Phần V XỬ LÝ NƯỚC THẢI
5.1. Xử lý môi trường
5.1.1 Nước thải
Đặc trưng chất lượng nước thải trong công nghiệp đường bột: - Hàm lượng các chất ô nhiếm hữu cơ cao (COD, BOD, SS) . - Khơng có hóa chất độc trong nước thải.
Phần lớn các nhà máy sản xuất có hệ thống xử lý nước thải sử dụng cơng nghệ xử lý sinh học tự nhiên theo kiểu lên men yếm khí hở (tiếp nhận cơng nghệ của Thái Lan). Cơng nghệ này có chi phí đầu tư và vận hành thấp, phù hợp với các khu vực có diện tích rộng. Tại các hệ thống này nước tự chảy từ hồ đầu tiên đến hồ cuối cùng sao cho thời gian lưu đủ để phân huỷ chất ô nhiễm trong nước thải trước khi chảy vào thuỷ vực. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ này đều hoạt động kém hiệu quả. Nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải đi vào hệ thống quá cao làm cho hệ thống bị quá tải. Đáng lưu ý là ở các hồ yếm khí dạng hở, trong q trình phân huỷ yếm khí phát sinh nhiều thành phần khí có mùi hơi gây ơ nhiễm khơng khí nghiêm trọng.
Ngồi việc áp dụng công nghệ phân huỷ sinh học tự nhiên để xử lý nước thải như trên, tại một số nhà máy khác đã áp dụng các hệ thống xử lý sinh học nhân tạo, như phương pháp bùn hoạt tính. Tuy nhiên, hiện nay hệ thống này chỉ giải quyết được khoảng 30-50% lượng nước thải của nhà máy, hệ thống thường xuyên bị sự cố quá tải. Ngồi ra chi phí vận hành điện năng hố chất quá cao.
Cách thức xử lý có hiệu quả kinh tế và mơi trường nhất hiện nay là dùng phương pháp sinh học xử lý yếm khí. Khí biogas thu hồi sẽ được quay về sử dụng cho quá trình sản xuất. Sơ đồ quy trình xử lý được mơ tả qua các bước chính như sau:
Bể điều hoà, trộn nhanh, tạo bơng cặn: Nước thải từ các q trình cơng nghệ được thu gom về đây (hay cịn gọi là bể cân bằng) để điều hồ lưu lượng và pH. Các chất rắn có kích thước lớn như vỏ khoai, lá cây, được loại bỏ nhờ song chắn rác trước đó. Khoảng 10% BOD bị loại bỏ tại cơng đoạn này. Sau khi trung hồ và được tạo bông cặn, nước thải được đưa vào bể lắng. Vôi được minh chứng là chất trung hịa kiêm tạo bơng phù hợp nhất. Thời gian lưu của nước thải ở công đoạn này trung bình là 12 giờ. Q trình xử lý hóa lý này thường sử dụng lượng vơi 600mg/l để trung hịa pH trong khoảng 5,4.
Bể lắng, bể chứa trung gian: Tại đây, các cặn rắn lơ lửng sẽ được loại bỏ nhờ trọng lực. Lượng vôi được đưa vào trong công đoạn trên có tác dụng khử trên 35% BOD và 50%SS. Hai bước này được coi là công đoạn tiên quyết trong xử lý sinh học.
Bể trộn, bể xử lý kỵ khí UASB: Trong bể UASB, nước thải chảy từ dưới lên trên qua một lớp đệm bùn yếm khí. Khoảng 70 - 80% COD được loại bỏ trong q trình này. Khí Biogas cũng sẽ được thu ở bể này. Việc tiến hành xử lý kỵ khí cũng có thể được tiến hành 2 giai đoạn nếu như diện tích đất làm hồ (bể) xử lý yếm khí khơng đủ. Nước thải sau cơng đoạn này có thể tuần hồn một phần quay lại cơng đoạn trung hịa nước thải khi bắt đầu đi vào hệ thống xử lý.
Bể xử lý sinh học SBR: Nhờ khí làm thống cung cấp vào nước ở mật độ cao và một lượng oxy cần thiết sẽ được cung cấp cho bùn hoạt tính để loại bỏ ơ nhiễm hữu cơ trong nước. Tại quá trình xử lý này, tồn bộ chất hữu cơ ơ nhiễm tải trọng thấp sẽ được sử dụng để nuôi dưỡng vi sinh vật, làm tăng sinh khối (hàm lượng biomass trong nước thải có thể lên đến 4.000mg/l). Bùn sản sinh ra trong quá trình xử lý sinh học sẽ được sử dụng làm phân bón. Khoảng 80 - 90% BOD bị loại bỏ trong q trình này.
Bể làm thống tăng cường và hồ ổn định: Bao gồm ch̃i hồ làm thống kéo dài (với mức cung cấp năng lượng ở chế độ cao) và hồ ổn định. Trong các hồ này, BOD bị loại bỏ nhờ q trình làm thống tự nhiên. Q trình phân ly cặn lơ lửng và nước thải cũng được thực hiện tại đây. Nước thải sau xử lý sẽ được thải ra.
Bùn lắng ở đáy bể lắng sẽ được thu gom vào hồ thu bùn. Bùn dư sẽ được bơm vào bể nén bùn. Tại đây, thể tích bùn sẽ được làm giảm đi nhờ quá trình nén. Quá trình này được tăng cường nhờ thiết bị cào bùn tốc độ chậm. Tại bể nén bùn, hàm lượng chất khơ đạt 2,5%. Sau đó được nén, bùn dư được tiếp tục khử nước nhờ sân phơi hoặc máy lọc ép. Bùn khô được nâng hàm lượng chất khô lên 25% và sử dụng để làm phân bón.
Cơng đoạn này cũng có thể được thay thế bằng q trình xử lý với bùn hoạt tính hoặc hồ ni cá. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải được thể hiện trong hình 3.
Hình 3: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải
Lưu ý:
- Việc xử lý hóa chất với phèn, clorua sắt, sunphat sắt cũng đạt được hiệu suất khử BOD trong khoảng 38-40%. Tuy nhiên, chi phí vận hành với hóa chất này cao, khơng có khả năng thu hồi lại hóa chất và q trình xử lý tạo bùn khó thải bỏ. Do đó các loại hóa chất này thường khơng được xem xét là hóa chất thay thế trong việc xử lý.
- Hệ thống xử lý nước thải tối ưu được khuyến nghị là hệ thống gồm các cơng đoạn theo trình tự điều hịa, trung hịa, hệ thống xử lý yếm khí hai bậc (anaerobic
two stage fixed film fixed bed reactor system) và hồ nuôi cá. Giải pháp này giảm các thông số nước thải đến tiêu chuẩn cho phép, thu hồi khí biogas, có thêm nguồn thu từ cá và thậm chí cả bùn hoạt tính và bùn từ hồ ni cá.
5.1.2 Khí thải
5.1.2.1 Ơ nhiễm bụi tại kho tập kết nguyên liệu
Tại khu vực tập kết ngun liệu thường địi hỏi phải có mặt bằng rộng để xe xúc nguyên liệu ra vào dễ dàng, đưa nguyên liệu từ bãi chứa đến công đoạn xử lý nguyên liệu. Vì vậy, khả năng phát tán bụi đất, cát tại khu vực này là thường xảy ra. Do đây là nguồn ô nhiễm phân tán bụi nên cần áp dụng biện pháp phun nước thường xuyên tại khu vực bãi chứa nguyên liệu và khu vực xe tải ra vào.
5.1.2.2 Ô nhiễm khí do vận hành lị hơi
Khí thải phát sinh từ lị hơi sẽ được dẫn vào thiết bị hấp thụ theo hướng từ dưới đi lên, tiếp xúc với dung dịch hấp thụ (nước hoặc dung dịch NaOH loãng) đi từ trên xuống bằng vịi phun. Trong q trình tiếp xúc giữa hai pha khí và lỏng, các chất ơ nhiễm và bụi có trong khí thải sẽ được hồ tan vào dung dịch hấp thụ và rơi xuống dưới bể chứa phía dưới. Tại bể chứa, phần lớn dung dịch hấp thụ được thu hồi và tái sử dụng tuần hoàn. Định kỳ, dung dịch trong bể chứa sẽ được lọc bằng túi lọc, phần cặn rắn sau lọc sẽ được đem đi xử lý chung với chất thải rắn, nước sau lọc sẽ được bơm về bể chứa để tái sử dụng. Dung dịch hấp thụ hao hụt sẽ được bổ sung định kỳ.
Khí thải sau khi được hấp thụ sẽ đi qua bộ phận khử mùi (nhằm loại bỏ lượng hơi nước cịn sót lại) và thải ra ngồi mơi trường qua ống khói thải.
5.1.3 Bã thải rắn
khống chế:
- Vỏ và phế phẩm được bán hoàn toàn cho các cơ sở chế biến thức ăn gia súc tại khu vực và các vùng lân cận khác (hiện nay chủ đầu tư đã tìm được nguồn tiêu thụ).các cơ sở chế biến thức ăn gia súc.
- Bao PP bị hỏng được thu gom và bán phế liệu.
- Rác thải khác không nhiều, cũng được thu gom, vận chuyển và xử lý cùng với rác thải sinh hoạt theo quy định chung của địa phương.
5.2. Ưu, nhược điểm công nghệ xử lý nước thải
5.2.1. Ưu điểm
Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn nước thải
Nồng độ các chất sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hiện hành
Diện tích đất sử dụng tối thiểu
Cơng trình thiết kế dạng modul, dễ sử dụng, nâng công suất xử lý
5.2.2. Nhược điểm
• Nhân viên vận hành cần được đào tạo về chun mơn
• Chất lượng nước thải sau xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu một trong những cơng trình đơn vị trong trạm khơng được vận hành đúng yêu cầu kĩ thuật. • triệt để, nước thải đầu ra đạt quy chẩn hiện hành với công nghệ tiên tiến, chi
phí vận hành đầu tư ban đầu thấp,vận hành đơn giản.
6.1. Vốn đầu tư cho tài sản cố định6.1.1. Vốn xây dựng nhà máy 6.1.1. Vốn xây dựng nhà máy 6.1.1.1 Vốn xây dựng các cơng trình chính: ST T Tên cơng trình Diện tích (m2) Đơngiá (106đ/m2 ) Thành tiền (106 đ )
1 Phân xưởng sản xuất chính 2700 5 13500
2 Phòng bảo vệ (2) 18(9*2) 2 36
3 Khu hành chính 171 5,5 940,5
4 Nhà ăn 280 2 560
5 Kho thành phẩm 500 3,5 1750
6 Kho nguyên vật liệu 450 3,5 1575
7 Trạm điện 25(5*5) 2 50
8 Khu xử lí nước thải 192 2 384
9 Phân xưởng cơ khí 63 4 252
10 Kho hóa chất, nhiên liệu(vật tư kĩ thuật) 40 3,5 140
11 kho phế liệu 126 2,5 315
12 hành lang, đường cây 500 2,5 1250
13 dự trù mở rộng sản xuất 1000
14 Khu cung cấp nước và xử lí nước 180 4 720
15 phịng y tế 20 4 80
16 Nhà xe (2 ) 250 1,5 375
Tổng V1 =22119,5
6.1.1.2 Vốn đầu tư xây dựng các cơng trình phụ:
Tường bao + hè đường + cống rãnh,… = 30% V1 Chi phí thăm dị thiết kế: lấy 1% V1
6.1.1.3 Tổng vốn đầu tư xây dựng của nhà máy:
V1’ = V1 + 0,3V1 + 0,1V1 = 1,4V1 = 1,4 × 22119,5× 106 = 30967,3× 106 (đ) Khấu hao xây dựng: lấy 5% V1’
Hxd = 0,05 × 30967,3 × 106 = 1548,365 × 106 (đ)
6.1.2. Vốn đầu tư cho máy móc, thiết bị
6.1.2.1 Vốn mua thiết bị chính:
ST
T Tên thiết bị Số lượng
Đơn giá (106đ/cái) Thành tiền (106 đ) 1 Băng tải 9 8 72 2 Thiết bị rửa 3 194 582 3 Máy cắt vỏ 3 92 276 4 Cắt khúc 3 45 134 5 Máy hấp 5 65 325
6 Máy sấy băng tải nhiều tầng 1 650 650
7 Máy phát điện 1 1200 1200
8 Máy biến áp 1 230 230
9 Hệ thống xử lý nước 1 400 400
11 Máy móc phịng thí nghiệm 1 1650 1650
12 TỔNG 5599
Chi phí lắp đặt: 25%V2 Chi phí vận chuyển: 5%V2
Tiền mua thiết bị phụ, dụng cụ sản xuất, sinh hoạt: 20%V2
6.1.2.2 Tổng vốn đầu tư cho thiết bị
V’2= V2 + 0,25V2 + 0,05V2 + 0,2V2 = 1,5V2 = 8398,5*106(đ)
Khấu hao: 10%V’2 = 0,1* 1,5V2 = 0,15V2 = 0,15*5599*106= 839,85*106( đ/năm)
6.1.2.3 TỔNG VỐN ĐẦU TƯ CHO TÀI SẢN CỐ ĐỊNH:
V1’ + V2’ + Vtđ = 30967,3* 106 (đ) + 8398,5*106(đ) + 604,8*106 (đ) = 39970,8*106(đ)
6.2. Vốn lưu động
6.2.1. Lương_ thưởng … CPlt = 9193,1*106(đ/năm)
6.2.2. Mua nguyên liệu khoai: CPnl = 13300*16*305*9500= 616588*10^6 ( đ/năm)
6.2.3. Với mức thuế VAT là 10% thì số tiền điện cần trả cho 1 năm của nhà máy là: 305*( 5 122.470,308 + 5 122 470,308 x 10%) = 1718,6*10^6(vnđ)
6.2.4. Số tiền phải chi trả cho lượng nước cần sử dụng trong 1 năm là: 305*(875 x 9600 + 875 x 9600 x 10%) = 8918,2*10^6(đồng)
Giá than 1,56 triệu đồng/tấn
Chi phí cho nhiên liệu là: 1,56*1077,495= 1680,8922*10^6 (đồng) 6.2.5. Chi phí khác: 5% TCP
TC= CPLT+ CPNgL + CPĐN + CPNhL + Chi phí khác
TC = 9193,1*106 + 3,0*1011 + 1,11*1011 + 3,77*109+0,05*(9193,1*106 + 3,0*1011 + 1,11*1011 + 3,77*109)
TC = 4,451613*1011(đ/năm)
6.3. Tính giá thành sản phẩm và thời gian thu hồi vốn:
6.3.1. Khối lượng khoai lang sấy sản xuất trong 1 năm:
= 4043,3(tấn)*16*305 = 19731,304(tấn/năm)
Giá một đơn vị sản phẩm= (khấu hao tài sản cố định+ vốn lưu động)/số lượng khoai lang sấy
6.3.2. Khấu hao tài sản cố định
= 839,85*106 + 1548,365*106 = 2388,215*10^6 TC = 4,451613*1011(đ/năm)
Giá sản phẩm =2388,215*106(đ/năm)+4,451613*1011(đ/năm)/(19731304) (kg/năm)=22682.21 (đ/kg)
Các chi phí cho vận chuyển, chiết khấu cho nhà phân phối, …. Chiếm 10% giá bán Do đó giá bán 1đơn vị sản phẩm = 22682,21*1,1 = 24950 (đ/kg)
6.3.3. Doanh thu của nhà máy
= 26000(đ/kg)* 19731304 = 513013904*10^3(đ)
Doanh thu thuần= doanh thu nhà máy – vốn lưu động- khấu hao tài sản cố định Doanh thu= 513013904*10^3-(4,451613*1011 +2388,215*10^6)=
65464479*10^3(đ)
Lợi nhuận = doanh thu- doanh thu*thuế doanh nghiệp = 65464479*10^3- 65464479*10^3*0,25 = 49100*10^6(đ)
Thời gian thu hồi vốn = vốn cố định/ lợi nhuận = 39970,8*106/49100*10^6= 0,814 (năm) = 10 tháng
KẾT LUẬN
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Xuân Bang, nhóm chúng em đã hồn thành “Đồ án thiết kế nhà máy
sản khoai lang sấy với công suất 20 000 tấn /năm”
Sau khi hoàn thành xong đồ án, chúng em đã biết được hướng đi cụ thể để thiết kế một nhà máy sản xuất bánh là như thế nào. Mặc khác giúp chúng em củng cố được nhiều kiến thức về chuyên ngành hơn.
Tuy nhiên với nguồn tài liệu còn hạn hẹp và thiếu kinh nghiệm thực tế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót. Do đó, chúng em rất mong được sự chỉ dẫn của các thầy giáo và những ý kiến đóng góp của các bạn trong q trình bảo vệ để đồ án được hoàn thiện hơn và được ứng dụng trong thực tế, đồng thời củng cố kiến thức cho chúng em khi đi làm.
Tài liệu tham khảo
1. Kỹ thuật chế biến lương thực, tập 2- ĐH Bách Khoa Hà Nội- NXB Khoa học kỹ thuật – Bùi Đức Hợi (Chủ biên)…
2. Sách Thiết Kế Nhà Máy.Trường Đại Học Công Nghiệp TP. HCM. Trung Tâm Máy – Thiết Bị. Xuất bản 2009.
3. Hóa học thực phẩm – NXB Khoa học kỹ thuật- Lê Ngọc Tú (Chủ biên) 4. Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm. Đại học bách khoa
năm 1999
5. TS.Lâm Xuân Thanh - Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
6. Kỹ thuật và công nghệ sấy các sản phẩm thực phẩm - Nguyễn Thọ (1991) 7. Kỹ thuật sấy nông sản - Trần Văn Phú (1991) – NXB Khoa học kỹ thuật Hà
Nội
8. Tính tốn và thiết kế hệ thống sấy - Trần Văn Phú – NXB Giáo dục, 2002 9. Kỹ thuật sấy - Hoàng Văn Chước – NXB Khoa học kỹ thuật, 1993
10. http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-tinh-toan-thiet-ke-may-say-xoai-lat-
21290/
11. http://tailieu.vn/doc/tieu-luan-thiet-bi-say-bang-tai-175014.html
12. http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-thiet-ke-nha-may-san-xuat-ca-phe-nhan-