2.5.1. Nhà máy bia Sài Gịn – Củ Chi:
Nhà máy bia Sài Gịn – Củ Chi thuộc Tổng Cơng ty Sabeco, tọa lạc tại KCN Tây Bắc Củ Chi, cĩ cơng suất sản xuất đến tháng 12/2008 là 180 triệu lít bia/năm.
Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy được xây dựng với lưu lượng thiết kế đáp ứng xử lý nước thải cho nhà máy trong cả ba giai đoạn sản xuất: Qtb = 4500 m3/ngày. Nước thải sau xử lý đạt loại A , TCVN 5945 – 2005.
Bảng 2.1 Thơng số nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Củ Chi
STT Chất ơ nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình
1 pH - 6.5 – 7 2 Nhiệt độ 0C 35 – 40 3 COD mg/l 2.000 4 BOD5 mg/l 1.000 5 NH4 mg/l 8 – 10 6 PO4 mg/l 10
Hình 2.12 Dây chuyền xử lý nước thải Sài Gịn – Củ Chi Ưu điểm:
Xử lý được nước thải cĩ tải lượng chất hữu cơ cao.
Nước sau xử lý đạt quy chuẩn cho phép.
Lượng bùn tạo ra ít, thu được khí biogas cĩ giá trị kinh tế.
Nhược điểm:
Người vận hành cần cĩ trình độ nhất định.
Thời gian xử lý lâu.
Cần cĩ thời gian thích nghi trong các bể xử lý sinh học.
Nhà máy bia Sabmiller tọa lạc tại lơ A, khu cơng nghiệp Mỹ Phước 2, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương. Nhà máy cĩ tổng diện tích khuơn viên là 398.475m2, trong đĩ phần diện tích đất sử dụng khoảng 80.000m2, diện tích khu xử lý nước thải: 2000m2.
Hệ thống xử lý nước thải được đưa vào hoạt động vào tháng 1/2007 với lưu lượng thiết kế: 2.400m3/ngày, nguồn thải đạt loại A, TCVN 5945 – 2005.
Bảng 2.2 Thơng số nước thải nhà máy bia Sabmiller
STT Chất ơ nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình
1 pH - 5 – 12 2 Nhiệt độ 0C 35 3 BOD5 mg/l 1.700 4 COD mg/l 2.500 5 TSS mg/l 800 6 N tổng mg/l 36 7 P tổng mg/l 15
2.5.3. Đánh giá kết quả xử lý nước thải bia:
Áp dụng cả 2 loại bể Aeroten và UASB và xử lý sinh học, chọn xử lý UASB trước vì : Hàm lượng BOD5 trong nước thải ban đầu cao, phù hợp với xử lý kị khí. Trong phân hủy kị khí phần lớn các chất hữu cơ được phân hủy thành các chất khí bởi vậy lượng bùn phát sinh nhỏ. Bùn phát sinh do phân hủy kị khí nhầy hơn, dễ dàng tách nước hơn so với bùn hiếu khí. Do nhược điểm của bể UASB nên ta sử dụng bể Aeroten để xử lý tiếp theo. Để xử lý triệt để lượng BOD và Nito tổng mà bể UASB khơng làm được. Do cơng đoạn xử lý bằng bể UASB đã giảm cơ bản hàm lượng chất hữu cơ nên cũng khắc phục được hạn chế của xử lý hiếu khí bằng bể Aeroten là lượng bùn phát sinh giảm đáng kể. Vì thế nước thải sản xuất bia được xử lý triệt để hơn.
Nhà máy bia Việt Nam (VBL):
Nhà máy bia Việt Nam hoạt động với cơng suất sản xuất là 150 triệu lít/năm. Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế hiện đại và xử lý cho cả nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt.
Lưu lượng nước thải hiện tại là 2.600m3/ngày, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 – 2005 và được xả ra rạch Bàu Cát.
Bảng 2.3 Thơng số nước thải nhà máy bia Việt Nam
STT Chất ơ nhiễm Đơn vị Nồng độ trung bình
1 pH - 5 – 11 2 Nhiệt độ 0C 36 – 40 3 TSS mg/l 378 4 COD mg/l 1712 5 BOD5 mg/l 1.000 6 N tổng mg/l 10.5 7 P tổng mg/l 3.95
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1. ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ
3.1.1. Nguyên tắc lựa chọn cơng nghệ
Cơng nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn thải.
Cơng nghệ đảm bảo mức an tồn cao trong trường hợp cĩ sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm.
Cơng nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, cĩ tính ổn định cao, vốn đầu tư kinh phí tối ưu.
Cơng nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và cĩ khả năng sử dụng trong một thời gian dài.
Ngồi ra cịn phải chú ý đến:
+ Lưu lượng thành phần nước cần xử lý. + Tính chất nước thải sau xử lý.
+ Điều kiện thực tế vận hành, xây dựng. + Khả năng đầu tư.
3.1.2. Các thơng số đầu vào và chỉ tiêu đầu ra của nước thải
Lưu lượng nước thải 1000 m3/ngày đêm.
Bảng 3.1 Nồng độ nước thải đầu vào và đầu ra của Nhà máy Bia Sài Gịn – Ninh Thuận
STT Thơng số Đơn vị Giá trị
QCVN 40 : 2011/ BTNMT Cột B Đánh giá 1 pH – 10 6 – 9 Xử lý 2 COD mg/l 2300 150 Xử lý 3 BOD5 mg/l 1400 50 Xử lý 4 SS mg/l 300 100 Xử lý 5 Tổng Nitơ mg/l 75 40 Xử lý 6 Tổng Photpho mg/l 16 6 Xử lý 7 Coliform mg/l 10000 1000 Xử lý
(Nguồn: DTM Nhà máy Bia Sài Gịn – Ninh Thuận). Dựa vào bảng số liệu cĩ thể thấy các chỉ tiêu như pH, COD, BOD5, TSS, tổng nito, tổng phốt pho, Coliform, đều vượt cao so với QCVN 40:2011/BTNMT cột B và cần được xử lý.
Nhận xét:
Với chất lượng nước thải như trên ta thấy : hệ thống cần xử lý chủ yếu là pH, COD, BOD5, TSS, tổng nito, tổng phốt pho, Coliform.
3.1.3. Yêu cầu về chất lượng nước thải
Dựa vào QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải cơng nghiệp. Cĩ hiệu lực thi hành từ ngày 15 tháng 2 năm 2012.
Giá trị C của các thơng số ơ nhiễm trong nước thải được quy định tại bảng 4.2 (Bảng 1 của QCVN 40:2011/BTNMT)
Bảng 3.2 Giá trị C của các thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp
TT Thơng số Đơn vị Giá trị C
A B 1 Nhiệt độ oC 40 40 2 Màu Pt/Co 50 150 3 pH - 6 đến 9 5,5 đến 9 4 BOD5 (20oC) mg/l 30 50 5 COD mg/l 75 150 6 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 7 Asen mg/l 0,05 0,1 8 Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 9 Chì mg/l 0,1 0,5 10 Cadimi mg/l 0,05 0,1 11 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 12 Crom (III) mg/l 0,2 1 13 Đồng mg/l 2 2 14 Kẽm mg/l 3 3 15 Niken mg/l 0,2 0,5
16 Mangan mg/l 0,5 1 17 Sắt mg/l 1 5 18 Tổng xianua mg/l 0,07 0,1 19 Tổng phenol mg/l 0,1 0,5 20 Tổng dầu mỡ khống mg/l 5 10 21 Sunfua mg/l 0,2 0,5 22 Florua mg/l 5 10 23 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10 24 Tổng nitơ mg/l 20 40 25 Tổng phốt pho (tính theo P ) mg/l 4 6 26 Clorua(khơng áp dụng khi xả vào nguồn nước mặn,
nước lợ)
mg/l 500 1000
27 Clo dư mg/l 1 2
28 Tổng hố chất bảo vệ thực
vật clo hữu cơ mg/l 0,05 0,1
29 Tổng hố chất bảo vệ thực
vật phốt pho hữu cơ mg/l 0,3 1
30 Tổng PCB mg/l 0,003 0,01
31 Coliform vi
khuẩn/100ml 3000 5000
32 Tổng hoạt độ phĩng xạ α Bq/l 0,1 0,1
33 Tổng hoạt độ phĩng xạ β Bq/l 1,0 1,0
Cột A Bảng 1 quy định giá trị C của các thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;
Cột B Bảng 1 quy định giá trị C của các thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp khi xả vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;
Mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận nước thải được xác định tại khu vực tiếp nhận nước thải.
Giá trị tối đa cho phép của các thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải được tính tốn như sau:
Trong đĩ:
Cmax là giá trị tối đa cho phép của thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải.
C là giá trị của thơng số ơ nhiễm trong nước thải cơng nghiệp quy định tại bảng 4.1. Kq là hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định tại mục ứng với lưu lượng dịng chảy của sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích của hồ, ao, đầm.
Kf là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.4 ứng với tổng lưu lượng nước thải của các cơ sở cơng nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải.
Bảng 3.3 Hệ số Kq ứng với lưu lượng dịng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải là sơng, suối, khe, rạch, kênh, mương
Lưu lượng dịng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải (Q) Đơn vị tính: mét khối/giây (m3/s) Hệ số Kq Q ≤ 50 0,9 50 < Q ≤ 200 1 200 < Q ≤ 500 1,1 Q > 500 1,2
Q được tính theo giá trị trung bình lưu lượng dịng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải 03 tháng khơ kiệt nhất trong 03 năm liên tiếp (số liệu của cơ quan Khí tượng Thuỷ văn).
Bảng 3.4 Hệ số Kqứng với dung tích của nguồn tiếp nhận nước thải là hồ, ao, đầm Dung tích nguồn tiếp nhận nước thải
(V) Đơn vị tính: mét khối (m3) Hệ số Kq V ≤ 10 x 106 0,6 10 x 106< V ≤ 100 x 106 0,8 V > 100 x 106 1,0
V được tính theo giá trị trung bình dung tích của hồ, ao, đầm tiếp nhận nước thải 03 tháng khơ kiệt nhất trong 03 năm liên tiếp (số liệu của cơ quan Khí tượng Thuỷ văn). Khi nguồn tiếpnhận nước thải khơng cĩ số liệu về lưu lượng dịng chảy của sơng, suối, khe, rạch, kênh, mương thì áp dụng Kq = 0,9; hồ, ao, đầm khơng cĩ số liệu về dung tích thì áp dụng Kết quả = 0,6.
Bảng 3.5 Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf
Lưu lượng nguồn thải (F)
Đơn vị tính: mét khối/ngày đêm (m3/24h) Hệ số Kf
F ≤ 50 1,2
50 < F ≤ 500 1,1
500 < F ≤ 5.000 1,0
F > 5.000 0,9
Theo bảng 4.5 và cĩ F = 1000 m3/ngày.đêm, ta chọn hệ số Kf = 1.
Nước thải sau xử lý sẽ được đưa đến trạm xử lý nước thải tập trung của Khu cơng nghiệp (KCN) Hịa Hiệp cĩ cơng suất 6.000m3/ngày đêm. Do khơng cĩ số liệu về lưu lượng dịng nước chảy của sơng, suối, rạch, kênh, mương nên ta áp dụng Kq = 0,9. Vậy giá trị tối đa cho phép của thơng số COD, BOD5, TSS, TN, TP khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải lần lượt là:
CCODmax = 150 × 1 × 0,9 = 135 mg/l
CBOD5max = 50 × 1 × 0,9 = 49,5 mg/l
CTSSmax = 100 × 1 × 0,9 = 90 mg/l
CTSSmax = 40 × 1 × 0,9 = 36 mg/l
3.1.4. Đề xuất sơ đồ cơng nghệ a. Phương án 1 a. Phương án 1
Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ của phương án 1. Chú thích:
Đường đi vào của nước thải : Đường đi của bùn:
Đường đi của khí:
Đường nước sau tách bùn:
Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ lựa chọn:
Nước thải từ các cơng đoạn sản xuất được dẫn qua song chắn rác. Song chắn rác thường được đặt ở cửa vào kênh dẫn làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thơ cĩ trong nước thải .
Sau đĩ nước thải được dẫn đến bể thu gom để tập trung tồn bộ lượng nước thải và đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an tồn.
Do lưu lượng và tính chất nước thải ở mỗi thời điểm là khơng giống nhau, vì vậy để đảm bảo hiệu suất xử lý cho cơng trình phía sau thì nước thải được bơm vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ.
Máy thổi khí sẽ cấp khí vào bể để hịa trộn đều nước thải, hạn chế quá trình yếm khí xảy ra gây mùi khĩ chịu, ngăn chặn hiện tượng lắng cặn xuống đáy bể. Tại bể điều hịa cĩ hệ thống điều chỉnh pH tự động để điều chỉnh pH ổn định trong khoảng 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào xử lý sinh học.
Sau đĩ, nước thải được dẫn sang bể lắng I. Bể lắng cĩ nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước để giảm hàm lượng chất ơ nhiễm nhằm tạo điều kiện thuận lợi để xử lý cho các cơng trình ở phía sau và giảm chi phí xử lý. Tại đây các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn sẽ được lắng xuống đáy, bùn được thu gom bằng thanh gạt bùn được đặt ở đáy bể lắng được chuyển động bằng động cơ đặt trên ống trung tâm bể. Các chất cĩ tỷ trọng nhẹ hơn sẽ được nổi trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn tập trung tại hố ga đặt ở bên ngồi bể. Sau đĩ nước thải được bơm lên bể điều hịa.
Sau đĩ nước thải tiếp tục được đưa vào bể UASB (với điều kiện nước thải đầu vào cĩ COD > 100mg/l và khi COD > 5000 mg/l cần pha lỗng nước thải đầu vào hoặc tuần hồn nước thải đầu ra, SS < 200 mg/l). Tại đây, khâu xử lý chính được bắt đầu. Tại bể UASB, các chất hữu cơ phức tạp dễ phân hủy sinh học sẽ bị phân hủy, biến đổi thành các chất hữu cơ đơn giản đồng thời sinh ra một số khí như: CO2, SO2, CH4… Nước thải sau khi qua bể này sẽ giảm một lượng đáng kể BOD5 và một phần COD.
Sau đĩ nước thải lại được dẫn sang bể Anoxic để khử nito và phốt pho. Rồi được dẫn sang bể Aerotank.
Tại bể Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ khơng khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây các vi sinh vật ở dạng hiếu khí ( bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các
chất hữu cơ cịn lại trong nước thải thành các chất vơ cơ ở dạng đơn giản như: CO2, H2O…. Nước thải sau đĩ một phần sẽ được tuần hồn về bể Anoxic, một phần tiếp tục chảy sang bể lắng II.
Nước thải được dẫn qua bể lắng II để loại bỏ các bơng bùn được hình thành trong quá trình sinh học lắng xuống đáy. Bùn sinh ra một phần được tuần hồn lại bể Anoxic, một phần cịn lại được bơm đến bể nén bùn cùng với bùn thải từ bể lắng I và UASB. Sau đĩ, để giảm nồng độ chất ơ nhiễm cịn lại nước thải được cho qua bể khử trùng dùng hĩa chất là clo rồi đưa ra nguồn tiếp nhận.
Bảng 3.6 Bảng hiệu suất các cơng trình trong sơ đồ cơng nghệ của phương án 1
Cơng trình COD BOD SS Tổng
Nitơ Tổng phốtpho Colifom Song chắn rác C (mg/l) 2300 1400 300 75 16 10000 H (%) 10 10 10 0 0 0 Bể thu gom C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 0 0 0 0 0 0 Bể điều hịa C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 5 5 0 0 0 0 Bể lắng I C (mg/l) 1996,5 1197 270 75 16 10000 H (%) 25 25 50 0 0 0 Bể UASB C (mg/l) 1497,4 897,8 135 75 16 10000 H (%) 70 75 0 COD:N:P=350:5:1 0 Bể Anoxic C (mg/l) 449,2 224,5 135 60 13 10000 H (%) 15 10 0 80 0 0 Bể Aerotank C (mg/l) 381,8 202 135 12 13 10000 H (%) 80 80 0 COD:N:P=150:5:1 0 Bể lắng II C (mg/l) 76,2 40,4 135 1,82 11 10000 H (%) 0 0 65 0 60 0 Bể khử trùng C (mg/l) 76,2 40,4 47,3 1,82 4,4 10000 H (%) 0 0 0 0 0 95 Nguồn tiếp nhận C (mg/l) 76,2 40,4 47,3 1,82 4,4 500 Hiệu suất tổng H (%) 96,7 97,1 84,2 97,6 72,5 95 Cmax C (mg/l) 135 49,5 90 36 5,4 1000
Tính tốn lượng N, P của quá trình kị khí ( Bể UASB)
Ta cĩ tỷ lệ: COD : N : P = 350:5:1
M = 1497,4 × 70 % = 1048,18 (mg/l) Như vậy lượng Nito cần cung cấp: N = 1048,18
350 × 5 = 15 mg/l Lượng Nito dư sau bể UASB: N dư = 75 – 15 = 60 (mg/l) Hiệu suất xử lý N:
H% = 15
75× 100 = 20%
Lượng Photpho cần cung cấp: P = 1048,18
350 = 3 (mg/l)
Lượng Photpho dư sau bể UASB: P dư = 16 – 3 = 13 (mg/l)
Hiệu suất xử lý P: H% = 3
16× 100 = 18,75%
Tính tốn lượng N, P của quá trình hiếu khí (Bể Aerotank)
Ta cĩ tỷ lệ: COD : N : P = 150:5:1
Lượng COD được các vi sinh vật chuyển hĩa thành khí: