Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần Bia và nước giải khát Phú Yên

Ngành công nghiệp bia phần không nhỏ có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất bia nhưng chỉ một vài nhà máy sản xuất với công suất lớn trên 100 triệu lít bia/ năm mới có hệ thống xử lý

-oOo -

NGUYỄN QUỐC HẢO

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA VÀ NƯỚC GIẢI KHÁT PHÚ YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NHA TRANG – 2013

-oOo -

NGUYỄN QUỐC HẢO

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA VÀ NƯỚC GIẢI KHÁT PHÚ YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn:

NGUYỄN THỊ NGỌC THANH

NHA TRANG – 2013

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ vi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1Tổng quan về ngành bia 2

1.2 Tổng quan về Công ty Cổ Phần biavà nước giải khát Phú Yên 6

1.2.1 Giới thiệu sơ lược về Công ty 6

1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty 6

1.2.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất bia 6

1.2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia của Công ty 9

1.2.3 Chất thải trong sản xuất bia và biện pháp xử lý 12

1.2.3.1 Chất thải rắn 13

1.2.3.2 Khí thải 14

1.2.3.3 Nước thải 15

17

17

17

1.3.1.2 Bể lắng cát 18

18

1.3.1.4 Bể lắng 18

1.3.1.5 Bể tuyển nổi 19

1.3.1.6 Bể lọc 19

1.3.1.7 Bể nén bùn trọng lực 19

1.3.2 Phương pháp hóa - lý 19

1.3.2.1 Phương pháp keo tụ - tạo bông 20

1.3.2.2 Phương pháp hấp phụ 20

1.3.2.3 Phương pháp oxy hóa – khử 20

1.3.3Phương pháp sinh học 21

nhiên 21

1.3.3.2 22

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

26

26

26

26

2.2.3 Phương pháp đối chiếu, so sánh 26

2.2.4 Phương pháp tính toán 26

2.2.5 Phương pháp phân tích chi phí lợi ích 27

2.2.6 Phương phép vẽ 27

CHƯƠNG 3 28

3.1 Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 28

3.1.1 Lựa chọn công nghệ 28

3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ cho phương án 1 32

3.2 Tính toán, thiết kế các hạng mục công trình xử lý theo phương án 1 33

3.2.1 Song chắn rác 33

3.2.2 Bể lắng cát 36

3.2.3 Bể điều hòa 39

3.2.4 Bể lắng 1 43

3.2.5 Bể UASB 48

3.2.6 Bể Aeroten 59

3.2.7 Bể lắng 2 68

3.2.8 Bể khử trùng 72

3.2.9 Bể nén bùn trọng lực 73

3.2.10 Máy ép bùn băng tải 78

3.2.11 Bể chứa bùn 79

3.3 Tính toán các thiết bị phụ trợ 80

3.3.1 Máy bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể lắng 1 80

3.3.2 Máy bơm nước thải dư từ bể nén bùn về bể Aeroten 85

3.3.3 Máy bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng 2 về bể Aeroten 89

3.3.4 Máy bơm bùn từ bể chứa bùn đến bể nén bùn 94

3.3.5 Máy nén khí cho bể Aeroten 98

3.3.6 Máy nén khí cho bể điều hòa 100

3.4 DỰ TOÁN KINH PHÍ CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ 101

3.4.1 Chi phí vận hành 101

3.4.1.1 Chi phí điện năng 101

3.4.1.2 Chí phí nhân công 102

3.4.1.3 Chi phí hóa chất 102

3.4.2 Chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị 104

106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng bia theo khu vực năm 2011 2

Bảng 1.2 Các nước dẫn đầu về sản lượng bia trên thế giới năm 2011 3

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của malt và gạo 7

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của hoa houblon (tính theo % chất khô ) 7

Bảng 1.5 Quy định hàm lượng kim loại có trong nước 8

Bảng 1.6 Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia 13

Bảng 1.7 Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia 14

Bảng 1.8 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất của Côngty bia và nước giải khát Phú Yên 16

Bảng 3.1 Tóm tắt thông số thiết kế song chắn rác 36

Bảng 3.2 Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng cát ngang 39

Bảng 3.3 Tóm tắt thông số thiết kế bể điều hòa 43

Bảng 3.4 Tóm tắt các thông số tính toán đầu vào thiết kế bể lắng 1 43

Bảng 3.5 Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng 1 48

Bảng 3.6 Tóm tắt thông số đầu vào tính toán bể UASB 48

Bảng 3.7 Tóm tắt thông số thiết kế bể UASB 59

Bảng 3.8 Tóm tắt các thông số đầu vào tính toán bể Aeroten 60

Bảng 3.9 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aeroten 67

Bảng 3.10 Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng bậc 2 72

78

80

101

Bảng 3.14 Tổng hợp chi phí vận hành cho hệ thống xử lý 103

Bảng 3.15 Tổng hợp chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị 104

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ

* Hình:

Hình 1.1 Mức tiêu thụ bia của 1 số nước trong khu vực Đông Nam Á 4

5

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ Phần bia và nước giải khát Phú Yên 10

oten 22

Hình 3.1 29

Hình 3.2 30

Hình 3.3 31

* Biểu đồ: 4

H quả 80

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy sinh hóa,

mg/L

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường

COD : Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy hóa học, mg/L

DO : Dissolved Oxygen Ôxy hòa tan, mg/L

h : Giờ

F/M : Food / Micro organism -Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng

vi sinh vật trong môi trường

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn

lỏng, mg/L

MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng

bay hơi trong bùn lỏng, mg/L

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền công nghiệp thế giới phát triển với tốc độ rất nhanh Cùng với sự phát triển chung của nền công nghiệp thì ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang dần dần khẳng định vị thế của mình

Bên cạnh những thành tựu về kinh tế, xã hội thì vấn đề nan giải hiện nay mà thế giới đang phải đối mặ ô nhiễm môi trường trong đó ô nhiễm môi trường nước đáng báo động hơn cả Ngành công nghiệp bia

phần không nhỏ

có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất bia nhưng chỉ một vài nhà máy sản xuất với công suất lớn trên 100 triệu lít bia/ năm mới có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn với dây chuyền công nghệ hiện đại, còn lại đại đa số là công nghệ sản xuất lạc hậu nên tạo ra nhiều chất thải với lưu lượng nước thải ra rất lớn trong khi công nghệ xử lý lại chưa đạt hiệu quả

thành công trong giai đoạn hiện nay Công ty đã không ngừng đổi mới công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm Bên cạ bảo vệ môi trường đã và đang được Công ty quan tâm Để giảm được phần nào tác động của nước thải tới môi trường cũng như tiết kiệm chi phí xử lý Công ty bắt đầu xây dựng hệ thống xử lý nước thải

Đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty Cổ Phần bia và nước giải khát Phú Yên” với công suất 960 m3/ngày nhằm mục đích góp phần vào chương trình bảo vệ môi trườ Công ty đang đề ra

Nội dung thực hiện :

1 Tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia

2.Đ ựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho Công ty

3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ lý nước thải

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về ngành bia

Bia là loại đồ uống rất được ưa chuộng trong đời sống hằng ngày Tổng sản lượng bia trên toàn thế giới năm 2011 ước đạt 192,71 tỷ lít Theo các nhà nghiên cứu thì nhu cầu tiêu thụ bia trên toàn thế giới có chiều hướng càng tăng cùng với sự phát triển dân số cũng như với sự tăng trưởng về kinh tế Châu Á với sản lượng ướt tính là hơn 66 tỷ lít vào năm 2011 là khu vực dẫn đầu thế giớ về sản lượng bia Điển hình là Trung Quốc, đây là quốc gia có sản lượng bia lớn nhất trên thế giới ước đạt

xấp xỉ 49 tỷ lít năm 2011 Mỹ, Brazin, Nga, Đức,… lần lược giữ các vị trí tiếp theo

Việt Nam đứng vị trí 13 trên thế giới về sản lượng bia với 2,78 tỷ lít năm 2011 Bảng xếp hạng về sản lượng cũng như thị trường tiêu thụ bia của các nước trên thế giới đã có những chuyển dịch đáng kể so với những năm trước đây Sự thay đổi này được thể hiện trong bảng 1.1, 1.2 và biểu đồ 1

Bảng 1.1 Sản lượng bia theo khu vực năm 2011 9

Khu vực Sản lượng

(nghìn lít)

Mức tăng trưởng

so với năm 2010 (%)

Tỷ trọng trên toàn cầu (%)

Bảng 1.2 Các nước dẫn đầu về sản lượng bia trên thế giới năm 2011 9

Năm 2011

Quốc gia

Năm 2001 Mức tăng

trưởng của năm 2011

tỷ lít Thái Lan giữ vị trí số 2 với 1,8 tỷ lít và Philippines giữ vị trí số 3 với 1,6 tỷ lít Các quốc gia còn lại như Campuchia, Lào, Singapore, Malaysia, Indonesia đều có mức tiêu thụ nhỏ hơn lớn hơn 100 triệu lít Để thúc đẩy công nghiệp sản xuất bia của các nước trong khu vực, Châu Á đã có những chính sách mở rộng giao lưu, trao đổi thị trường và rất nhiều biện pháp công nghệ khác nhằm mục đích nâng cao sản lượng và chất lượng sản phẩm

Mức tiêu thụ bia củ số nước trong khu vực Đông Nam xem hình 1.1

Hình 1.1 Mức tiêu thụ bia của 1 số nước trong khu vực Đông Nam Á [9]

:

năm 2010 [9]

Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm Nhà máy bia lâu đời

và nổi tiếng là nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội

Vào năm 1875 nhà máy bia đầu tiên ở Việt Nam được xây dựng tại Chợ Lớn

đã đánh dấu một bước phát triển cho ngành công nghiệp sản xuất bia sau này Nhà máy bia này do một người Pháp có tên là Victor Laruen làm chủ và sau đó phát triển mạnh mẽ thành công ty bia Sài Gòn hiện nay Sản lượng ban đầu của nhà máy

chỉ là 20 đến 25 triệu lít/ năm Sau đó tăng dần lên 30 đến 40 triệu lít/

1.2 Tổng quan về Công ty Cổ Phần biavà nước giải khát Phú Yên

1.2.1 Giới thiệu sơ lược về Công ty

Công ty bia và nước giải khát Phú Yên nằm tại lô A12 A14 trong khu công nghiệp Hòa Hiệp, xã Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên Công ty chính thức

đi vào hoạt động vào năm 2003.[10]

Các loại sản phẩm bia và nước giải khát được sản xuất tại nhà máy trong giai đoạn sản xuất ổn định từ năm 2008 đến năm 2012 bao gồm: 10 triệu lít bia Tuy Hòa đóng chai 333ml chất lượng cao, sản xuất theo thương hiệu nổi tiếng 1828 của CHLB Đức, 19 triệ i Gòn đóng chai 355ml và 450ml được gia công theo thương hiệu củ i Gòn, 10 triệu lít nước ngọt Number 1.[10]

Trong giai đoạn sắp tới Công ty sẽ tiến hành mở rộng công suất sản xuất lên tới 50 triệu lít/năm nhằm phục vụ nhu cầu thị trường trong nước theo các loại sản phẩm nước trái cây như: các loại nước trái cây Libella nhãn hiệu cam, táo vớt nước cốt nhập khẩu từ Úc và Liên Minh Châu Âu cùng các loại nước trái cây khác trong nước Mục tiêu của Công ty là sản phẩm bia và nước giải khát sản xuất ra có chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn quốc gia, quốc tế đạt các yêu cầu sau: Đảm bảo thành phần dinh dưỡng và an toàn vệ sinh thực phẩm, màu sáng trong, hương thơm và mùi vị đậm đà đặt trưng, có thể bảo quản lâu dài để cung ứng và tiêu dung Sản phẩm đầu ra đạt tiêu chuẩn hội nhập quốc tế theo hệ thống quản lý chất lượng quốc tế.[10]

1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty

1.2.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất bia

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính gồm: Malt (đại mạch nảy mầm), gạo tẻ, hoa houblon, nước và nấm men

Malt: Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong những điều kiện nhân tạo (ở

nhiệt độ và độ ẩm thích hợp) Trong quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzyme hình thành và tích tụ trong hạt đại mạch trong đó chủ yếu là enzyme amylaza, ngoài

ra còn có enzyme proteaza và các enzyme khác Các enzyme trong đại mạch là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit, protein trong malt thành nguyên liệu (các loại

đường, axit amin tự do, các vitamin) mà nấm men có thể sử dụng để lên men

Gạo: Gạo được sử dụng dưới dạng thế liệu nhằm tận dụng tối đa hoạt lực

enzyme của Malt và giảm bớt chi phí sản xuất Tỷ lệ sử dụng tùy thuộc vào loại và chất lượng của nguyên liệu khoảng 30% ÷ 40% gạo và 60% ÷ 70% Malt Gạo với 76% độ hòa tan và 12% độ ẩm là nguyên liệu có sẵn trong nước, giá thành rẻ Thành phần hóa học chủ yếu là tinh bột chiếm 75% và protein 8%

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của malt và gạo [3]

Hoa Houblon: Hoa Houblon có chứa chất thơm, chất có vị đắng đặc trưng

nhờ đó bia có vị dễ chịu, có hương vị đặc trưng, giúp bọt lâu tan và bền khi được bảo quả

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của hoa houblon (tính theo % chất khô ) [3]

Nấm men: Hai chủng nấm men thường đựơc dùng trong sản xuất bia là

Saccharomyces ellipsoids và Saccharomyces carlsbergensis.Chúng là những

chủng nấm men lên men ở nhiệt độ thấp, lắng ở đáy thiết bị nên làm trong bia rất thuận lợi cho việc tách sinh khối nấm men và có thể dùng làm men giống cho các đợt sản xuất tiếp theo Nấm men đóng vai trò chính quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của nấm men chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm, quá trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzyme trong tế bào nấm men có hoạt lực cao và thuần khiết là một khâu kỹ thuật

hết sức quan trọng trong sản suất bia

Nước: Trong bia thành phẩm hàm lượng nước có thể chiếm đến 90%, vì thế

nước là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ

Bảng 1.5 Quy định hàm lượng kim loại có trong nước [3]

STT Tên chất

Hàm lượng cho phép (mg/L)

STT Tên chất

Hàm lượng cho phép (mg/L)

Các phụ liệu trong sản xuất bia: Ngoài các nguyên liệu chính như trên thì

trong công nghệ sản xuất bia còn sử dụng một số phụ liệu khác nhằm tạo ra sản phẩm bia chất lượng cao như: Caramel: bổ sung màu cho bia; Muối hạt: CaSO4, CaCO3 được sử dụng trong sản xuất bia nhằm tăng hiệu quả làm sạch bia (loại bỏ

các chất lơ lửng trong bia); Các loại trợ lọc: bao gồm trợ lọc thô, trợ lọc mịn, giấy lọc; Các chất khử trùng: dùng để thanh trùng định kỳ các thiết bị lên men, dụng cụ chứa đựng, tránh tạp nhiễm làm giảm chất lượng bia

1.2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia của Công ty

Quy trình sản xuất bia gồm 4 công đoạn chính là:

 Chuẩn bị nguyên liệu

 Hồ hóa, đường hóa nguyên liệu và nấu hoa

 Lên men

 Lọc bia – chiết chai

Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ phần bia và nước giải khát Phú Yên,xem hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ Phần bia và nước giải khát

Phú Yên

Axit lactic, CaCl2

Lên men

CO2

Houblon viên Houblon cao Caramen Axit lactic ZnCl2

Diatomic

H2SO4

than

Malt

 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Malt, gạo có chất lượng bảo đảm tiêu chuẩn được cân và làm sạch bằng máy sàng để loại bỏ những hạt cát, sạn, kim loại Sau đó Malt và gạo được nghiền nhỏ giúp quá trình nấu diễn ra nhanh và ít tốn năng lượng

 Công đoạn hồ hóa – đường hóa – nấu hoa

Đưa nguyên liệu gồm malt và gạo tẻ đã được nghiền mịn vào thiết bị thủy phân tạo ra những sản phẩm đường đơn có hoạt tính lên men cao thích hợp cho sản xuất bia Để quá trình thủy phân diễn ra nhanh người ta bổ sung H2SO4 vào quá trình hồ hóa Qúa trình đường hóa malt xảy ra ở nhiệt độ 75oC có bổ sung Axit lactic và CaCl2 tạo môi trường pH thích hợp cho enzyme α amylaza hoạt động để thủy phân tinh bột nhanh tạo thành dịch nấu.Dịch nấu thu được sau quá trình thủy phân sẽ chuyển qua công đoạn lọc để tách giữa dịch và bã của malt vì malt đem nấu

là malt được nghiền nhỏ còn vỏ Dịch đường sau khi lọc được chuyển qua hệ thống đun sôi và hoạt hóa bằng cách bổ sung một liều lượng hoa Houblon và caramen cần thiết nhằm làm ổn đinh các thành phần tạo màu, mùi vị và hương thơm đặc trưng thích hợp cho bia Trong quá trình đun sôi thì các loại vi khuẩn có thể bị tiêu diệt và phần kết tủa giữa Tarin và protein cũng được tách ra bằng thiết bị lắng trong

 Công đoạn lên men

Đây là quá trình quan trọng nhất trong công đoạn sản xuất bia Dịch đường sau nấu hoa được làm lạnh, bổ sung nấm men và sục khí cấp O2 sao cho độ oxy hòa tan đạt 8 mg/lít giữ trong 2 giờ để nấm men phát triển đến hàm lượng nấm men đạt

100 ÷ 120 triệu tế bào/ lít, tiếp chuyển sang tank lên men Tại đây xảy ra 2 quá trình lên men chính và phụ trong cùng một thiết bị nhưng ở nhiệt độ khác nhau

▪ Giai đoạn lên men chính

Trong giai đoạn này nhiệt độ trong các tank lên men sẽ được giữ ở mức

16oC, áp suất sẽ được điều chỉnh ổn định Thời gian lên men sẽ thực hiện trong 5÷ 8 ngày Trong giai đoạn này, dịch đường sẽ được chuyển hóa thành rượu etylic

C2H5OH và CO2 Giai đoạn lên men chính với sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ,

một lượng đường khá lớn chuyển hóa thành cồn và CO2, sản phẩm của quá trình này là bia non, đục

▪ Giai đoạn lên men phụ

Giai đoạn lên men phụ này được thực hiện ở nhiệt độ 1oC, mục đích của giai đoạn này là lắng trong bia non, bão hòa CO2, tạo hương đặc trưng cho bia Quá trình lên men thu được 2 thành phần chính là C2H5OH và CO2 đồng thời tạo ra hương vị đặc trưng cho bia Khí CO2 sinh ra được thu hồi cho vào hệ thống làm sạch để sử dụng cho mục đích chế biến bia sau này Sản phẩm của quá trình này là một loại nước giải khát bão hòa CO2, có hương thơm và mùi vị dễ chịu nhờ các quá trình chuyển hóa hóa lý phức tạp diễn ra ở điều kiện nhiệt độ thấp

 Lọc bia – chiết chai

Ở công đoạn này bia được bơm qua thệ thống lọc trong nhằm loại bỏ tất cả cặn và nấm men làm bia có màu sáng trong và đủ tiêu chuẩn về độ trong Trong quá trình này có thể bổ sung một lượng CO2 nếu trong bia không đủ hàm lượng CO2 Sản phẩm sau quá trình lên men còn chứa một lượng lớn nấm men và cặn lơ lửng không lắng nên để đạt tiêu chuẩn về độ trong, bia được lọc bằng máy ép khung bảng với chất trợ lọc diatomit Sau lọc bia được hạ nhiệt độ xuống 4 ÷ 5oC và bảo hòa

CO2 Lúc này đối với dây chuyền bia hơi thì bia thành phẩm được chuyển sang đường ống tới tank chứa Đối với bia chai thì bia thành phẩm sẽ được chiết vào các chai đã được rửa sạch, sau đó chai bia theo băng chuyền đến máy đóng nắp và máy thanh trùng để tiệt trùng, cuối cùng dán nhãn mác đưa chai bia vào keg

1.2.3 Chất thải trong sản xuất bia và biện pháp xử lý

Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia, xem bảng 1.6

Bảng 1.6 Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia

STT Nguồn phát thải Chất gây ô nhiễm Nguồn chịu tác

động

1 Nghiền nguyên liệu Bụi nguyên liệu Không khí

2 Nấu, đường hóa, rửa nồi

nấu

SO2, NO2,CO, bụi, nhiệt, nước thải chứa chất hữu cơ Không khí, nước

3 Lắng, lọc, rửa thiết bị Bã malt, bã hoa, nước thải

5 Lên men, rửa thiết bị CO2, nước thải chứa chất

hữu cơ, nấm men Không khí, nước

6 Lọc bia tươi, rửa thiết bị Men bia, chất trợ lọc,

protein, bia rơi vãi Nước, không khí

9 Vệ sinh nhà xưởng Nước thải chứa chất hữu cơ,

bã bia và chất khô như sau: Bã bia 2816 tấn/ năm; chất khô 704 tấn/năm [1]

Bã men bia có giá trị dinh dưỡng cao, làm thức ăn bổ sung cho gia súc rất hiệu quả, hiện nay Công ty đang bán bã men cho người chăn nuôi gia súc Bã hoa houblon và cặn protein được xả ra cống làm tăng tải lượng ô nhiễm của nước thải

Rác thải sinh hoạt: Với tổng số lượng cán bộ công nhân viên chức 165 người

và hệ số phát thải trung bình là 0,4 kg/người.ngày, khối lượng chất thải rắn sinh

hoạt tại nhà máy sẽ là khoảng 66 kg/ ngày, tương ứng khoảng 24090 kg/năm Công

ty đã phân loại và ký hợp đồng thu gom xử lý với công ty môi trường đô thị của thành phố [1]

Các chất thải rắn khác như chai lọ vỡ, bao bì phế liệu, nắp chai phế phẩm được thu gom, phân loại và bán cho các cơ sở gia công tái chế Một lượng nhỏ chai

lọ đựng hóa chất được thu gom và quản lý đúng kỹ thuật tại kho riêng

1555 m3/h hoặc 0,432 m3/s lượng khí thải này được quạt hút có công suất q = 12000

m3/h đưa đến hệ thống lọc bụi Xyclon sau đó phát tán ra môi trường không khí thông qua ống khói cao 18 m 1

Lượng phát thải chất ô nhiễm trong khí thải của các phương tiện vận chuyển,

xe cẩu hàng và xe vận chuyển có thể xác định ước tính dựa vào số lượng xe hoạt động trung bình là: 4080 m3/h [1]

Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia, xem bảng 1.7

Bảng 1.7 Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia [1] STT Nguồn ô nhiễm Bụi(mg/m 3 ) SO 2 (mg/m 3 ) NO 2 (mg/m 3 ) CO(mg/m 3 )

Nồng độ các chất ô nhiễm chứa trong bụi thải của dây chuyền sản xuất bia và trong khí thải của các phương tiện vận chuyển là không đáng kể và nằm dưới giới hạn rất nhiều so với quy chuẩn cho phép QCVN 19:2009/BTNMT (A)

Nồng độ các chất ô nhiễm chứa trong khí thải của lò hơi hầu hết đều nằm dưới khung quy chuẩn cho phép, riêng đối với nồng độ khí SO2 là 2143,33 mg/m3vượt nhiều so với QCVN 19:2009/BTNMT (A) (1500 mg/m3) là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường không khí tại Công ty, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cán bộ, công nhân trong Công ty

Do vậy, Công ty cần phải áp dụng các biện pháp xử lý khí thải lò hơi đạt quy chuẩn hiện hành trước khi xả thải vào môi trường

 Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt phát sinh trong quá trình sản xuất

và nghỉ ngơi của cán bộ công nhân viên chức trên khu vực nội và ngoại vi của nhà máy sau khi được xử lý sơ bộ bằng hầm tự hoại thì được thu gom, tập trung vào cống thu và dẫn sang khu xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp

 Nước mưa chảy tràn: Nước mưa chảy tràn có cuốn theo đất cát, rác và các tạp chất rơi vãi trên mặt đất xuống nguồn nước.So với nước thải sản xuất thì nước mưa khá sạch và hàm lượng các chất ô nhiễm thấp hơn (nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn TSS khoảng 10 ÷ 20 mg/L; COD khoảng 10 ÷ 20 mg/L;

N khoảng 0,5 ÷ 1,5 mg/L; P khoảng 0,004 ÷ 0,03 mg/L Vì vậy nước mưa chảy tràn được tách đất cát bằng hệ thống hố ga và hệ thống song chắn rác để giữ lại các cặn rác có kích thước lớn, sau đó thải thẳng vào nguồn tiếp nhận

Nước thải từ các công đoạn sản xuất bia gồm có: nước lẫn bã malt và bọt sau khi lấy dịch đường, nước tráng rửa thiết bị, máy móc, nước rửa keg, xả cặn và men,

nước rửa chai và tank chứa, nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàn trữ, nước trao đổi nhiệt lò hơi, nước làm mát máy móc, thiết bị, nước tải lạnh Trong đó:

 Nước trao đổi nhiệt lò hơi, nước làm mát cơ bản sạch, được thu hồi sử dụng tuần hoàn trong quá trình sản xuất Khi có nhu cầu cần xả thải thay thế thì có thể tách tạp chất cơ học bằng hệ thống hố ga và bể lắng tách cơ học, rồi xả thải thẳng vào nguồn tiếp nhận như xử lý nước mưa chảy tràn

 Nước thải có hàm lượng BOD cao gồm nước thải từ nồi nấu, từ công đoạn lọc thô, nước thải của công đoạn lên men, nước thải của công đoạn rửa chai, chiết chai,… có nồng độ ô nhiễm rất cao: COD = 4000 ÷ 5000 mg/L, BOD = 2500 ÷

3000 mg/L, chiếm khoảng 20% lượng nước thải cần xử lý 1

▪ Nước thải có hàm lượng BOD thấp gồm nước tráng rửa chai, rửa sàn nhà,

vệ sinh thùng nấu, vệ sinh bể chứa, vệ sinh thiết bị Nước thải loại này chiếm khoảng 80% lượng nước thải cần xử lý, nồng độ ô nhiễm biến động thường ở mức COD = 850 ÷ 1100 mg/L, BOD = 550 ÷ 700 mg/L 1

▪ Nước tải lạnh được thu gom, hòa chung vào vào hệ thống cống thu dẫn sang khu xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất của Công ty, xem bảng 1.8

Bảng 1.8 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất của Côngty bia

Nước thải sản xuất bia chứa chủ yếu là các chất hữu cơ có tỷ lệ BOD5/ COD

= 0,75 thuận lợi cho việc áp dụng các phương pháp xử lý sinh học Nước thải bia có chứa hàm lượng chất lơ lửng chủ yếu gồm chủ yếu là: protein, cacbonhydrat và các chất hữu cơ khác có khả năng phân hủy sinh học được chỉ tiêu BOD5, COD Nếu xả thải ra môi trường khi chưa xử lý triệt để thì quá trình ổn định sinh

học của chúng dẫn đến làm giảm lượng oxy trong nước và đây là nguyên nhân gây mùi, tăng độ đục của nước làm ngăn cản quá trình quang hợp, hô hấp của các sinh vật trong nước pH trong nước thải sản xuất bia của Công ty thường biến động lớn: thấp (pH < 4), cao (pH > 9) nếu không xử lý sẽ ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật trong nước khi xả ra nguồn tiếp nhận Đến thời điểm hiên tại (ngày 15 tháng 5 năm 2013) thì toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất của Công ty Cổ phần bia

và nước giải khát Phú Yên đều được dẫn sang khu xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp Hòa Hiệp để xử lý với giá 4000 đồng/m3nước thải Hiện nay để đáp ứng nhu cầu thị trường Công ty đang có kế hoạch nâng công suất lên 50 triệu lít bia/năm Theo đó lượng nước thải từ sản suất cũng tăng theo Do đó việc xây dự

hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh không những giải quyết được vấn đề môi trường, nước thải cho Công ty mà còn góp phần tiết kiệm chi phí xử lý, nâng cao hiệ k cho công ty

khôn

thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc thép tấm đục lỗ Dựa vào kích thước mắt lưới, khoảng cách giữa các thanh chắn mà ta phân biệt ra loại chắn rác thô hay tinh Dựa vào cách vận hành thì song chắn rác được chia thành song chắn rác thủ công và cơ giới Ngoài ra còn có thể phân loại song chắn rác dựa vào tính cơ động của nó gồm song chắn rác di động và cố định

1.3.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để loại ra khỏi nước các loại cặn thô, nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, kim loại,…nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau Bể lắng cát gồm những loại sau:

 Bể lắng cát ngang: Dòng nước chuyển động dọc theo chiều dài bể Bể thường có tiết diện hình chữ nhật với hố thu cát đặt ở đầu bể

 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên theo thân bể Nước được dẫn vào theo ống tiếp tuyến với phần dươí hình trụ của bể Chế độ dòng chảy rất phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến lên, trong khi đó cát sẽ dồn về trung tâm và rơi xuống đáy bể

 Bể lắng cát sục khí: Bể lắng cát sục khí có cấu tạ bể chứa hình chữ nhật Dọ phía tường bể đặ hệ thống sục khí nằm cao hơn đáy từ 45 ÷

60 cm Khi hoạt đọng dòng khí sẽ tạ đường xoắn ốc quét qua đáy bể với vận tốc xoay từ 0,25 ÷ 0,3 m/s và vận tốc chuyển động thắng theo trục dọc bể từ 0.08 ÷ 0,12 m/s Vận tốc này đủ lớn để tránh được hiện tượng lắng đọng các chất hữu cơ dưới đáy bể và đủ nhỏ để cát và các loại cặn nặng có thể lắng được

Bể điều hòa là công trình dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động của lưu lượng và tải lượng của nước thải dòng vào đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý phía sau, giảm chi phí và kích thước của các công trình thiết bị phía sau Có hai loại bể điều hòa:

 Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng (nằm trong đường đi của dòng chảy)

 Bể điều hòa lưu lượng (nằm trong hoặc ngoài đường đi của dòng chảy)

1.3.1.4 Bể lắng

bể lắng thành 2 loại:

 Bể lắng đợt 1: Được đặt trước các công trình xử lý sinh học dùng để tách cácchất rắn, cặn không hòa tan

 Bể lắng đợt 2: Được đặt sau các công trình xử lý sinh học dùng để lắng cặn visinh, bùn làm trong nước trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

Dựa vào chiều dòng chảy của nước trong bể thì bể lắng được chia thành bể lắng ngang và bể lắng đứng

1.3.1.5 Bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi được dùng để tách tạp chất ở dạng rắn hoặc lỏng phân tán không tan, kém lắng ra khỏi nước thải Ngoài ra tuyển nổi còn được dùng cô đặc bùn sau xử lý sinh học Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục khí vào nước thải Bọt khí trong quá trình đi lên sẽ kết dính các tạp chất, khi lực nổi tập hợp các bọt khí đủ lớn sẽ kéo theo các tạp chất cùng nổi lên bề mặt dính kết lại với nhau thành lớp bọt có chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong nước thải ban đầu

1.3.1.6 Bể lọc

Lọc được ứng dụng để loại ra khỏi nước các chất phân tán có kích thước nhỏ

mà bể lắng không thể loại được Lọc được tiến hành nhờ lớp vật liệu lọc cho phép chất lỏng đi qua và giữ lại tạp chất.Vật liệu lọc thường được sử dụng là cát, sỏi, than cốc, than bùn, than gỗ c lựa chọn loại vật liệu lọc phải căn cứ vào đặc tính nước thải và điều kiện thực tế Lọc có nhiều dạng như: lọc chân không, lọc nhanh, lọc chậm, lọc áp lực, lọc chảy ngược, lọc chảy xuôi,

1.3.1.7 Bể nén bùn trọng lực

Bể nén bùn trọng lực còn gọi là bể cô đặc bùn trọng lực làm việc như bể lắng đứng Dung dịch cặn loãng được dẫn vào buồng phân phối đặt ở tâm bể, cặn lắng xuống và được lấy ra ở đáy bể, nước được thu lại bằng máng vòng quanh chu vi bể

và đưa lại khu xử lý Trong bể có đặt máy gạt cặn để dồn cặn ở đáy bể về hố thu cặn Trên tay đòn của máy gạt cặn có gắn các thanh dọc, khi máy gạt hoạt động các thanh dọc này sẽ khuấy nhẹ khối cặn tạo ra các khe hở cho nước đi lên phía trên làm tăng hiệu quả nén cặn và cặn lắng sẽ đặc hơn

1.3.2 Phương pháp hóa - lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý, hóa học để đưa vào nước thải các chất, tác nhân có khả năng

phản ứng với các thành phần ô nhiễm trong nước thải, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác ở dạng cặn lắng hoặc chất hòa tan nhưng không, ít độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Phương pháp này có thể xử lý độc lập hoặc kết hợp với các phương pháp cơ học, sinh học trong dây chuyền xử lý Các phương pháp hóa lý

thường áp dụng trong xử lý nước thải là: keo tụ- bông, hấp thụ, trao đổi ion,

thấm lọc ngược, siêu lọc, oxy hóa - khử…

1.3.2.1 Phương pháp keo tụ - tạo bông

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn

có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn 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 trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

xử lý Cấp khí nén

Nước

thải

vào

Bản chất của quá trình oxi hiếu khí: Vi sinh vật sử dụng O2

trì ổn định hàm lƣợng vi sinh vật







4, CO2huỷ phân, axit hóa và tạo khí methane với sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí, trong





UASB)

Đây là dạng bể phản ứng có dòng nước thải đi từ dưới lên trên qua tầng bùn

ở trạng thái lơ lửng Bể UASB gồm 3 phần chính: phần bùn đặc ở dưới đáy bể, một lớp thảm bùn chính giữa bể và phần dung dịch lỏng ở phía trên Nước thải được nạp

vào bể từ dưới đáy lên, nó xuyên qua lớp thảm bùn rồi đi lên trên ra phía ngoài Các chất rắn trong nước thải được tách ra bởi thiết bị tách chất khí và lắng ở tại ngăn lắng Các chất rắn sẽ lắng xuống lớp thảm bùn do đó nó c

tăng lên và sẽ góp phần giữ lại các vi sinh vật hoạt động Quá trì

 30% thể tích của bể UASB



CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

tự nhiên như khí hậu, địa hình, địa chất công trình, thủy văn, để từ đó thiết kế một

hệ thống xử lý nước thải phù hợp cho Công ty

2.2.3 Phương pháp đối chiếu, so sánh

ng

–o

–– 2008

2.2.4 Phương pháp tính toán

k

2.2.5 Phương pháp phân tích chi phí lợi ích

2.2.6 Phương phép vẽ

ềm Autocad 2007

Dòng thải với BOD5 = 1500 mg/l nên ta chọn phương pháp xử lý sinh học

yế bể UASB trước nhằm giảm tải lượng ô nhiễm sau đó là xử lý sinh học hiếu khí bằng bể Aroten

Chọn phương pháp làm việc liên tục vì với lưu lượng dòng thải là Q = 960

m3/ngày, nếu chọn làm việc theo mẻ thì đòi hỏi thiết bị UASB, Aeroten phải lớn, mặt khác nước thải của Công ty thải ra liện tục với hàm lượng chất hữu cơ tương đối lớn nên cần phải xử lý liên tục để tránh quá trình tự phân hủy yếm khí gây mùi hôi khó chịu làm mất tính thẩm mỹ môi trường tại Công ty

Kết hợp với bể lắng bậc 2 để tách hàm lượng chất lơ lửng như: Sinh khối sinh ra trong quá trình phân hủy, và cặn vô cơ kích thước nhỏ bé không lắng được ở

bể lắng cát

Từ những phân tích trên về đặc điểm của nước thải của Công ty ta có những phương án để lựa chọn sau:

Phương án 1

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể lắng 1

Chôn lấp Thùng chứa

Máy nén khí

Máy

ép bùn Nước thải vào

Nguồn nhận

Bể tiếp xúc

Clo

Sân phơi bùn

Bể nén bùn

Thùng chứa

Sân phơi cát

Bể chứa bùn

Nguồn nhận