Bảng 1.2: Tình hình tiêu thụ bia giới năm 2007 Nƣớc Tiêu thụ Xếp hạng Nuớc (l/ng/năm) Cộng hòa Czech 156,9 16 Canada Ailen 131,1 17 Aixơlen Đức 115,8 18 Bồ Đào Nha Úc 109,9 19 Bulgari Áo 108,3 20 Nam Phi Anh 99,0 21 Nga Nam Tư 93,3 22 Venezuela Bỉ 93,0 23 Romania -8- Tiêu thụ (l/ng/năm) 68,3 59,7 59,6 59,5 59,2 58,9 58,6 58,2 10 11 12 13 14 15 Đan Mạch 89,9 Phần Lan 85,0 Luxembua 84,4 Slovakia 84,1 Tây Ban Nha 83,8 Mỹ 81,6 Croatia 81,2 Châu Á khu 24 Cyprus 25 Switzerland 26 Gabon 27 Na Uy 28 Mexico 29 Thụy Điển 30 Nhật Bản vực có lượng bia tiêu thụ tăng 58,1 57,3 55,8 55,5 51,8 51,5 51,3 nhanh, nhà nghiên cứu thị trường bia giới nhận định Châu Á dần giữ vị trí đứng đầu tiêu thụ bia giới Trong sản xuất bia Châu Âu có giảm, Châu Á trước nhiều nước có mức tiêu thụ bia đầu người thấp, đến tăng bình quân 7%/năm Thái Lan tăng 26,5%/năm; Philipin 22,2%/năm; Malaixia 21,7%năm; Indonexia 17,7%/năm Đây nước có tốc độ tăng nhanh khu vực Thị trường bia Nhật Bản chiếm 66% thị trường bia khu vực với 30,9 tỷ USD Năm 1939 sản lượng bia Nhật Bản 30 triệu lít, năm 1960 sản lượng bia vượt 100 triệu lít, đến năm 1991 mức tiêu thụ bình qn đầu người 55,6 lít/người/năm Lượng bia tiêu thụ năm 2004 đạt 6.500 triệu lít Trung Quốc có sản lượng bia mức bình quân tiêu thụ đầu người tăng cách đáng kể Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng 20% Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ Trung Quốc 28640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu giới Lượng bia tiêu thụ Trung Quốc ngày cao đưa Châu Á trở thành thị trường bia lớn giới [6] 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam i Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử 100 năm Xưởng sản xuất bia đặt tên xưởng sản xuất bia Chợ Lớn người Pháp tên Victor Larue mở vào năm 1875, tiền thân nhà máy bia Sài Gịn, Tổng cơng ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn Ở miền Bắc vào năm 1889, người Pháp tên Hommel mở xưởng bia Làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Hà Nội Trong -9- trình hình thành phát triển, ngành sản xuất bia đạt mức tăng trưởng cao vào năm thời kỳ mở cửa Việc đầu tư xây dựng nhà máy bia phát triển mạnh mẽ từ năm 1990 với quy mơ khác nhau, từ 100 nghìn lít/năm đến 100 triệu lít/năm Từ năm 2000 trở lại đây, quy mơ đầu tư mơ hình hoạt động doanh nghiệp có nhiều thay đổi theo chủ trương đổi doanh nghiệp nhà nước Chính phủ Nhiều doanh nghiệp nhà nước cổ phẩn hóa mang lại tính tự chủ cho doanh nghiệp việc định đầu tư, sản xuất, kinh doanh Cùng với tiến trình cổ phần hóa, việc sáp nhập, giải thể, liên kết để trở thành doanh nghiệp lớn hơn, thống mơ hình quản lý kinh doanh diễn ra, tạo cạnh tranh mạnh mẽ cho thương hiệu mạnh Nhiều doanh nghiệp bia địa phương trở thành công ty con, công ty liên kết Sabeco Habeco; Nhiều nhà máy bia quy mơ 100-200 triệu lít/năm đầu tư vào hoạt động mang lại hiệu chất lượng tốt nhà máy bia Sài Gòn Củ Chi, Hà Nội Vĩnh Phúc, nhà máy bia Phú Bài (Huế) có khả mở rộng quy mô lớn thời gian tới Hơn 38,3% người tham gia khảo sát thuộc nhóm tuổi khác có uống bia mức độ trung bình 2,27 lần/tuần Tính chung có 5,1% xác nhận ngày uống bia, chút đến đến lần/tuần (10,4%), dãn từ đến lần/tuần (40,5%) thành phần đụng đến bia có từ đến lần tháng (44,1%) Kinh tế phát triển, đời sống khấm dân số trẻ điều kiện để phát triển ngành rượu bia Theo Quyết định số 2435/QĐ-BCT, ngày 21/5/2009 Bộ Công thương phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành rượu bia - nước giải khát Việt Nam đến 2015, tầm nhìn đến 2025 đến 2010 sản xuất đạt 2,5 tỷ lít bia, 80 triệu lít rượu cơng nghiệp Đến 2015 sản xuất đạt tỷ lít bia, 188 triệu lít rượu cơng nghiệp, đến 2025 sản lượng bia tỷ lít 440 triệu lít rượu Chỉ tiêu Doanh thu Bảng 1.3: Phát triển thức uống có cồn Việt Nam 2010 2011 2012 2013 2014 30,915 34,559 38,554 - 10 - 42,839 47,596 2015 52,848 qkk: Cường độ thổi khí, qkk = – m3/m2.h [9] Chọn qkk = m3/m2.h B: chiều rộng bể, B = 9,8 m Vậy Qkk = x x 9,8 = 352,8 m3/h Chọn vận tốc khí ống: v = 15m/s ( Thường v = 10 – 20 m/s ) [13] - Đường kính ống chính: D1 =  Qkk =   v  3600  352,8 = 0,09 (m) 3,14  15  3600 Chọn ống PVC có đường kính 60mm - Đường kính ống nhánh: D2 =  Qkk =   v  n  3600  352,8 = 0,03 (m) 3,14  15   3600 Chọn ống PVC có đường kính 27mm - Diện tích phun lỗ: S= -  d2 = 3,14  0,009 -5  = 6,36 x 10 (m ) Số lỗ khí đường ống: m= Qkk 352,8 =  11 (lỗ) n  v  S  3600  15  6,36  10 5  3600 Nhận xét: Thể tích bể điều hịa có trạm xử lý đảm bảo cho yêu cầu hệ thống xử lý nước thải với cơng suất 1200 m3/ngày đêm 3.1.2 Tính tốn bể UASB COD đầu vào: 1384 mg/l BOD5 = 755 mg/l - Hiệu suất khử COD bể đạt: E = 75% E= CODv  CODr  0, 75 CODv => CODr = (1 – 0,75) x CODv = (1 – 0,75) x 1384 = 346 mg/l - Lượng COD cần khử ngày: - 66 - G = 1200 m3 x (1384 – 346) x 10-3 = 1245 kg/ngày Tải trọng khử COD: a = kg COD/m3.ngày - Dung tích xử lý yếm khí cần thiết: G 1245 = 178 m3  a V= - Tốc độ nước lên bể: v = 0,6 – 0,9 m/h Chọn v = 0,6 m/h - Diện tích bể cần thiết: Q 50  = 83,3 m2 v 0,6 F= - Chiều cao phần xử lý yếm khí: V 178  = 2,13 m F 83,3 H1 = - Tổng chiều cao bể: H = H1 + H2 + H3 = 2,13 + 2,5 + 0,5 = 5,13 m Trong đó: H1: Chiều cao phần xử lý yếm khí, H1 = 2,13 m H2: Chiều cao vùng lắng, lấy H2 = 2,5 m H3: Chiều cao dự trữ, H3 = 0,5 m - Thể tích lưu nước Vn= 5,13 x 83,3 = 427,3 m3 Thời gian lưu nước T = TT Vn 427 ,3  = 8,54 Q 50 Bảng 3.1: Thông số nước thải sau bể UASB Hiệu Thông số Đơn vị Đầu vào xử lý (%) Đầu BOD5 mg/l 755 78 166,1 COD mg/l 1384 75 346 Nhận xét: Tại bể UASB dòng nước chảy ổn định, nhiên bể có hệ thống phân phối nước lên việc xáo trộn nước thải đạt hiệu chưa cao - 67 - 3.1.3 Bể aeroten BOD5 vào: S0 = 166,1 mg/l; BOD5 ra: S = 50 mg/l TSS vào = 78 mg/l; Nước thải có đủ chất dinh dưỡng N, P - Dung tích bể Aeroten tính theo công thức: V Q  Y   c  (S  S ) ,m X  (1  K d   c ) Trong đó: V: Thể tích hữu ích bể xử lý hiếu khí (m3), Q: Lưu lượng nước thải đầu vào (m3/ngày.đêm) Q= 1.200 m3 Y: Hệ số suất sử dụng chất cực đại, mg/mg Là tỷ số khối lượng tế bào khối lượng chất tiêu thụ thời gian định Y = 0,4  0,8 Chọn Y = 0,8  c: Thời gian lưu cặn bể hay gọi tuổi bùn, ngày,  c = 10 ngày S0: Nồng độ BOD đầu vào, mg/l S0 = 166,1 mg/l S : Nồng độ BOD lại sau xử lý, mg/l S = 50 mg/l X: Nồng độ bùn hoạt tính, mg/l Chọn X = 2500 mg/l Kd : hệ số phân huỷ nội bào, ngày-1 Kd = 0,06 Vậy thể tích bể Aeroten là: V 1200  0,8  10  166 ,1  50  ≈ 279 m3 2500  1  0,06  10  Bể Aeroten Nhà máy có kích thước: L x B x H = 15 m x m x 9,52 m (V = 1000 m3) Tính tốn lƣợng bùn thải hàng ngày: - Tốc độ tăng trưởng bùn hoạt tính xác định sau: yb  Y  C Kd  0,8  0,5  10  0,06 - Lượng bùn hoạt tính sinh ngày: Px = yb  Q  (S0 – S) = 0,5 1200  (166,1 – 50) = 69660 g = 69,6 kg/ngày - Xác định lưu lượng bùn thải: - 68 - Độ tro cặn Z = 0,3 + Tổng lượng cặn sinh ngày: Pxl  Px 69 ,6  = 99,4 (kg/ngày)  Z  0,3 + Lượng cặn dư xả hàng ngày: Pxả = Pxl - Pra Với Pra = SSra x Q = 35 x 10-3 x 1200 = 42 (kg/ngày) => Pxả = 99,4 - 42= 57,4 (kg/ngày) Ta có phương trình cân bùn bể Aerotank sau: QT X T  Qv X  (Qv  QT ) X Trong QT: Lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ ngày Qv: Lưu lượng nước thải vào bể Q = 1200 m3/ngày đêm XT: Nồng độ bùn hoạt tính dịng tuần hồn Chọn XT = 8000 mg/l X0: Nồng độ bùn hoạt tính có nước vào bể thường không đáng kể, coi X0 = X : Nồng độ bùn hoạt tính bể Aeroten X = 2500 mg/l QT X T  Qv X  (Qv  QT ) X   QT X 2500    0,45 Qv X T  X 8000  2500 + Lưu lượng bùn xả: Qxả = V  X  Qra  X   c , kg/ngày X T C Trong XT: Nồng độ bùn hoạt tính dịng tuần hoàn Với   0,45 : tỷ số tuần hoàn XT = 8000 mg/l Xra: Nồng độ bùn hoạt tính nước khỏi bể lắng, mg/l Nước sau xử lý có hàm lượng cặn lơ lửng 30 mg/l gồm 65% cặn hữu Hàm lượng cặn hữu nước khỏi bể lắng là: - 69 - Xra = 0,65  35 = 22,75 mg/l => Qxả = 279  2500  1200  22,75x10 = 5,3 kg/ngày 8000  10 - Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 0,45  Q = 0,45 x 1200= 540 m3/ngày - Thời gian lưu nước bể:  V 279   0,23 (ngày) = 5,52 h Q 1200 - tỉ số F/M:  : Thời gian lưu nước bể Aeroten  = 5,52 h = 0,23 ngày S0 F 166 ,1    0,28 mg BOD5/mg bùn ngày M   X 0,23  2500 - Kiểm tra giá trị tốc độ sử dụng chất BOD5 1g bùn hoạt tính:  S0  S 166 ,1  50   0,20 g BOD5/mg bùn.ngày   X 0,23  2500 - Tải trọng thể tích: La  S  Q 166 ,1  1200  10 3   0,71 kg BOD5/m3.ngày V 279 Tính tốn lƣợng khí cấp cho bể hiếu khí: Lượng Oxy cần thiết (tính theo lý thuyết) cho trình xử lý nước thải sinh học không khử nitrat là: OC  Q(S  S )  1,42 Px Trong đó: 1000 f OC0 - lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn phản ứng 20oC Qv - lưu lượng nước thải cần xử lý, Qv = 1200 m3/ngày So - nồng độ BOD5 đầu vào, g/m3 So = 166,1 g/m3 S - nồng độ BOD5 đầu ra, g/m3 f= S = 50 g/m3 BOD5 : hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD, thường f từ 0,65- 0,68 COD chọn F=0,65 - 70 - Px - phần tế bào dư xả theo bùn dư, kg/ngày, Px = 69,6 kg/ngày 1,42 - hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD OC  Q( S  S ) 1200 (166 ,1  50 )  1,42 Px   1,42  69 ,6  115 (kgO2/ngày) 1000 f 1000  0,65 - Lượng Oxy cần thiết điều kiện thực 20oC: OCt = OCo( CS 20 1 ) T  20     CSh  Cd 1, 024 Trong đó:  : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối,  = Cs20: Nồng độ oxy bão hoà nước 200C, mg/l Cs20 = 9,08 mg/l Cd : Lượng oxy cần trì bể, mg/l Cd = mg/l T: Nhiệt độ nước thải , T = 200C  - Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải ảnh hưởng hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thống, hình dáng kích thước bể, có giá trị từ 0,6 – 0,94, chọn  = 0,8 OCT = 184,4 (kgO2/ngày) - Lượng khơng khí cần thiết: Qk  OCt f , m /ngày OU Trong OCt: Lượng Oxy cần thiết điều kiện thực tế OU = Ou  h: Cơng suất hồ tan O2 vào nước thải thiết bị phân phối thiết bị tạo bọt khí mịn Ou = gO2/m3.m h : Độ sâu ngập nước thiết bị phân phối khí, h = 5,8 m OU = Ou  h =  5,8 = 40,6 gO2/m3 f : hệ số an toàn f = 1,5 Qk  184 ,4  1,5 = 6813 m3/ngày= 284 m3/h 3 40 ,6  10 * Xác định áp lực cơng suất hệ thống nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cơng thức - 71 - Hct= hd+hc+hf+h= 0,2+0,25+0,05+5,3= 5,8 m Trong đó: hd: Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn hc: Tổn thất cục ≤ 0,4 hf: Tổn thất qua thiết bị phối khí 0,015 – 0,05 (m) chọn hf= 0,05m h: Chiều sâu cơng tác bể 5,3 m Áp lực khơng khí : P= 10 ,12  H CT 10 ,12  5,8   1,57 (at) 10 ,12 10 ,12 Công suất máy thổi khí dùng cho bể aeroten tính theo công thức N= 34400 * ( P 0, 29  1) * QK 34400 * (1,57 0, 29  1) * 0,08   kW 102 *  102 * 0,9 Trong  : Hiệu suất máy thổi khí:  = 0,7- 0,9 Lưu lượng khí cấp cho bể: Qtck= 284 m3/h Thông số bể aeroten là: Thơng số Giá trị Kích thước bể: Chiều dài-Rộng-Cao 12x7x11,9 Thời gian lưu nước bể 11 Tải lƣợng thể tích hữu bể 1,0 Nhận xét: Bể Aeroten nhà máy Bia Hải Dương có hiệu suất xử ly N, P lần lấy mẫu 36,84 %,, nồng độ bùn hoạt tính khoảng 2500 mg/l thể bể aeroten cần bổ sung thêm giá thể vi sinh vật nhằm làm tăng khả xử lý N, P bể, mục đích bổ sung thêm giá thể vi sinh vật tăng khả xử lý N, P lên 60, 70%, Các thông số hoạt động đệm vi sinh sau: QUẢ CẦU NHỰA PP (ĐỆM VI SINH DẠNG CẦU) (GIÁ THỂ VI SINH LƠ LỬNG): + Kích thƣớc: D = (105 ± 5%) mm + Nhiệt độ làm việc: – 450 độ C + Áp suất làm việc: 1-2 bar + Vật liệu chế tạo: Nhựa PP, màu trắng - 72 - + Lõi tăng bề mặt riêng: Vật liệu mút – xốp đặc biệt, kích thước (15± 5% mm x 15± 5% mm x 15± 5% mm) 20± 5% mm x 20± 5% mm x 20± 5% mm Hoặc lõi sợi vi sinh PVC + Xuất xứ: Việt Nam Hình 3.1: Quả cầu đệm vi sinh * Ghi chú: Đệm vi sinh lơ lửng nước Là môi trường cho vi sinh vật sinh trưởng phát triển, giúp tăng bề mặt riêng với mật độ cao Quả cầu vi sinh lơ lửng, giá thể vi sinh nhựa PP, bên lõi tăng bề mặt riêng: Vật liệu mút–xốp đặc biệt, kích thước (15± 5% x 15± 5% x 15± 5%) mm (20± 5% x 20± 5% x 20± 5%)mm [11] + Tính tốn thơng số đệm vi sinh Đệm vi sinh xếp thành khối với diện tích bề mặt Fa =96 m2/m3, độ rỗng P= 76% Chọn chiều cao lớp đệm: Hđ = 2m   1,45 - Ở nhiệt độ 300C, hệ số nhiệt độ: K  K 20 1,047 30 20  0,2  1,047  0,316 Tải trọng BOD5 cho phép m2 bề mặt lớp đệm tính theo cơng thức: C0 =P.H.KT/ =76x2x0,316/1,45 = 33,125 g BOD5 /m2.ngày Tải trọng thuỷ lực cho phép 1m3 vật liệu: q0 =C0xFa/BOD5v = 33,125x96/166=19,15 m3/m3 ngày - 73 - Thể tích đệm cần thiết: W = Q/q0= 1200/19,15 =62,66 m3 3.1.4 Bể lắng đứng Với bể lắng (sau cơng trình xử lý sinh học nước thải điều kiện nhân tạo) dung tích phần cơng tác bể lắng xác định theo cơng thức: WCT = Q.T (m3) - Trong đó: T: thời gian lắng tối thiểu, chọn T=4 h => Dung tích cơng tác bể lắng 2: WCT = 50  4= 200 m3 Chiều cao vùng lắng HL = vxT=0,5x4x3600=7,2 m Diện tích tiết diện bể lắng: FCT = WCT/HL = 100/7,2 = 13,89 (m2) Chiều cao vùng chứa cặn: HC = 1,1 (m) Chiều cao bảo vệ bể lắng: HBV = 0,3 (m) => Tổng chiều sâu bể lắng : H = HL + HC + HBV = 3,6+1,1 + 0,3 = 5(m) Hiện nhà máy bể lắng với thể tổng thể tích 600 m3 (D = 8,8 m; H = m (chiều cao làm việc H1 = m, chiều cao bảo vệ H3 = 0,3m) đảm bảo yêu cầu hệ thống xử lý 3.2 Tính chọn thiết bị phụ 3.2.1 Bể tiếp xúc Bể khử trùng có tác dụng diệt vi sinh vật có nước sau xử lý Hiện nay, Nhà máy sử dụng Clo để khử trùng Để định lượng clo, xáo trộn clo với nước công tác, điều chế vận chuyển, - Xác định lượng clo cần dùng: Lượng Clo hoạt tính cần thiết tính theo cơng thức: y aQ 1000 Trong đó: y: lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải (kg/h) a: liều lượng clo hoạt tính, a = g/m3 Q: lưu lượng nước thải, m3/h - 74 - → y  50  0,25 (kg/h) 1000 Lượng clo hoạt tính dùng cho ngày Y = 24 x y = 24 x 0,25 = 12 (kg/ngày) - Thời gian lưu nước bể: t = 30 phút - Thể tích bể: V= Qtbh x t= 50 x 0,5= 25 (m3) Bể tiếp xúc Nhà máy có kích thước L x B x H = m x 3m x m (V = 30 m3) đáp ứng yêu cầu xử lý 3.2.2 Hố thu bùn Hố thu bùn chia làm ngăn, ngăn chứa bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn dư Lưu lượng bùn tuần hoàn 540 m3/ngày Lưu lượng bùn xả 14,9 m3/ngày Thời gian lưu ngăn chứa bùn tuần hoàn 10 phút Thời gian lưu ngăn chứa bùn dư ngày - Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn là: V1 = 540  10  3,75 m 24  60 - Thể tích ngăn chứa bùn dư là: V2 = 14,9 1  14,9 m3 3.2.3 Bể nén bùn Lưu lượng bùn cần xử lý sau bể lắng đứng 14,9 m3/ngày Nồng độ bùn hoạt tính dư 8000 mg/l Nồng độ bùn hoạt tính dư dao động theo thời gian năm - Do đó, nồng độ bùn hoạt tính dư tối đa tính sau: XtMax = kXt Trong k : Hệ số khơng hồ tháng bùn hoạt tính, k = 1,15  1,2 Chọn k = 1,15 Xt: Nồng độ bùn hoạt tính dư  XtMax= kXt = 1,15  8000 = 9200 mg/l - 75 - - Lưu lượng tối đa bùn hoạt tính dư là: q m ax  X tMax Q 24  N t Trong XtMax: Nồng độ bùn hoạt tính dư tối đa, g/m3 XtMax = 9200 mg/l Q: Lưu lượng nước thải xử lý, m3/ngày Nt: Nồng độ bùn hoạt tính dư sau nén, g/m3 Bùn hoạt tính sau nén độ ẩm giảm xuống cịn 98 % tức nồng độ bùn khơ 2% Điều có nghĩa kg (1000 g = 1L nước) có 20g bùn hoạt tính, nồng độ bùn hoạt tính sau nén là: Nt = 20 g/L = 20000 mg/l = 20000 g/m3  q m ax  X tMax Q 9200  6,9   3,174  3,2 m3/h Nt 20000 - Chiều cao phần lắng bể nén bùn đứng: H1 = 3,6  v  t Trong đó: v : Tốc độ nước bùn, mm/s v = 0,06 mm/s t : Thời gian nén bùn, t = 10  H1 = 3,6  v  t = 3,6 0, 06 10  2,16 m - Diện tích mặt thống bể : Fb  qx 3,6  v Trong đó: v : Tốc độ nước bùn, mm/s v = 0,06 mm/s qx: Lượng nước tối đa tách trình nén bùn, m3/h qx = qmax P1  P2 100  P2 Trong đó: qmax : Lưu lượng tối đa bùn hoạt tính dư qmax = 3,2 m3/h P1 : Độ ẩm bùn trước nén P1 = 99,2 % - 76 - P2 : Độ ẩm bùn sau nén P1 = 98 % P  P2 99 ,2  98  qx = qmax  3,2   1,92 m /h 100  P2 100  98  Fb  qx 1,92   8,9 m2 3,  v 3,  0, 06 - Diện tích ống trung tâm: ftr= qm ax 3600 vtb Trong đó: qmax: Lưu lượng tối đa bùn hoạt tính dư qmax = 3,2 m3/h vtb : Tốc độ dòng chảy nước bùn ống trung tâm vtb = 0,075 m/s  ftr = q m ax 3,2   0,0148 (m2) 3600 v tb 3600  0,6 Đường kính ống trung tâm là: d ftr    0, 0148   0,137 m Đường kính bể nén bùn là: D 4( Fb  f tr )    (7,1  0, 0148)   3m Hiện bùn nhà máy thải trực tiếp sân phơi mà khơng có bể nén bùn, Nhà máy dự định xây dựng bể nén bùn cạnh bể lắng nhằm tận dụng tối đa mặt nhà máy cạnh tường rào phía Tây 3.2.4 Máy ép bùn Lưu lượng cặn đến lọc ép băng tải là: qb  q 100  P1 100  P2 Trong q: Lưu lượng bùn cần xử lý, q = 14,9 m3/ngày P1, P2: Độ ẩm bùn trước sau nén - 77 - qb  q 100  P1 100  99,  14,9   5,96 m3/ngày 100  P2 100  98 Giả sử bùn sau nén C = 50 kg/m3 Lượng cặn đưa đến máy ngày là: Q  C  qb  50  5,96  298 kg/ngày Nhà máy chưa trang bị máy ép bùn dung tích bể aeroten, UASB lớn, bể lắng lớn, thời gian tới nhà máy bổ sung Lượng cặn đưa đến máy giờ: Q’ = Chiều rộng băng tải: b = Q 298   99,3 kg/h t 99,3  1m 100 Hiện nhà máy chưa có máy ép bùn, nhà máy đầu tư thêm hạng mục 3.3 Dự tốn kinh phí thực Bảng 3.2: Dự tốn kinh phí sửa chữa, cải tạo hệ thống XLNT Đơn vị tính: đồng TT Hạng mục Đơn Số vị lƣợng Đơn giá Thành tiền I Xây dựng Xây dựng hố thu bùn bể 01 50.000.000 50.000.000 Xây dựng bể nén bùn bể 01 80.000.000 80.000.000 Đầu tư thêm máy ép bùn, hệ Bộ 01 60.000.000 60.000.000 thống hóa chất 190.000.000 II Thiết bị, máy móc thay bổ sung Lưới chắn rác 0,6m x 0,6m x 1m 182.600.000 01 2.500.000 2.500.000 Đệm vi sinh dạng cầu m3 60 1.460.000 87.600.000 Giá đỡ đệm vi sinh inox kg 900 80.000 72.000.000 Vải lọc máy ép bùn 01 500.000 500.000 Đường ống dẫn hóa chất + van 20.000.000 - 78 - khóa kỹ thuật III Phí dự phịng 20.000.000 Tổng cộng - 79 - 392.600.000 KẾT LUẬN Căn vào nội dung nêu trên, đưa số kết đạt luận văn sau: Phần tổng quan : Đã khái quát chung tình hình sản xuất bia, tìm hiểu mơ hình SXS, tồn mơi trường trình sản xuất bia giải pháp xử lý nước thải bia điển hình Việt Nam Khảo sát đánh giá trạng môi trường Công ty bia Hà Nội -Hải Dương nước thải, khí thải chất thải rắn Đặc biệt đánh giá trạng môi trường Công ty khu vực xử lý khí thải: Khí thải nồi hơi, hệ thống thu hồi CO2 từ trình lên men Nhìn chung mơi trường nhà máy tốt cần tăng cường số giải pháp để khắc phục cố, SXS tạo hình ảnh thân thiện nhà máy với môi trường Đánh giá việc áp dụng giải pháp SXS có cơng ty bia Hải Dương, tính tốn khả thu hồi CO2 từ trình lên mẹn Đánh giá hiệu cơng nghệ xử lý bụi khí thải khu vực nồi hơi, đề xuât số giải pháp SXS cho nhà máy Khảo sát trạng nước thải phân tích quy trình cơng nghệ XLNT có cơng ty Đặc biệt tính toán khả xử lý N, P điều kiện vận hành với tải trọng cao xả rửa thùng lên men, nhằm cải tạo hệ thống xử lý nước thải, từ tìm giải pháp khắc phục cố vận hành Tính tốn lại hệ thống xử lý nước thải để xuất giải pháp cải tạo cụ thể : dùng đệm vi sinh di động để nâng cao khả xử lý N,P số hạng mục phụ trợ thêm nhằm đảm bảo khả xử lý hệ thống Tóm lại: Luận văn đạt số kết theo nhiệm vụ yêu cầu, nhiên hạn chế thời gian trình độ cơng nghệ chắn cịn có thiếu sót Em xin cảm góp ý Thầy Cô đồng nghiệp để chỉnh sửa cho hoàn thiện nội dung đề tài Hy vọng kết đề tài làm tài liệu tham khảo để áp dụng nhà máy bia khác - 80 - ... bia đánh giá trạng môi trường nhà máy bia Hải Dương Chương : Đánh giá giải pháp SXSH đề xuất cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Hải Dương Chương : Thiết kế cải tạo hệ thống xử lý. .. cơng nghệ sản xuất nhà máy bia Hải Dương 1.3.2 Hiện trạng nước thải Nước thải dự án bao gồm: Nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt, nước thải nhà bếp nước mưa chảy tràn Các dịng nước thải có... nước thải, có nguồn nước thải đặc trưng cho nhà máy Ví dụ: nước thải nhà máy rượu, nhà máy bia, nhà máy đồ hộp, nhà máy giấy…  Vi sinh vật có nước thải đưa vào theo phân, đất, nước tiểu mà nước