Đề xuất giải pháp phòng ngừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia việt hà tại KCN tiên sơn tỉnh bắc ninh

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Ngƣời thực LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu: “Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước thải sản xuất bia Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, Tỉnh Bắc Ninh” đƣợc hoàn thành với hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình TS Đặng Xuân Việt, ngƣời theo sát, hƣớng dẫn giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện đào tạo Sau đại học, Viện công nghệ môi trƣờng, Thầy, Cô viện quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cám ơn TS Đặng Xuân Việt toàn học viên lớp Cao học Quản lý tài nguyên môi trƣờng 12BQLMT-HY động viên, góp ý, giúp đỡ tơi trình học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trƣờng, Trung tâm Quan trắc Bảo vệ Môi trƣờng Bắc Ninh tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Ban lãnh đạo cơng ty, nhà máy bia Việt Hà tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Sau cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân bạn bè quan tâm, chia sẻ khó khăn động viên tơi q trình thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Ngƣời thực MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU .7 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 1.1 Giới thiệu ngành sản xuất bia 1.1.1 Tình hình phát triển cơng nghiệp sản xuất bia giới .9 1.1.2 Tình hình phát triển cơng nghiệp sản xuất bia Việt Nam .10 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia 11 1.2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 12 1.2.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 13 1.3 Đặc trƣng nƣớc thải sản xuất bia 17 1.3.1 Nguồn gốc nƣớc thải sản xuất 17 1.3.2 Thành phần tính chất nƣớc thải sản xuất bia .20 1.3.3 Ảnh hƣởng nƣớc thải sản xuất bia tới môi trƣờng 22 1.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bia .23 1.4.1 Các phƣơng pháp xử lý học 23 1.4.2 Các phƣơng pháp xử lý sinh học 23 1.4.3 Khử trùng nƣớc thải 27 1.4.4 Xử lý bùn 27 1.5 Một số mơ hình xử lý nƣớc thải bia đƣợc ứng dụng Việt Nam 28 CHƢƠNG II ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG NGỪA, GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG TẠI NHÀ MÁY BIA VIỆT HÀ 32 2.1 Giới thiệu chung nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn – Bắc Ninh .32 2.1.1 Khái quát Khu công nghiệp Tiên Sơn 32 2.1.2 Giới thiệu nhà máy bia Việt Hà 34 2.2 Công nghệ sản xuất nhà máy 36 2.2.1 Các loại nguyên liệu hóa chất sử dụng nhà máy 36 2.2.2 Công nghệ sản xuất nhà máy bia Việt Hà 37 2.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng nƣớc thải nhà máy bia .41 2.3.1 Nguồn gốc phát sinh tính chất nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà 41 2.3.2 Đặc tính nƣớc thải phát sinh nhà máy bia Việt Hà 41 2.3.3 Hiện trạng thu gom xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà .43 2.4 Đề xuất giải pháp phịng ngừa giảm thiểu nhiễm nhà máy bia Việt Hà .46 2.4.1 Giải pháp quản lý .46 2.4.2 Giải pháp kỹ thuật 50 CHƢƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY BIA VIỆT HÀ TẠI KCN TIÊN SƠN, BẮC NINH 52 3.1 Phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà .52 3.2 Đề xuất phƣơng án nâng cao hiệu cho hệ thống xử lý nƣớc thải Nhà máy bia Việt Hà .57 3.3 Tính tốn kiểm tra lại hạng mục cơng trình hệ thống xử lý nƣớc thải có nhà máy 59 3.3.1 Bể điều hoà .59 3.3.2 Bể UASB 60 3.3.3 Bể Aeroten (Bể xử lý hiếu khí) 61 3.3.4 Bể lắng thứ cấp 65 3.3.5 Bể tiếp xúc khử trùng 69 3.3.6 Bể nén bùn 70 3.3.7 Máy ép bùn .71 3.4 Giải pháp kỹ thuật cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải bia Việt Hà 73 3.4.1 Hố thu nƣớc thải .73 3.4.2 Bể điều hòa .73 3.4.3 Bể UASB 73 3.4.4 Bể Aeroten 73 3.4.5 Bể lắng thứ cấp 73 3.4.6 Bể nén bùn - Máy ép bùn 73 3.5 Tính chi phí đầu tƣ cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải 74 KẾT LUẬN .75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 78 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD5 Nhu cầu oxy hoá sinh học (5 ngày) BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng COD Nhu cầu oxy hố hóa học NXB Nhà xuất KCN Khu cơng nghiệp QCVN Quy chuẩn Việt nam TSS Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng XHCN Xã hội chủ nghĩa DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tiêu hao nguyên nhiên liệu nhà máy bia [14] 18 Bảng 1.2 Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải bia [15] 19 Bảng 1.3 Tính chất đặc trƣng nƣớc thải bia [18] .21 Bảng 1.4 Đặc trƣng nƣớc thải tập trung số nhà máy bia [4] 22 Bảng 1.5: Thông số nƣớc thải nhà máy bia Sabmiller [10] 28 Bảng 1.6 Thông số nƣớc thải nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi [8] 30 Bảng 1.7 Thông số nƣớc thải nhà máy bia Việt Nam [9] 31 Bảng 2.1 Chủng loại sản xuất nhà máy bia Việt Hà [7] .35 Bảng 2.2 Nhu cầu sử dụng nhiên liệu nhà máy bia Việt Hà [7] 36 Bảng 2.3 Nhu cầu sử dụng nguyên liệu nhà máy năm 2013 [7] 36 Bảng 2.4 Chất lƣợng nƣớc thải phát sinh nhà máy bia Việt Hà 42 Bảng 2.5 Chất lƣợng nƣớc thải đầu sau qua trạm xử lý nƣớc thải tập trung nhà máy bia Việt Hà 44 Bảng 2.6 Môt số giải pháp sản xuất 46 Bảng 3.1 Thông số chất lƣợng nƣớc thải hệ thống xử lý nƣớc thải 52 Bảng 3.2 Thông số nƣớc thải sau bể UASB 61 Bảng 3.3 Thông số bể Aeroten .64 Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể lắng thứ cấp 65 Bảng 3.5 Thông số bể lắng thứ cấp bể thu bùn 68 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia [14] 12 Hình 1.2 Nguồn nguyên liệu đầu vào phát thải nhà máy bia [14] .17 Hình 1.3 Bể xử lý hiếu khí [18] .24 Hình 1.4 Hệ SBR 25 Hình 1.5 Sơ đồ chế trình phân hủy kỵ khí [2] 25 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất nhà máy bia Sabmiller [10]29 Hình 1.7 Dây chuyền xử lý nƣớc thải nhà máy bia Sài Gịn – Củ Chi[8] 30 Hình 1.8 Dây chuyền xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Nam [9] 31 Hình 2.1 Tồn cảnh KCN Tiên Sơn 33 Hình 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia nhà máy bia Việt Hà [1] .40 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà có 53 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà cải tạo .58 MỞ ĐẦU Bia loại nƣớc giải khát có từ lâu đời Hiện nay, nhu cầu sử dụng bia giới Việt Nam lớn bia đƣợc sản xuất từ nguyên liệu malt, gạo, hoa houblon, nƣớc; sau trình lên men tạo thức uống giải khát, mát, bổ, có độ cồn thấp có hƣơng vị đặc trƣng… Đặc biệt, CO2 bão hịa bia có tác dụng giảm khát ngƣời uống Nhờ ƣu điểm mà bia đƣợc sử dụng rộng rãi Việt Nam nhƣ hầu hết nƣớc giới với sản lƣợng ngày tăng Công nghiệp sản xuất bia ngành sản xuất có hiệu kinh tế cao tạo nguồn thu lớn cho ngân sách Nhà nƣớc Ở nƣớc ta, cở sản xuất bia phân bố khắp nƣớc, sản lƣợng bia tạo ngày cao, kèm với lƣợng nƣớc thải phát sinh ngày lớn, nhiên phần lớn lƣợng nƣớc thải đƣợc thải trực tiếp hệ thống thoát nƣớc mà không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt nhƣ nguồn nƣớc ngầm nhiều địa phƣơng Hiện nay, tiêu chuẩn nƣớc thải tạo thành q trình sản xuất bia – 14 lít nƣớc thải/lít bia, lƣợng nƣớc thải phụ thuộc vào công nghệ loại bia sản xuất Nƣớc thải bao gồm nhiều loại đƣợc thải từ nhiều công đoạn khác trình sản xuất bia nhƣng chủ yếu từ phân xƣởng nấu, đƣờng hoá, lên men, lọc, chiết bia Dòng thải chủ yếu nƣớc rửa vệ sinh thiết bị, sàn nhà, bom, keg Nƣớc thải từ q trình sản xuất bia có chứa hàm lƣợng lớn chất lơ lửng, COD BOD5 cao, gây ô nhiễm môi trƣờng Nƣớc thải không qua xử lý dƣới tác động điều kiện môi trƣờng, vi sinh vật phân huỷ gây mùi hôi thối, làm đục, phú dƣỡng hố nguồn nƣớc, nhiễm hữu gây ảnh hƣởng đến hệ thống cống thoát, gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận, cảnh quan môi trƣờng hệ sinh thái khu vực Vì nƣớc thải cần phải đƣợc xử lý trƣớc thải nguồn tiếp nhận Tiên Sơn KCN tập trung tỉnh Bắc Ninh, đóng vai trị quan trọng việc chuyển dịch cấu kinh tế tỉnh Mặt khác, KCN đa ngành với nhiều loại hình sản xuất nhƣ: thiết bị điện, điện tử, khí đặc biệt thực phẩm Trong vài năm vừa qua, có nhiều cơng ty thực phẩm lớn đầu tƣ xây dựng nhà máy sản xuất vào KCN Tiên Sơn có nhà máy bia Việt Hà Các nhà máy sản xuất thực phẩm thải lƣợng nƣớc thải lớn có nồng độ chất ô nhiễm cao Hiện nay, nhà máy bia Việt Hà xây dựng đƣa vào vận hành trạm xử lý nƣớc thải riêng nhà máy với công suất 1200m3/ng.đ, tách biệt với trạm xử lý nƣớc thải tập trung KCN Tiên Sơn Tuy nhiên, hiệu xử lý hệ thống chƣa hiệu quả, số tiêu môi trƣờng chƣa đạt Do đó, lƣợng nƣớc thải chứa thành phần ô nhiễm xử lý chƣa đạt đƣợc xả vào kênh tiêu nƣớc xung quanh KCN làm nhiễm nguồn nƣớc khu vực Đề tài: “Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước thải sản xuất bia Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh” nhằm mục đích đánh giá trạng nhiễm mơi trƣờng nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà Từ đó, đề xuất giải pháp quản lý mơi trƣờng nâng cao hiệu xử lý môi trƣờng cho nhà máy sản xuất bia Việt Hà, góp phần vào công tác bảo vệ môi trƣờng khu vực KCN Tiên Sơn nói riêng tỉnh Bắc Ninh nói chung Luận văn gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuất bia; Chương 2: Đề xuất giải pháp phịng ngừa, giảm thiểu nhiễm môi trường nhà máy bia Việt Hà; Chương 3: Tính tốn thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh Xây dựng bể lắng có bề mặt hình vng với cạnh 10,2m, đổ bê tơng dƣới đáy bể để tạo độ dốc 10% Hố thu bùn đƣợc đặt bể tích nhỏ cặn đƣợc tháo liên tục Đƣờng kính hố thu gom bùn 20% đƣờng kính bể: 1,8m 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= 5,5 (m) Ống trung tâm: Đƣờng kính ống trung tâm: d = 20%*D = 20%*9 = 1,8 (m) Chiều cao ống trung tâm lấy 60% chiều cao vùng lắng: Ho = 60%*H = 60%*2,8 = 1,68 (m) Theo TCXD 51-84, đƣờng kính miệng phần ống loe ống trung tâm lấy 1.35 đƣờng kính ống trung tâm đƣờng kính hƣớng dịng lấy 1.3 đƣờng kính miệng phễu Góc nghiêng bề mặt hƣớng dịng với mặt phẳng ngang 17o Đƣờng kính miệng phần ống loe: dL= 1,35*d = 1,35*1,8 = 2,43 (m) Đƣờng kính chắn: dc = 1,3*dL = 1,3*2,43 = 3,2 (m) Chiều cao hắt hình nón: h'  dc 3,2 tg o  tg o (m)  140 (mm) 2 Khoảng cách hắt với miệng ống loe: a = 0,25 – 0,5 m, chọn a = 0,25m Thể tích phần chứa bùn máng thu nước bể: Thể tích phần chứa bùn: Vb = AL*hb = 60*0,8 = 48 (m3) Thời gian lƣu giữ bùn bể: tb  Vb 48   2,1(h) Qb  Qth 13,9 / 24  22,5 Kiểm tra tải trọng máng tràn: Lm  Qtb  Qth 1200  22,5   43,26(m / m.ngày)  *D  *9 66 Giá trị nằm khoảng cho phép: Ls< 500 m3/m.ngày Máng thu nƣớc đƣợc đặt vịng theo tiết diện bể, có chiều rộng 0,4m, chiều dài 8,2m, chiều cao máng: 0,4m Máng thu có hệ cƣa hình chữ V, có kích thƣớc nhƣ sau: Nhƣ hình, 1m theo chiều rộng bể có cƣa, tổng số cƣa: r = 5*4*8,2= 164 Lƣu lƣợng nƣớc qua khe: Qkhe  Qtb  Qth 1200 /( 24 * 3600 )  22,5 / 3600   1,23 *10 4 m / s r 164 Kiểm tra thơng số thiết kế bể lắng Thể tích phần lắng:       VL   B  * d  * hL   81  *1,8  * 2,8  224 (m ) 4     Thời gian lƣu nƣớc: t W 224 224    3,09 h > 1.5h Qtb.h 50 * (1   ) 50 * (1  0,45) Tính bể thu bùn: Bùn từ bể lắng II đƣợc xả vào bể thu bùn chứa bùn để bơm tuần hoàn bể Aeroten nhằm trì nồng độ bùn hoạt tính cần thiết bể, bùn dƣ đƣợc bơm qua bể nén bùn để giảm độ ẩm bùn Chọn thời gian lƣu bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn t1 = 15 phút, thể tích bùn tuần hồn bể chứa bùn: V1  Qth * t1  22,5 *15  5,6(m ) 60 Đƣờng kính ống dẫn bùn tuần hoàn: d th  * Qth x 22,5   0,089 (m)  89(mm)  * vb 3600 *  *1 Chọn ống có đƣờng kính trong: 90mm, đƣờng kính ống ngồi: 100mm 67 Kiểm tra lại vận tốc nƣớc bùn ống vb  * Qth * 22,5   1(m / s)  * d th 3600 *  * 0,090 Chọn thời gian lƣu bùn ngăn chứa bùn dƣ t2 = 6h, thể tích bùn dƣ ngăn thu bùn: V2  Qb * t  13,6 *  3,4(m ) 24 Đƣờng kính ống dẫn bùn dƣ: d bd  * Qb *13,6   0,07 (m)  70 (mm)  * vb 3600 *  *1 Chọn ống có đƣờng kính trong: 70mm, đƣờng kính ống ngồi: 80mm Kiểm tra lại vận tốc nƣớc bùn ống: vbd  * QA *13,6   1,0(m / s)  * d bd 3600 *  * 0.07 Thể tích bể chứa bùn: V = V1 + V2 = 5,6 + 3,4 = (m3) Kích thƣớc ngăn thu bùn: B x L x H = 1,5 x x 1,5(m) Bảng 3.5 Thông số bể lắng thứ cấp bể thu bùn Thơng số Giá trị Kích thƣớc bể lắng: + Cạnh vuông (m) 10,2 + Chiều cao (chiều cao xây dựng) (m) 5,5 (6) Thời gian lƣu nƣớc bể lắng (h) 3,09 Tải trọng bề mặt lắng (m3/m2.ngày) 18 Ống trung tâm: + Đƣờng kính (m) 1,8 + Chiều cao(m) 1.68 + Đƣờng kính miệng ống loe(m) 2,43 + Đƣờng kính chắn (m) 3,2 Đƣờng kính máng thu (m) 10,4 68 Kích thƣớc ngăn thu bùn: + Chiều rộng (m) 1,5 + Chiều dài (m) + Chiều cao (m) 1,5 Bơm bùn tuần hoàn (Q=0,4m3/phút, H=13m, N=5,5kW) Bơm bùn dƣ đến bể nén bùn (Q=0,1m3/phút, H=8m,N= 0,4kW) Nhận xét: Tại bể lắng thứ cấp, hiệu lắng tương đối tốt, nhiên sử dụng lâu ngày, bề mặt máng thu nước bị nhiều bùn cặn bám vào, có lượng nhỏ bùn theo dịng nước sau lắng làm giảm hiệu bể lắng 3.3.5 Bể tiếp xúc khử trùng Nƣớc thải sau qua bể lắng 2, đƣợc dẫn đến bể tiếp xúc để khử trùng dung dịch NaOCl 10% Bể tiếp xúc đƣợc thiết kế với dòng chảy qua ngăn để tạo điều kiện hoà trộn nƣớc thải với hóa chất khử trùng - Xác định lƣợng clo cần dùng: Lƣợng Clo hoạt tính cần thiết tính theo công thức: y  aQ kg / h 1000 Trong đó: a: liều lƣợng clo hoạt tính, a = g/m3 Q: lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/h y  50  0,25kg / h 1000 Lƣợng clo hoạt tính dùng cho ngày Y = 24 x y = 24 x 0,25= (kg/ngày) - Thời gian lƣu nƣớc bể: t = 30 phút - Thể tích bể: V  Qtbh  t  50  0,5  25m - 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 2m - Chiều dài bể: L= V/H*B = 25/(1,4*2) = (m) 69 - Để tăng quãng đƣờng nƣớc chảy, chia bể làm ngăn chảy theo chiều dài bể, với khoảng cách ngăn: L/5 = 9/5 = 1,8 m Nhận xét: Bể tiếp xúc Nhà máy có kích thước L x B x H = 9m x m x 1,6m (V = 28,8 m3) đáp ứng yêu cầu xử lý 3.3.6 Bể nén bùn Bùn hoạt tính dƣ với độ ẩm P = 99,2 % từ bể lắng đứng dẫn bể nén bùn độ ẩm bùn sau nén phải đạt P = 95% trƣớc chuyển tới hệ thống làm khô cặn băng tải Thời gian nén bùn: t = 10 h - Hàm lƣợng bùn hoạt tính dƣ lớn nhất: Pmax = K Pr , mg/l Trong đó: Pr - Độ tăng sinh khối bùn hoạt tính Pr = 0,8 SS + 0,3 S0 = 0,8x 36 + 0,3x 442,2 = 161,46 mg/l SS: Hàm lƣợng chất lơ lửng trƣớc đƣa vào bể Aeroten, SS =36 mg/l S0: Nồng độ BOD5 đƣa vào bể aeroten, S0= 442,2mg/l K - Hệ số khơng điều hồ tháng bùn hoạt tính dƣ, K =1,3 Pmax = K  Pr = 1,3  161,46 = 210 mg/l - Lƣu lƣợng bùn hoạt tính dƣ lớn đƣợc dẫn bể nén bùn: q max  Pmax  Q 210  1200   1,31 m /h 24  C 24  8000 Trong đó: Q - Lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/ngày Q = 1200 m3/ngày C - Nồng độ bùn hoạt tính dƣ trƣớc nén, C = 8000 g/m3 - Chiều cao phần lắng bể nén bùn đứng: H1 = 3,6  v1  t Trong đó: v1 : Tốc độ nƣớc bùn, mm/s v1 = 0,06 mm/s t : Thời gian nén bùn, t = 10  H1 = 3,6  0,06  10 = 2,16 m - Diện tích bể nén bùn: F1  qx 3,6  v1 70 Trong đó: v1: Tốc độ nƣớc bùn, mm/s v1 = 0,06 mm/s qx: Lƣợng nƣớc tối đa đƣợc tách trình nén bùn, m3/h q x  q max  P1  P2 99,2  95  1,31   1,1 m /h 100  P2 100  95 P1 : độ ẩm ban đầu bùn, P1 = 99,2% P2 : độ ẩm bùn sau nén, P2 = 95% Vậy: F1 = 1,1  5,1 m 3,6  0,06 - Diện tích ống trung tâm: F  qmax 3600 v2 Trong đó: qmax: Lƣu lƣợng tối đa bùn hoạt tính dƣ qmax = 1,31 m3/h v2: Tốc độ dịng chảy bùn ống trung tâm, m/s v2 = 0,1 m/s  F2  1,31 = 0,0036 m2 3600  0,1 Diện tích tổng cộng bể nén bùn: F = F1 + F2 = 5,1 + 0,0036 ≈ 5,1 m2 Đƣờng kính bể nén bùn là: D = 4F1   5,1  2,5 m  3,14 Đƣờng kính ống trung tâm là: D =  F2   0,0036  0,07 m  3,14 Nhận xét: Bể nén bùn Nhà máy có kích thước D = 2,7 m; chiều cao phần lắng H1 = 2,2 m; chiều cao phần nón H2 = 2m, đảm bảo yêu cầu xử lý 3.3.7 Máy ép bùn Lƣợng bùn cần ép khô tuần: Qbt = (qmax - qx) x 24 x = (1,31 – 1,1) x 24 x = 35,28 m3/tuần Máy ép lọc hoạt động tuần ngày, ngày Lƣợng bùn vào máy ép băng tải giờ: Qbh = 71 35,28 = 0,88 m3/h 8 Tỷ trọng cặn sau bể nén cặn (độ ẩm 95%) là: k  0.05 k  0,95 n Trong đó:  c : Tỷ trọng cặn độ ẩm 95%  k : tuỷ trọng cặn khô  c = 1,34  n : Tỷ trọng nƣớc  n =  0,05 0,95   pc 1,34 Pc=1,013 tấn/m3 Khối lƣợng cặn đƣa vào băng tải tuần Gbt  Qbt  c = 35,28 × 1,013 = 35,7 tấn/tuần Khối lƣợng cặn đƣa vào băng tải giờ: Gbh  Gbt 35,7 1000   892 ,5kg / h 8 8 Chọn băng tải có suất 600kg/m chiều rộng băng.h: Chiều rộng băng tải: b  892 ,5  1,5 m 600 Chọn băng tải có chiều rộng 1,5m Cặn sau đƣợc làm khô hệ thống ép băng tải, độ ẩm giảm từ 95% xuống 70% Thể tích cặn thu đƣợc sau ép là: Wck = Qbh  (100  95) 0,88  (100  95) = = 0,15 m3/h 100  70 100  70 Qua máy làm khô độ ẩm cặn lại 70%, tỉ trọng cặn: c  0,30 0,70  1,013   c =1,004 tấn/m3 Trọng lƣợng cặn với độ ẩm 70%: G = 0,15 x 1,004 x = 1,2 tấn/ngày 72 3.4 Giải pháp kỹ thuật cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải bia Việt Hà Từ thực tế nhà máy kết tính tốn trên, giải pháp kỹ thuật cải tạo, nâng cao hiệu hệ thống xử lý nước thải đề xuất cụ thể sau: 3.4.1 Hố thu nước thải - Lắp bổ sung 01 lƣới chắn rác, kích thƣớc mắt lƣới 1,5 mm - Thƣờng xuyên vệ sinh song chắn rác, vớt rác bề mặt hố thu lƣới chắn rác tối thiểu 03 ngày/lần - Lắp bổ sung 01 bơm chìm chạy luân phiên với bơm hoạt động 3.4.2 Bể điều hòa - Bổ sung hệ thống điều chỉnh pH tự động - Lắp bổ sung 01 bơm chìm chạy luân phiên với 02 bơm hoạt động 3.4.3 Bể UASB - Lắp đặt đƣờng ống phân phối nƣớc toàn bề mặt đáy bể để lƣợng nƣớc đƣợc phân phối toàn thể tích bể - Lắp đặt chắn khí, hƣớng dịng - Lắp đặt máng thu nƣớc bề mặt bể để thu nƣớc sang bể Aeroten 3.4.4 Bể Aeroten - Bổ sung hệ thống điều chỉnh pH tự động trƣớc vào bể Aeroten - Bổ sung thêm 01 máy thổi khí hoạt động luân phiên với 02 máy thổi khí có nhà máy 3.4.5 Bể lắng thứ cấp - Vệ sinh bùn bám máng thu nƣớc - Bổ sung bơm bùn tuần hồn bùn bể xử lý hiếu khí, bổ sung bơm bùn dƣ bể nén bùn 3.4.6 Bể nén bùn - Máy ép bùn - Xả hết bùn dƣ có bể - Thay vải lọc máy ép bùn 73 3.5 Tính chi phí đầu tƣ cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải Hạng mục TT Đơn Số Đơn giá Thành tiền vị lƣợng VNĐ VNĐ bể 01 120.000.000 120.000.000 01 1.500.000 1.500.000 02 50.000.000 50.000.000 02 15.00.000 30.000.000 Bộ 02 20.000.000 40.000.000 02 70.000.000 140.000.000 04 20.000.000 80.000.000 01 150.000.000 150.000.000 I Xây dựng Cải tạo bể UASB II Thiết bị, máy móc thay bổ sung Lƣới chắn rác 0,6mx0,6mx1m Bơm nƣớc thải chìm Q = 50m3/h, Tzunt – Italy Bơm bùn dƣ Q = m3/h, Ebara – Italy Bơm tuần hoàn bùn Q = 24 m3/h, Ebara – Italy Bộ đo điều chỉnh pH + cảm biến điều khiển, ALLDOS – Đức Bơm định lƣợng hóa chất 200250 l/h, OBL– Italy, khuấy, thùng chứa chịu hóa chất Máy thổi khí Q = 750 m3/h, KFM – Korea Thiết bị phản ứng hóa chất 04 4.000.000 16.000.000 Vải lọc máy ép bùn 01 1.500.000 1.500.000 10 Đƣờng ống phân phối nƣớc bể 01 20.000.000 20.000.000 UASB + Máng thu nƣớc 11 Đƣờng ống dẫn khí nén, đĩa 150.000.000 phân phối khí 12 Đƣờng ống dẫn hố chất 20.000.000 III Phí dự phịng 30.000.000 Tổng cộng 849.000.000 74 KẾT LUẬN Hiện nay, nhu cầu sử dụng bia giới Việt Nam lớn, kèm với ngành cơng nghiệp sản xuất bia ngành sản xuất có hiệu kinh tế cao tạo nguồn thu lớn Tuy nhiên, ngành sử dụng tiêu tốn tài nguyên tƣơng đối lớn, đặc biệt tài nguyên nƣớc đồng thời thải lƣợng lớn nƣớc thải q trình sản xuất mình, khơng có biện pháp quản lý xử lý hiệu gây ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng mơi trƣờng Vì đề tài “Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước thải sản xuất bia Đề xuất giải pháp phịng ngừa, giảm thiểu nhiễm môi trường thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh” nhằm mục đích đánh giá trạng ô nhiễm môi trƣờng nƣớc thải sản xuất nhà máy bia Việt Hà, phân tích, đánh giá chi tiết hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy để đƣa phƣơng hƣớng xử lý cải tạo, nâng cấp hệ thống nhằm nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải hệ thống đạt tiêu chuẩn môi trƣờng trƣớc thải vào nguồn tiếp nhận góp phần vào cơng tác bảo vệ mơi trƣờng khu vực KCN Tiên Sơn nói riêng tỉnh Bắc Ninh nói chung Đề tài đạt đƣợc số kết cụ thể nhƣ sau: - Khái quát chung công nghệ sản xuất bia - Đƣa số mơ hình xử lý nƣớc thải ngành bia Việt Nam - Phân tích, đánh giá trạng môi trƣờng nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh - Phân tích đặc trƣng thành phần nƣớc thải, trạng xử lý nƣớc thải số vấn đề gặp phải trạm xử lý nƣớc thải nhà máy từ thiết kế cải tạo hệ thống xử lý đảm bảo nƣớc thải đạt quy chuẩn mức B QCVN 40:2011/BTNMT trƣớc thải môi trƣờng Với nguồn liệu tin cậy, phân tích, đánh giá, tính tốn cụ thể, chi tiết kỹ thuật kinh tế, đề tài làm tài liệu tham khảo áp dụng loại hình xử lý tƣơng tự 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Báo cáo đánh giá tác động môi trƣờng nhà máy Bia Việt Hà, khu công nghiệp Từ Sơn, Bắc Ninh Nguyễn Phƣớc Dân, Nguyễn Thanh Hùng, Lâm Minh Triết, (2006) Xử lý nước thải đô thị công nghiệp NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Phạm Thị Diễm Mi, Lê Nguyễn Ngọc Trân, Trần Thị Cẩm Trang (2013); Tình hình sản xuất, tiêu thụ phát triển sản phẩm bia giới, trang 1117 Hiệp hội bia rƣợu, nƣớc giải khát Việt Nam – Công ty Cổ phần thông tin kinh tế đối ngoại: “Ngành Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam phát huy truyền thống hướng tới tương lại” Trịnh Xn Lai, (2000) Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB Xây dựng Nguyễn Thị Hƣờng, Bài giảng môn xử lý nước thải Nhà máy bia Việt Hà (2014), Báo cáo kết quan trắc trạng môi trường tháng đầu năm Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi (2008, 2009), Báo cáo kết quan trắc trạng môi trường Nhà máy bia Việt Nam (2009, 2010), Báo cáo kết quan trắc trạng môi trường 10 Nhà máy bia Sabmiller (2010, 2011), báo cáo kết quan trắc trạng môi trƣờng 11 Tôn Thất Lãng, (2003) Mô hình xử lý kỵ khí tốc độ cao ứng dụng xử lý nước thải 12 Lƣơng Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Tái lần thứ – NXB Hà nội 76 13 QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải sinh hoạt 14 Tài liệu hƣớng dẫn sản xuất Ngành: Sản xuất bia 15 Tổng công ty Rƣợu – Bia – Nƣớc giải khát Hà Nội, 2004, Tài liệu tổng hợp báo cáo sản lƣợng tiêu thụ bia năm 16 Nguyễn Văn Tú, Phân tích yếu tố văn hóa Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh ảnh hưởng tới marketing sản phầm bia 17 Lâm Minh Triết (2006), Xử lý nước thải thị cơng nghiệp: Tính tốn thiết kế cơng trình/ Domestic and Industrial Wastewater treament, Tái lần thứ - Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh B Tài liệu tiếng Anh 18 W Driessen and T Vereijken, “Recent Developments in Biological Treatment of Brewery Effluent”, 2-7/3/2003 C Tài liệu internet 19 Ngô Thị Nguyệt Anh, 2012, Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bia công suất 3000 m3/ngđ, Truy cập ngày 18/6/2014 từ http://lib.hpu.edu.vn/bitstream/handle/123456789/19199/26_NgoThiNguyetAnh_M T1201.pdf?sequence=1 20 Anh Tùng, STINFO Số 12/2012, Tiêu thụ 2,6 tỷ lít bia năm 2011 nữa!!!, truy cập ngày 15/5/2014 từ http://www.cesti.gov.vn/the-gioi-dulieu/bia-ruou-lien-tuc-phat-trien-mung-hay-lo.html 77 PHỤ LỤC Một số hình ảnh trạm XLNT nhà máy Kết quan trắc, phân tích chất lƣợng môi trƣờng nhà máy Các vẽ thiết kế hệ thống XLNT ban đầu nhà máy 78 Một số hình ảnh trạm XLNT nhà máy Khu vực trạm xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà Khu vực trạm xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà 79 Hiện trạng bể gom nƣớc thải Hiện trạng bể lắng nƣớc thải 80 ... Đề tài nghiên cứu: “Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước thải sản xuất bia Đề xuất giải pháp phịng ngừa, giảm thiểu nhiễm môi trường thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy. .. Đề xuất giải pháp phịng ngừa, giảm thiểu nhiễm mơi trường thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh? ?? nhằm mục đích đánh giá trạng ô nhiễm. .. sinh nhà máy bia Việt Hà 41 2.3.3 Hiện trạng thu gom xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà .43 2.4 Đề xuất giải pháp phịng ngừa giảm thiểu nhiễm nhà máy bia Việt Hà .46 2.4.1 Giải