ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia công suất 100 triệu lítnăm

MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu chung về ngành bia: Sản xuất bia là ngành đồ uống nên trong quá trình sản xuất phải sử dụng rất nhiều nước. Nguyên liệu cho sản xuất bia bao gồm malt, gạo. Nguyên liệu này được nghiền nhỏ sau đó đưa vào chế biến dịch đường. Trong quá trình nấu, nước được sử dụng nhiều cho nấu, cung cấp cho lò hơi để sản xuất hơi nước phục vụ cho công nghệ; nước dùng làm mát các máy móc thiết bị. Nước dùng trong các quá trình sản xuất để chuyển thành sản phẩm hoặc dùng ở dạng hơi thì hầu như không bị thải bỏ hoặc thải rất ít. Nước thải trong sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ quá trình rửa, vệ sinh máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng; chủ yếu tập trung ở các khu vực lên men, lọc bia và chiết sản phẩm. Với đặc thù của sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa và vệ sinh khá lớn. Thực tế cho thấy, đặc tính chung của nước thải trong sản xuất bia là chứa nhiều chất gây ô nhiễm với chủ yếu các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo, chất rắn ở dạng lắng và lơ lửng; một số chất vô cơ hòa tan, hợp chất nitơ và phốt pho. Tất cả các chất gây ô nhiễm có trong nước thải đều từ các thành phần như bã malt, cặn lắng trong dịch đường lên men, các hạt trợ lọc trong khâu lọc bia, xác men thải khi rửa thùng lên men, bia thất thoát cùng nước thải trong khâu chiết và khâu làm nguội chai sau khi thanh trùng. Nước thải bia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinh học nên có màu nâu thẫm. Nước thải một số bộ phận có độ pH khác nhau nhiều, thường nước thải quá trình lên men có tính axít, nước thải rửa chai có tính kiềm. Hàm lượng ôxy hòa tan trong nước thải của nhà máy bia rất thấp. Nhu cầu ôxy sinh học BOD và hóa học COD đều rất cao vượt quá tiêu chuẩn thải nhiều lần (COD hàm lượng 6002500mgl; BOD5 hàm lượng 3101500mgl), trung bình lớn hơn 10 lần tiêu chuẩn cho phép. Các giá trị BOD và COD thường thay đổi theo thời gian trong ngày. Các giá trị cao là vào thời điểm xả nước rửa bã nồi nấu và thùng lên men. Với các chỉ số gây ô nhiễm như trên và hệ thống xử lý nước không đảm bảo nên chất lượng nước thải sau khi xử lý không đạt tiêu chuẩn thải. Nước thải chảy theo cống thoát nước thải riêng của nhà máy sau đó chảy vào cống thoát nước chung của khu vực gây ảnh hưởng ô nhiễm môi trường. Do đó, việc tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia là vấn đề cấp thiết cho quá trình phát triển ngành sản xuất thức uống của Việt Nam hiện nay.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Họ và tên: Mai Thị Hiền Số hiệu sinh viên: 20071073

Lớp: Kỹ thuật môi trường Khoá: 52

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Ngành: Kỹ thuật môi trường

1.Đầu đề thiết kế

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia công suất 100 triệu lít/năm

2 Các số liệu ban đầu

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án chuyên ngành:

7 Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành:

Hà Nội, ngày tháng năm

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

1

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu chung về ngành bia:

Sản xuất bia là ngành đồ uống nên trong quá trình sản xuất phải sử dụng rấtnhiều nước Nguyên liệu cho sản xuất bia bao gồm malt, gạo Nguyên liệu này đượcnghiền nhỏ sau đó đưa vào chế biến dịch đường Trong quá trình nấu, nước được sửdụng nhiều cho nấu, cung cấp cho lò hơi để sản xuất hơi nước phục vụ cho công nghệ;nước dùng làm mát các máy móc thiết bị Nước dùng trong các quá trình sản xuất đểchuyển thành sản phẩm hoặc dùng ở dạng hơi thì hầu như không bị thải bỏ hoặc thảirất ít Nước thải trong sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ quá trình rửa, vệ sinh máy mócthiết bị và vệ sinh nhà xưởng; chủ yếu tập trung ở các khu vực lên men, lọc bia vàchiết sản phẩm Với đặc thù của sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa và

vệ sinh khá lớn Thực tế cho thấy, đặc tính chung của nước thải trong sản xuất bia làchứa nhiều chất gây ô nhiễm với chủ yếu các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo, chấtrắn ở dạng lắng và lơ lửng; một số chất vô cơ hòa tan, hợp chất nitơ và phốt pho Tất

cả các chất gây ô nhiễm có trong nước thải đều từ các thành phần như bã malt, cặnlắng trong dịch đường lên men, các hạt trợ lọc trong khâu lọc bia, xác men thải khi rửathùng lên men, bia thất thoát cùng nước thải trong khâu chiết và khâu làm nguội chaisau khi thanh trùng Nước thải bia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinh học nên có màunâu thẫm Nước thải một số bộ phận có độ pH khác nhau nhiều, thường nước thải quátrình lên men có tính axít, nước thải rửa chai có tính kiềm Hàm lượng ôxy hòa tantrong nước thải của nhà máy bia rất thấp Nhu cầu ôxy sinh học BOD và hóa học CODđều rất cao vượt quá tiêu chuẩn thải nhiều lần (COD hàm lượng 600-2500mg/l; BOD5hàm lượng 310-1500mg/l), trung bình lớn hơn 10 lần tiêu chuẩn cho phép Các giá trịBOD và COD thường thay đổi theo thời gian trong ngày Các giá trị cao là vào thờiđiểm xả nước rửa bã nồi nấu và thùng lên men Với các chỉ số gây ô nhiễm như trên và

hệ thống xử lý nước không đảm bảo nên chất lượng nước thải sau khi xử lý không đạttiêu chuẩn thải Nước thải chảy theo cống thoát nước thải riêng của nhà máy sau đóchảy vào cống thoát nước chung của khu vực gây ảnh hưởng ô nhiễm môi trường Do

đó, việc tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia là vấn đề cấpthiết cho quá trình phát triển ngành sản xuất thức uống của Việt Nam hiện nay

2

2 Mục đích:

Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương phápsinh học, với thông số đầu vào như bảng 1, nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại B

theo QCVN 24:2009/BTNMT

Bảng 1 Thành phần và tiêu chuẩn xả nước thải sản xuất bia ra nguồn nước mặt[2]

3

I.1 Phương pháp cơ học:

I.1.1 Nguyên tắc chung:

Nước thải có thành phần hết sức phức tạp Trong nước thải không chỉ chứa các thành phần hoá học hoà tan, các loài vi sinh vật, mà còn chứa các chất không hoà tan Các chất không hoà tan có thể có kích thước nhỏ và có thể có kích thước lớn Người radựa vào kích thước và tỷ trọng của chúng để loại chúng ra khỏi môi trường nước, trước khi áp dụng các phương pháp hoá lý hoặc các phương pháp sinh học

Các vật chất có kích thước lớn như cành cây, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ rách, cát, sỏi và cả những giọt dầu, mỡ Ngoài ra, vật chất còn nằm ở dạng lơ lửng hoặc ở dạng huyền phù

Tuỳ theo kích thước và tính chất đặc trưng của từng loại vật chất mà người ta đưa ra những phương pháp thích hợp để loại chúng ra khỏi môi trường nước Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước lớn và tỷ trọng lớn trong nước được gọi chung là phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm 20% BOD Các công trình trong xử lý cơ học bao gồm:

- Song chắn rác hoặc lưới lọc

- Bể lắng cát

- Bể lắng

- Điều hoà lưu lượng dòng chảy

- Quá trình tuyển nổi

I.1.2 Song chắn rác:

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi:giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiềnnhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân hủy cặn (bể mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mmthường dùng lưới chắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiếtdiện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục… Song chắn rác được chia làm 2 loại diđộng hoặc cố định, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí Song chắn rác được

I.1.3 Bể tách dầu mỡ

Bể tách dầu mỡ thường được ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp cóchứa dầu mỡ, các chất nhẹ hơn nước và các dạng chất nổi khác Đối với nước thải sinh

4

hoạt, do hàm lượng dầu mỡ và các chất nổi không lớn cho nên có thể thực hiện việctách chúng ngay ở bể lắng đợt một nhờ các thanh gạt thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bềmặt bể lắng.

I.1.4 Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều

so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát …… ra khỏi nước thải Thông thường cặn lắng có đường kính hạt khoảng 0,25 mm (tương đương độ lớn thuỷ lực là 24,5) chiếm 60% tổng số các hạt cặn có trong nước thải

Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang hoặc vòng qua bể với

từ 30 – 60 giây Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng

từ dưới lên với vận tốc nước dâng từ 3 – 3,7 m/s, vận tốc nước chảy trong máng thu (xung quanh bể) khoảng 0,4 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng

2 -3,5 phút

Cát trong bể lắng được tập trung về hố thu hoặc mương thu cát dưới đáy, lấy cát

và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

I.1.5 Bể lắng:

Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng còn lại trong nước thải (sau khi qua

bể lắng cát) có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước dưới dạng lắng xuốngđáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước Thông thường bể lắng có ba loại chủ yếu: bể lắngngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theophương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm ra xung quanh)thường có dạng hình tròn trên mặt bằng Ngoài ra, còn một số dạng bể lắng khác như

bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng

I.1.6 Điều hoà lưu lượng dòng chảy:

Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hoà lượng dòng chảy Trong quátrình này thực chất là thiết lập hệ thống điều hoà lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm

5

trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công trình phía sau hoạt động ổnđịnh Bể điều hoà dòng chảy có thể bố trí trên dòng chảy hay bố trí ngoài dòng chảy.

I.1.7 Quá trình tuyển nổi:

Tuyển nổi là quá trình tách các chất ở dạng rắn hoặc dạng lỏng, phân tán khôngtan trong nước thải có khối lượng riêng nhỏ, tỷ trọng nhỏ hơn nước không thể lắngbằng trọng lực hoặc lắng rất chậm Phương pháp tuyển nổi được thực hiện bằng cáchtrộn lẫn các hạt khí nhỏ và mịn vào nước thải, khi đó các hạt khí sẽ kết dính với cáchạt của nước thải và kéo theo những hạt vật chất này theo bọt khí nổi lên bề mặt Khi

đó ta có thể dễ dàng loại chúng ra khỏi hệ thống bằng thiết bị vớt bọt

Để tăng hiệu suất tạo bọt, người ta thường sử dụng các chất tạo bọt như eresol,phenol nhằm giảm năng lượng bề mặt phân pha Tuỳ theo phương thức cấp không khívào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau:

tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí - nướcchứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt

ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này ít sử dụng trong thực tế vì khó vậnhành và chi phí cao

đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 100m

-I.2 Xử lý sinh học

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình nhằm phânhủy các vật chất hữu cơ ở dạng hòa tan, dạng keo và dạng phân tán nhỏ trong nướcthải nhờ vào sự hoạt động của các vi sinh vật Quá trình này xảy ra trong điều kiệnhiếu khí hoặc kị khí tương ứng với hai tên gọi thông dụng là: qua trình xử lý sinh họchiếu khí và quá trình xử lý sinh học kỵ khí (yếm khí)

Quá trình xử lý sinh học kị khí thường được ứng dụng để xử lý sơ bộ các loại

điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hiếu khí diễn ra có hiệu quả Xử lý sinh học

kị khí còn được áp dụng để xử lý các loại bùn, cặn (cặn tươi từ bể lắng đợt một, bùn

6

hoạt tính sua khi nén …) trong trạm xử lý nước thải đô thị và một số ngành côngnghiệp.

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí được ứng dụng có hiệu quả cao đối với nước thải

theo cách cung cấp oxy mà quá trình xử lý sinh học hiếu khí được chia làm hai loại:

- Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên (oxy được cung cấp từ khôngkhí tự nhiên do quang hợp của tảo và thực vật nước) với các công trình tương ứng như:cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học, đất ngập nước…

- Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo (oxy được cung cấp bởi cácthiết bị sục khí cưỡng bức, thiết bị khuấy trộn cơ giới…) với các quá trình và côngtrình tương ứng như sau:

phép xử lý nitơ và photpho trong nước thải (xử lý bậc cao)

nguyên lý hoạt động giống như bể Aerotank nhưng bên trong bể có trang bị thêm cácvật liệu tiếp xúc để làm giá thể cho các vi sinh vật dính bám)

I.3 Xử lý hóa học:

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng cácquá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác độngvới các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặcchất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử lý hoá

lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoáhọc, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh

7

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là : keo tụ,đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …

I.3.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thểtách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn cókích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháplắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tánliên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keorắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến

là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trìnhđông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi làquá trình keo tụ (flocculation)

I.3.2 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏicác chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải cóchứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng conđường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chiphí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp

lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp

và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, xỉ, mạt cưa …).Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ítđược sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấpphụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưng chúng cần có các tính chất xác định như :tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để cóthể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, thanphải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tácthấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng

bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc táisinh nó ở nhiệt độ thấp

I.3.3 Phương pháp trao đổi ion

8

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổivới ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi làcác ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước.

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit,những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit vàchúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là cácionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kimloại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M …, các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua vàcác chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên haytổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loạikhoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau … vô cơ tổng hợp gồm silicagen,pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại nhưnhôm, crôm, ziriconi … Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axithumic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có

bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

I.3.5 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nướcthải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và

9

điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện

1 chiều đi qua nước thải

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Chương II: Công nghệ sản xuất bia và các nguồn phát sinh nước thải

II.1 Công nghệ sản xuất bia:

Các công đoạn chính của công nghiệp sản xuất bia bao gồm:

được làm sạch rồi đưa vào xoay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động của enzym vàgiảm thời gian nấu

Bước 1: Lọc hỗn hợp dịch đường thu nước nha đầu;

Bước 2: Dùng nước nóng rửa bã thu nước nha cuối và tách bã malt

thiết bị tách bã hoa

bia Quá trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hoá đường thành alcoletylic và khí cacbonic:

C

đó tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non xuống 1

đóng chai, lon Quá trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn

tách ra, một phần được phục hồi làm men giống, một phần thải có thể làm thức ăn giasúc Hạ nhiệt độ của bia non để thực hiện giai đoạn lên men phụ có thể dùng tác nhânlàm lạnh glycol

10

- Lọc bia nhằm loại bỏ tạp chất không tan như nấm men, protein, houblon làm

cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit

(chai, lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đó thựchiện quá trình chiết chai ở điều kiện chân không để hạn chế khác nhau để đảm bảochất lượng trong thời gian bảo hành

Trong công nghệ sản xuất bia, nước được dùng vào các mục đích:

lúa mì) và bổ sung tiếp trong quá trình nấu - đường hóa

thao tác

11

Tách bãNấu hoaNấu - đường hoá

Thành phẩm

Chuẩn bị nguyên liệu

Chiết chai, lon

Làm lạnh

Bão hoà CO2

Lọc dịch đường

Lên men phụLên men chính

Đóng nắpLọc bia

Thanh trùng

Nước cấp Nước cấp

cho sản xuất

Hơi nóngRửa chaiXút

GạoMalt

II.2 Các nguồn phát sinh nước thải và đặc tính nước thải công nghiệp sản xuất bia.

12

Nước thải công nghệ sản xuất bia bao gồm:

nhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại

chứa, sàn nhà … nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ, …

đường ống, sàn nhà, xưởng, … có chứa bã men và chất hữu cơ

trong công nghệ sản xuất bia Về nguyên lý để đóng chai thì phải được rửa qua cácbước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 -3 % NaOH), tiếp đó

là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên trong

và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nước lạnh Do đó, dòng thải củaquá trình rửa chai có độ ph cao vào làm cho dòng thải chung có giá trị pH kiềm tính.Kiểm tra nước thải từ các máy rửa chai đối với loại chai 0,5 lit cho thấy mức độ ônhiễm như trong bảng 2:

Bảng 2: Ô nhiễm nước thải từ nhà máy bia

nhãn dán chia có in ấn bằng các loại thuốc in có chứa kim loại Hiện nay, loại nhãndán chia có chứa kim loại đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước Trong nước thải có tồn tạiAOX là do trong quá trình khử trùng có dung chất khử là hợp chất của clo

Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác,

sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phưong pháp lên men chìm hay nổi Nhưng sự khácnhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, lon, máy móc thiết bị, sànnhà, … Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhễm của các

13

nhà máy bia rất khác nhau Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước và côngnghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp Số liệu trung bình của những thông số ônhiễm như sau:

Chương III: Lựa chọn phương án xử lý nước thải nhà máy bia

III.1 Lựa chọn phương pháp xử lý

Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho các nhà máy côngnghiệp thực phẩm nói chung và nhà máy bia nói riêng là một bài toán kinh tế,

kỹ thuật phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

▪ Lưu lượng và đặc trưng của nước thải.

14

▪ Yêu cầu nước thải sau xử lý

▪ Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải.

▪ Điều kiện kinh tế và kỹ thuật.

Như vậy, từ sự phân tích đặc tính nước thải của nhà máy sản xuất bia ta thấynguồn nước thải phát sinh từ nhà máy có nguồn gốc, thành phần và tính chất khácnhau, được phát sinh từ nước làm mát, nước ngưng, nước vệ sinh các thiết bị nấu, lọc,lên men, nước rửa sàn, nhà xưởng, nước rửa chai, téc chứa… Nước thải của nhà máybia nói chung chứa hàm lượng chất hữu cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơlửng, chủ yếu là các hiđratcacbon, protêin, các axit hữu cơ, là các chất có khả năngphân huỷ sinh học gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nướcnguồn khi tiếp nhận chúng Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễgây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực; tỷ lệ BOD5/COD = 0,5 – 0,7 thích hợpvới xử lý bằng biện pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học gồm xử lý sinh học hiếu khí và xử lýsinh học yếm khí

Xử lý sinh học bằng vi sinh hiếu khí (phương pháp sử dụng bùn hoạt tính)thường chỉ thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ COD, BOD5 thấp (BOD5<500mg/l) Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô

cơ có trong nước thải khi không có oxi, quá trình này dùng để ổn định cặn và xử lýnước thải công nghiệp có nồng độ COD, BOD cao (thường COD > 2000 mg/l) Vớithành phần ô nhiễm như đã lựa chọn thì không thể xử lý trực tiếp bằng phương phápsinh học hiếu khí được Tuy nhiên, nếu chỉ xử lý bằng phương pháp sinh học yếm khíthì nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn thải (QCVN 24 – 2009 cột A, cột B) doquá trình phân huỷ yếm khí không triệt để vì hiệu suất xử lý yếm khí cao nhất cũng chỉđạt 70 – 85%

Vì vậy, sau phân huỷ yếm khí thường có hệ thống phân huỷ hiếu khí để xử lýtriệt để các chất ô nhiễm còn lại Do đó, trong đồ án này chọn phương pháp xử lý sinhhọc yếm khí kết hợp hiếu khí để xử lý nước thải nhà máy bia Việc lựa chọn xử lý yếmkhí kết hợp hiếu khí là vì: Nước thải của nhà máy bia với thành phần đã lựa chọn cómức độ ô nhiễm lớn do đó xử lý yếm khí nhằm giảm mức độ ô nhiễm trước khi đưavào xử lý hiếu khí, vừa giảm được thể tích bể hiếu khí vừa giảm được thể tích bùn sinh

ra, thu hồi năng lượng dưới dạng biogas, giảm tiêu thụ điện năng cho việc cấp khí…

15

III.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đã được lựa chọn

Thuyết minh

1 Song chắn rác

Nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, theo đườngmương dẫn chảy về khu xử lý Phần nước xút rửa chai sẽ được thải từ từ vào hệ thống,không làm cho pH nước thải tăng Bể điều hòa được xây dựng trong cùng mặt bằngcủa khu xử lý Nước thải trước khi đi vào bể điều hòa, phần rác thô có kích thước lớn

sẽ được giữ lại tại song chắn rác thô đặt nghiêng 600 ở ngăn tách rác

Rác tách ra sẽ được công nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ nơiqui định của nhà máy Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể cân bằng nhờ 2 bơmchìm (1 bơm dự phòng hoặc hoạt động đồng thời) Các bơm vận hành hoàn toàn tựđộng nhờ hệ thống điều khiển

2 Bể lắng

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể lắng Tại đây, hàm lượng chất rắn lơlửng SS, BOD, COD giảm xuống nhằm giảm tải và đảm bảo điều kiện đầu vào cho cáccông trình xử lý sinh học phía sau

Nước thải sau khi qua bể lắng được bơm sang bể xử lý yếm khí UASB Bùnlắng ở đáy bể được đưa sang bể chứa bùn

3 Xử lý sinh học yếm khí (UASB)

Tại bể UASB nước thải sẽ được phân phối đều trên diện tích đáy bể qua hệthống ống phân phối có đục lỗ Nhờ hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất hữu cơhoà tan trong nước được hấp thụ, phân huỷ và chuyển hoá thành khí (khoảng 70- 80 %

gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng Khi hạt cặn nổi lên gặp tấm chắnkhí, khí sẽ được thoát lên trên và được thu vào hệ thống thu khí mêtan ở phía trênthành bể còn cặn rơi xuống dưới Hỗn hợp bùn nước đã tách khí đi vào ngăn lắng Tạiđây bùn lắng xuống dưới đáy qua cửa phân phối tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí,phần bùn dư sẽ được đưa sang bể chứa bùn Nước thải ra khỏi bể UASB có hàm lượngchất hữu cơ tương đối thấp được chảy tràn qua bể SBR thông qua máng thu nước

Decanter

Hóa chất

Sục khí

Nước sau xử lý, ra cống thoát

Ghi chú:

đường nước thải đường khí

đường rác đường bùn

4 Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR)

Từ bể UASB, nước thải chảy từng mẻ vào bể SBR qua tuyến ống có lắp vanđiện để điều khiển tự động Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí chính xảy ra tại đây Quátrình oxy hóa chất bẩn thực hiện nhờ bùn hoạt tính hiếu khí Bùn hoạt tính hiếu khí làtập hợp các vi sinh vật có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải thànhCO2, nước và các chất vô cơ khác Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và đểcung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ, dưới đáy mỗi bể có lắp hệ

17

thống phân phối khí Để vi sinh vật phân hủy hết các chất hữu cơ có trong nước thảithì thể tích bể sinh học phải lớn và thời gian lưu lại trong bể đủ dài.

Hiệu quả xử lý tại bể SBR phụ thuộc vào các yếu tố sau: Thành phần các chấttrong nước thải, pH, hàm lượng oxy, lượng bùn, trạng thái hoạt tính của bùn…

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí, nhu cầukhông thể thiếu được là oxy Để vi sinh vật hoạt động tốt, lượng oxy hòa tan trongnước ở bể sinh học ít nhất phải đạt 2 – 4 mg/l Tùy theo nhiệt độ của môi trường màlượng oxy trong nước có khác nhau Lượng oxy được cung cấp ở đây là nguồn oxykhông khí thông qua thiết bị cấp khí và ở đáy bể có lắp một dàn ống khuếch tán khí

Nước thải lưu lại trong bể SBR và hầu hết các chất hữu cơ đều được phân hủy;hàm lượng BOD giảm và hàm lượng các thông số khác đạt tiêu chuẩn yêu cầu củanước thải sau xử lý (QCVN 24 – 2009 loại B) Tuy nhiên, trong nước thải vẫn cònchứa một lượng lớn bùn hoạt tính cần được tách ra khỏi nước thải trước khi thải ra môitrường Vì vậy, nước thải sau chu kỳ sục khí sẽ được để yên nhằm lắng tách bùn

Phần nước trong sẽ được gạn ra khỏi nhờ thiết bị gạn nước bề mặt Decanter sau

đó đi vào bể khử trùng Phần bùn lắng sẽ tham gia vào chu trình xử lý mới, lượng bùn

dư sẽ được bơm qua bể nén bùn và tiếp tục xử lý

Quá trình hoạt động của hệ thống từ lúc nước thải vào đến khi ra khỏi bể SBRđược điều khiển hoàn toàn tự động từ trung tâm điều khiển (quá trình này cũng có thểvận hàng bằng tay)

5 Khử trùng

Nước thải sau khi qua bể SBR và được lắng gạn trong đã đạt một số tiêu chuẩncủa nước thải nhưng trong nước thải vẫn còn chứa vi sinh vật và mầm bệnh Vì vậy, đểđảm bảo an toàn, nước thải cần được khử trùng trước khi thải vào môi trường

Để đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với clo hoạt tính, thể tích của bểkhử trùng phải đủ lớn để nước thải lưu lại trong bể khử trùng tối thiểu là 30 – 45 phút

Hiệu quả và kinh tế nhất là khử trùng bằng dung dịch hypoclorit Nồng độ clohoạt tính sử dụng để khử trùng nước thải sau xử lý thông thường là 4 – 5ppm Quátrình cung cấp clo được thực hiện nhờ 2 bơm định lượng (1 dự phòng) và 1 mixer hòatrộn Bơm định lượng hypoclorit được điều khiển bằng tín hiệu của thiết bị decanterlấy nước ra từ bể SBR

6 Bể chứa bùn yếm khí và bể nén bùn hiếu khí

18

Lượng bùn dư từ bể SBR được bơm vào bể nén bùn nhờ bơm chìm Bùn saukhi được bơm đầy bể nén sẽ được để yên Khi đó, bùn sẽ được tách ra làm 2 phần:phần bùn đặc lắng xuống đáy và đưa sang thiết bị tách bùn còn phần nước trong phíatrên được bơm về bể điều hòa Lượng bùn dư từ bể yếm khí và bể lắng bậc 1 đượcbơm vào bể chứa bùn.

7 Thiết bị ép bùn

Việc xử lý cặn, bùn trong xử lý sinh học là hết sức cần thiết Nếu xử lý khôngtốt sẽ lên men yếm khí sinh mùi hôi thối, gây ô nhiễm môi trường xung quanh Đểtránh tình trạng này, lượng bùn dư sẽ được làm khô bằng thiết bị ép bùn

Bùn từ các bể được bơm chuyên dụng loại trục vít bơm vào ngăn hòa trộn củathiết bị ép bùn Tại đây có bổ sung lượng hóa chất polymer bằng hệ thống bơm địnhlượng Bùn hòa trộn với hóa chất keo tụ được định lượng bằng bơm định lượng, sau đóbùn được bơm lên lưới lọc Quá trình làm khô bùn được thực hiện tại đây Phần bùnkhô được giữ lại trên lưới và được dao gạt ra ngoài, phần nước trong chảy xuống máng

và được đưa về bể điều hòa

III.3 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống xử lý nước thải

III.3.1 Các công trình xử lý cơ học

Song chắn rác, bể điều hoà nhằm giảm một phần chất rắn, bã men, bã hoa, điềuhoà lưu lượng và nồng độ dòng thải, giúp cho các công trình xử lý phía sau đạt hiệuquả hơn

1 Song chắn rác nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai, mảnhchai vỡ Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các song là 10–

dưới lên Chọn khe hở 10mm

2 Bể điều hoà lưu lượng dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắcphục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng caohiệu suất của quá trình ở cuối dây chuyền xử lý

Bể điều hoà có 2 dạng:

- Bể điều hoà lưu lượng và chất lượng: Bể này phải đủ dung tích để điều hoàlưu lượng, chất lượng và bên trong bể cần có hệ thống khuấy để đảm bảo xáo trộn đềutrong toàn bộ thể tích

19

- Bể điều hoà lưu lượng: không cần hệ thống khuấy trộn Bể này chia làm nhiềungăn, định kỳ có thể tháo khô từng ngăn để xúc cát và cặn lắng ra ngoài.

Dựa vào đặc điểm và thành phần nước thải ngành bia như đã phân tích ở trên,

để đảm bảo đạt hiệu quả xử lý, chọn bể điều hoà lưu lượng và chất lượng có dạng hìnhchữ nhật, có sục khí nén để khuấy trộn và làm bằng bê tông cốt thép

3 Bể lắng

Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hoặc hình tròn, được thiết kế đểloại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước theo dòng chảy liên tục vào và ra bể

Có thể phân chia bể lắng làm 4 vùng:

III.3.2 Các công trình xử lý sinh học

- Bể UASB: Hiệu suất xử lý cao (75-85%), kết cấu và vận hành đơn giản Dòng

thải vào thiết bị phun từ dưới lên, cùng với sự tạo khí trong quá trình hoạt động của bểnên lớp bùn có thể tự phân tán và tiếp xúc với chất nền vì thế ít tốn năng lượng chokhuấy đảo Hơn nữa, do tính linh động của lớp bùn nên bể UASB không hoặc ít bị tắcnhư các bể phân hủy yếm khí bằng vi sinh vật dính bám trên lớp đệm Trở lực nhỏ, giáthành rẻ hơn các phương pháp yếm khí khác, đồng thời thu được khí sinh học (60 –70% CH4) Khí này có nhiệt trị lớn, là nguồn năng lượng sạch, có thể sử dụng cho sinhhoạt Trong đồ án thiết kế này chọn hiệu suất 65%

- Aeroten làm việc theo mẻ (SBR):

lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể

khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nướcthải liên tục

không cần bể lắng đợt hai Trong nhiều trường hợp, người ta cũng bỏ qua bể điều hòa

và bể lắng đợt một

Hệ thống Aeroten hoạt động theo mẻ SBR có thể khử được nitơ và photphosinh hóa do có thể điều chỉnh được các quá trình hiếu khí, thiếu khí, kị khí trong bểbằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy Với xử lý theo mẻ, hệ số sử dụng thể tích bể

là 100% Ngoài ra, do đặc thù nước thải ngành bia có sự dao động lớn về lưu lượngcũng như nồng độ giữa đầu và cuối ca sản xuất, đặc biệt ba tháng giáp tết lượng nướcthải tăng cao do công suất sản xuất tăng 20 – 30% công suất trung bình Do đó, việc sửdụng bể SBR này chủ động hoàn toàn được trong việc xử lý nước thải khi lưu lượngthải ra trong ngày giảm đi so với công suất thiết kế hoặc có sự thay đổi lớn về thànhphần của nước thải Chi phí vận hành theo mẻ thấp hơn, ổn định hơn và hiệu quả cóthể đạt 80 – 95%

Vì vậy, với đặc tính của nước thải nhà máy bia như đã nói ở trên lựa chọn côngnghệ xử lý yếm khí UASB kết hợp xử lý hiếu khí SBR là hợp lý nhất

III.4.3 Xử lý bùn cặn

- Bùn phát sinh từ bể yếm khí UASB được dẫn sang bể chứa bùn có dạng hình chữ nhật

- Bùn phát sinh từ bể hiếu khí SBR được dẫn sang bể nén bùn, dạng bể đứng

- Quá trình làm khô bùn được thực hiện nhờ thiết bị ép bùn kiểu băng tải

Việc tính toán thiết kế chi tiết từng thiết bị sẽ được trình bày cụ thể trong

chương IV

Chương IV: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Bảng 4.1 Các thông số đầu vào và ra của nước thải:

24:2009/BTNMT) cột B

21

IV.1 Tính toán mương dẫn nước thải

- Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn chảy qua song chắn rác trước khi đi vào bể điều hòa

- Tính toán:

Chọn các thông số tính toán mương dẫn nước thải:

+ Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn, theo TCXDVN 51:2008, thì v = 0,8-1,0 (m/s) Do đó, ta chọn vận tốc nước chảy trong mương v = 0,9 (m/s)

0,9

Q

m v

Theo [10] thì mương tiết diện hình chữ nhật có B = 2h sẽ cho tiết diện tốt nhất về mặt thuỷ lực

Trong đó:

B: Chiều rộng mương dẫn nước, (m)

h: Chiều cao mực nước trong mương, (m)

- Chiều cao xây dựng của mương: H= h + h’

22

Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’= 0,1 – 0,2 (m) [10]

Bảng 4.2 Tổng hợp các thông số tính toán mương dẫn nước thải

Kích thước mương

IV.2 Tính toán song chắn rác

Thiết bị tách rác thô nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai, mảnh chai vỡ Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các song là 10 – 30

dưới lên Chọn khe hở 10mm

Các thông số tính toán song chắn rác thô:

- n: là số lượng khe hở trong song chắn rác ,(khe)

- Q: Lưu lượng nước thải tính toán, (m3/s) Q = 0,046 (m3/s)

23

- k0: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, Chọn k0 = 1,05.[11]

- h1: Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác, (m) h1 = h = 0,16(m) [11]

- b: Chiều rộng khe hở song chắn, b=10-25 (mm) [7]

với phương ngang

+ Chiều rộng toàn bộ song chắn rác tính theo công thức:

BS= S(n-1) + bn [11]

Trong đó:

S: Chiều dày hay đường kính các thanh song chắn rác, S = 0,01 (m)

n: Số khe hở song chắn, n = 34 (khe)

b: Chiều rộng khe hở song chắn, b = 0,01 (m)

Do đó BS = 0,01(34-1) + 0,0134 = 0,67 m

phải mở rộng mương dẫn tại vị trí đặt song chắn Tuy nhiên, việc mở rộng như vậy sẽ làm lắng đọng cặn trong mương vì tốc độ dòng chảy giảm Do đó, phải kiểm tra tốc độdòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn, tốc độ dòng chảy không được nhỏ hơn 0,4m/s [11]

Vậy, tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng:

0,046

0, 43 /0,67 0,16

s

v p h

: Trở lực cục bộ của song chắn và được tính theo công thức sau:

4 3sin

S b

      

 

[11]

Ở đây:

S: Chiều dày thanh chắn, S = 0,01 (m)

nên = 2, 42 [11]

b: Chiều rộng khe hở song chắn b = 0,01 (m)

Do đó:

4 3

00,01

+ Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác:

H = h1 + hs+ 0,5 = 0,16 + 0,17 + 0,5 = 0,83 (m) [11]

Trong đó:

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn, hs=0,17 (m)

0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất

Bảng 4.3 Tổng hợp các thông số tính toán song chắn rác thô

25

Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Giả sử hiệu quả khử chất rắn lơ lửng SS của SCR là 15%

IV.3 Tính toán bể điều hòa

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lí nướcthải, đặc biệt đối với dòng thải công nghiệp và dòng nước mưa thường xuyên dao độngtheo thời gian trong ngày Khi hệ số không điều hòa k ≥ 1,4 thì nên xây dựng bể điều

hòa để đảm bảo cho công trình xử lí làm việc ổn định và đạt được giá trị kinh tế.

Có hai loại bể điều hòa: bể điều hòa lưu lượng và chất lượng và bể điều hòa chấtlượng

Mục đích xây dựng bể điều hòa:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình sản xuấtthải ra không đều

-Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải

- Giữ ổn định lưu lượng nước đi vào các công trình xử lý tiếp theo

Bể điều hòa được xây dựng dạng hình chữ nhật, thời gian lưu nước thải là 8 giờ(1 mẻ sản xuất) Trong bể có sục khí để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chấtbẩn trong toàn bộ thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể

 Hàm lượng BOD, COD, SS sau SCR đạt:

BOD = 1500 mg/l

COD = 2000 mg/l

SS = 85% x 600 = 510 mg/l

 Tính toán bể điều hoà:

Với t: thời gian lưu nước thải trong bể điều hòa, chọn t=8 h

Q: lưu lượng nước thải cực đại (m3/ngày đêm)

8 133324

Diện tích của bể điều hoà:

21600

4004

Chia bể điều hoà làm 4 ngăn thông nhau có dạng hình chữ nhật Kích thước mỗi ngăn :

+ Chiều cao : h = 4m, chiều cao an toàn 0,5m

+ Chiều rộng : B = 7 m

+ Chiều dài : L = 14,3 m

Tại bể điều hòa có đặt bơm chìm để bơm nước thải qua bể lắng 1, do đó ta phải tínhcông suất của bơm đặt tại đây

Cột áp toàn phần của bơm: H = 4,5 m

Công suất yêu cầu trên trục bơm:

 

, 131000

g = Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)

Chọn bơm có công suất N = 3,5 kW

Ta chọn 2 bơm, một bơm làm việc và một bơm dự trữ Công suất của mỗi bơm là: 3,5Kw

 Tính toán hệ thống khuấy trộn (Tính cho 1 ngăn)

Các dạng khuấy trộn trong bể điều hòa:

27

Khuấy trộn cơ khí 4 – 8 W/m3 thể tích bể

Khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí

Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:

Chọn đĩa phân phối khí bố trí theo chu vi thành có lưu lượng khí 150l/ph

Số đĩa phân phối khí cần thiết cho khuấy trộn

q d

q

m s d

 Tính máy nén khí cấp cho bể điều hoà (Tính cho 1 ngăn):

Công suất lý thuyết của máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:

0,283 2 1

129,7

R = Hằng số khí, đối với không khí thì R = 8,314 kJ/kmol.oK

P1 = Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1 atm

P2 = Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = P1 + P, atm

e = Hiệu suất của máy, e = 0,7÷ 0,8 Chọn e = 0,75

a Tính trọng lượng riêng của dòng khí:

1 22

2

m

td

L P

m

td

L P

Với là độ nhám tuyệt đối, vì là ống dẫn khí nén nên =0,8 mm[13]

C

P    N m

  

Trong đó:  = Hệ số trở lực cục bộ  i

Sử dụng 2 van tiêu chuẩn, 1= 4,1 [13]

0,38 [13] Tất cả 2 khuỷu

Hiện tượng đột thu: 4= 0,5

-P k= Áp suất bổ sung ở cuối đường ống khi cần thiếtđường, P k =0

- P t = Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị, P t= 0

5

52497

0,540,98 10

1 529,7 0, 283 0,75 1

LT dc

Vậy ta chọn máy nén khí với động cơ 7,5 kW

Bảng 4.4 Tổng hợp các thông số tính toán bể điều hòa

Kích thước mỗi ngăn

Do vậy, đặc trưng ô nhiễm của dòng thải sau khi qua bể điều hòa được thể hiện ở

Bảng 4.5.

Bảng 4.5 Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể điều hòa