Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án thiết kế nhà máy xử lý nước nước thải Bia 23100 m3 sabibeco. Đây là đồ án môn ( đồ án nhỏ ). Bản các bạn xem là bản word, các bạn có thể gửi mail đến: datqt47wru.vn để hỏi thêm nếu có thắc mắc. Đồ án mình vẽ tay nên không lưu lại bản cad cũ. Nhưng mình sẽ có bản cad mẫu cho các bạn ở dưới đính kèm.
Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm ĐẶT VẤN ĐỀ Bia sản xuất Việt Nam cách 100 năm nhà máy Bia Sài Gòn Hà Nội Hiện nhu cầu thị trường, trời gian ngắn, ngành sản xuất bia có bước phát triển mạnh mẽ Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2011 dự kiến 28 lít/người/năm Bình qn lượng bia tăng 20% năm Tuy nhiên, tăng trưởng ngành sản xuất bia lại kéo theo vấn đề môi trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt nước thải có độ nhiễm cao Nước thải sản xuất rượu bia thải thường có đặc tính chung nhiễm hữu cao, nước thải thường có màu xám đen thải vào thuỷ vực đón nhận thường gây nhiễm nghiêm trọng phân huỷ chất hữu diễn nhanh Thêm vào hố chất sử dụng q trình sản xuất CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất với chất hữu nước thải có khả đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận không xử lý Kết khảo sát chất lượng nước thải sở sản xuất bia nước Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ sở sản xuất bia khơng xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ lửng SS cao SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm MỤC LỤC SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Yêu cầu nước dùng sản xuất bi……………………………….9 Bảng 1.2 Thành phần hoa Houblon…………………………………………… 10 Bảng 2.1 Đặc tính nước thải số nhà máy bia……………………………….16 Bảng 2.2 Đặc trưng nước thải số sở sản xuất bia địa bàn Hà Nội 2007 17 Bảng 2.3 Thành phần nước thải sản xuất bia số Công ty năm 2002……… 17 Bảng 2.4 Thành phần định mức CTR công nghiệp sản xuất bia…………….20 Bảng 3.1 Số liệu thành phần tính chất nước thải .23 Bảng 4.1 Các thông số đầu vào nước thải 29 Bảng 4.2 Tổng hợp thơng số tính tốn mương dẫn nước thải .30 Bảng 4.3 Tổng hợp thông số tính tốn song chắn rác thơ 34 Bảng 4.4 Các thông số thiết kế lưới chắn rác……………………………………….34 Bảng 4.5 Tổng hợp thông số tính tốn lưới chắn rác……………………………34 Bảng 4.6 Đặc trưng dòng thải sau qua song chắn, lưới chắn……………………35 Bảng 4.7 Tổng hợp thơng số tính tốn hố thu gom…………………………… 36 Bảng 4.8 Tổng hợp thơng số tính tốn bể điều hòa .39 Bảng 4.9 Đặc trưng dòng thải sau qua bể điều hòa .40 Bảng 4.10 Giá trị số thực nghiệm a, b t0 200C 42 Bảng 4.11 Tổng hợp thơng số tính tốn bể lắng 43 Bảng 4.12 Đặc trưng dòng thải sau qua bể lắng 44 Bảng 4.13 Tổng hợp thông số thiết kế bể UASB 49 Bảng 4.14 Đặc trưng dòng thải sau qua bể UASB 50 Bảng 4.15 Tổng hợp thông số thiết kế bể SBR 57 Bảng 4.16 Đặc trưng dòng thải sau qua bể SBR 57 SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GỊN (Sabibeco) VÀ Q TRÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN a) Tên cơng ty vị trí địa lý • Tên tổ chức: CƠNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GỊN – BÌNH TÂY • Tên tiếng Anh: SAIGON-BINHTAY BEER JOINT STOCK COMPANY • Tên viết tắt: SAIGON-BINHTAY BEER JSC • Trụ sở chính: Số Nam Kỳ Khởi Nghĩa, P.Nguyễn Thái Bình, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh • Điện thoại: (84-28) 3824 3586 • Fax: (84-28) 3915 1856 • Vốn điều lệ đăng ký: 565.762.360.000 đồng • Giấy CNĐKKD: Số 0304116373 Sở KH&ĐT Thành phố Hồ Chí Minh cấp ngày 25 tháng 11 năm 2005 đăng ký thay đổi lần ngày 19 tháng 09 năm 2014 • Mã số thuế: 0304116373 b) Lịch sử hình thành • Thành lập theo chủ trương Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn • Đại hội đồng cổ đông thành lập thông qua Điều lệ ngày 20 tháng 10 năm 2005 • Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh lần Công ty số 4103004075 Sở KH & ĐT Tp HCM cấp ngày 25 tháng 11 năm 2005 • Ngày 20/11/2005 HĐQT Cơng ty họp bàn triển khai dự án đầu tư Nhà máy bia cơng suất 45 triệu lít / năm • Ngày 18/2/2006 HĐQT Quyết định Phê duyệt dự án đầu tư • Ngày 01/11/2006: Văn phòng cơng ty bắt đầu hoạt động 12 Đông Du, Q.1, Tp HCM • Ngày 01/12/2006: Xem xét, định đầu tư giai đoạn II • Ngày 10/1/2007: Tổ chức nấu thử mẻ bia • Ngày 18/3/2007: Chiết thử thành cơng mẻ bia chai • Ngày 10/10/2007: Lơ bia lon thành phẩm chiết thành cơng • Ngày 07/01/2008: Nhận giấy đăng ký kinh doanh sáp nhập Cơng ty cổ phần Hồng Quỳnh vào Cơng ty CP Bia Sài Gòn – Bình Tây • Ngày 01/4/2008: Cơng ty CP Bia Sài Gòn – Bình Tây sáp nhập thức hoạt động c) Năng lực sản xuất SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm • Nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương (Địa chỉ: Lơ B2/47, 48, 49, 50, 51 KCN Tân Đông Hiệp B, xã Tân Đơng Hiệp, Huyện Dĩ An, Tỉnh Bình Dương): 110 triệu lít/năm • Nhà máy Bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh (Địa chỉ: A73/I , đường số 7, KCN Vĩnh Lộc, Huyện Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh): 100 triệu lít/năm • Đang tiến tới dự án xây dụng nhà máy bia khu vực Công trường Mê Linh, Bến Nghé, Quận 1, Hồ Chí Minh, Việt Nam với cơng suất 300 triệu lít/năm SVTH: Qch Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm d) Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải Như trình bày phần trên, hệ thống xử lý nước thải công ty vận hành tốt, chất lượng nước đầu đảm bảo theo tiêu chuẩn thải hệ thống xây dựng với lưu lượng nước thải 4000 m3/ngày đêm (cực đại) cho 100 triệu lít/năm Khi xây dựng nhà máy với cơng suất 300 triệu lít/năm lượng nước thải đạt đến 18000 m3/ngày đêm cần thiết năm 2030 mà nhà máy hoạt động tốt Cơng nghệ xử lý, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải trình bày cụ thể chương sau đồ án 1.2 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT BIA: a) Nguyên liệu sản xuất bia Bia sản xuất từ nguyên liệu malt đại mạch, nước, hublon nấm men Nhiều loại nguyên liệu thay malt trình nấu gạo, đường loại dẫn xuất từ ngũ cốc; nguyên liệu khác sử dụng q trình lọc hồn thiện sản phẩm bột trợ lọc, chất ổn định; Nhiều loại hóa chất sử dụng q trình sản xuất chất tẩy rửa, loại dầu nhờn, chất bôi trơn, chất hoạt động bề mặt… Tỷ lệ thành phần nguyên liệu phụ thuộc vào chủng loại bia sản xuất Nước Do thành phần bia nước nên nguồn nước đặc trưng có ảnh hưởng quan trọng tới đặc trưng bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng chí xác định theo đặc trưng nước khu vực sản xuất bia Do đó, dể dảm bảo ổn định chất lượng mùi vị sản phẩm, nước cần xử lý trước tham gia vào trình sản xuất bia nhằm đạt tiêu chất lượng định SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Bảng 1.1 Yêu cầu nước dùng sản xuất bia Thành phần Đơn vị Hàm lượng Độ pH 6,5 – o Độ cứng H – 12 Muối Cacbonat mg/l 50 Muối Mg2+ mg/l 100 Muối clorua mg/l 75 – 150 CaSO4 mg/l 150 – 200 NH3 muối NO2 mg/l Khơng có 2+ Sắt Fe mg/l < 0,3 Vi sinh vật Tế bào/ml < 100 Malt (Đại Mạch) Đại mạch chia làm nhóm : mùa đơng mùa xn, có chu kỳ sinh trưởng 100-120 ngày Trong : - Đại mạch hàng : đa số dùng sản xuất thức ăn gia súc Đại mạch hàng : đa số dùng sản xuất bia Đại mạch hàng : số chúng dược dùng sản xuất bia Malt hạt đại mạch nảy mầm điều kiện nhân tạo Hạt đại mạch ngâm nước , sau tạo mơi trường ẩm để thích hợp cho việc nảy mầm Q trình nẩy mầm, lượng lớn enzyme xuất tích tụ hạt đại mạch : enzyme amylaza, enzyme proteaza Các enzyme nhân tố thực việc chuyển chất thành phần hạt đại mạch thành nguyên liệu mà nấm men sử dụng để tạo thành sản phẩm bia, hạt đại mạch nảy mầm, người ta đem sấy khô nhiệt độ cao, thời gian ngắn, tùy theo nhiệt độ sấy mà ta thu loại malt khác + Malt vàng : sấy nhiệt độ 800C + Malt socola : sấy nhiệt độ 1000C Phải chọn đại mạch chứa protein, làm ướt đến 42-48%, nảy mầm nhiệt độ tương đối ( 13-180C) phải thơng gió tốt Trong điều kiện đó, hạt tích tụ nhiều enzyme, tiêu hao đạm polysaccharit, đường tích tụ với số lượng vừa đủ Q trình sấy thực nhanh 24 Sau loại bỏ mầm mầm mang lại cho bia vị khơng bình thường Khơng thể dùng malt vừa sấy xong để làm bia mà phải qua trình bảo quản , trình bảo quản malt hút ẩm từ khơng khí, độ ẩm tăng lên, malt lúc xuất số tượng hóa lý ngược với lúc sấy khơ Tất thay đổi dẫn đến sản phẩm hoàn chỉnh malt chín tới Thành phần hóa học malt (tính theo % chất thơ ) + Tinh bột : 58% + Chất khoáng : 2,5% SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm + Lipid : 2,5% + Saccharose : 5% + Đường khử : 4% + Protid : 10% + Pentoza : 8% + Cellulose : 6% Malt sử dụng dạng chất khơ hòa tan thành dịch đường Malt nguyên liệu truyền thống, thiết yếu, khơng thể thiếu q trình sản xuất bia Hoa Houblon Hoa Houblon nguyên liệu thứ dùng để sản xuất bia, hoa Houblon góp phần tạo mùi vị đặc trưng bia, ngồi hoa Houblon sử dụng chất bảo quản bia, làm tăng tính ổn định, khả tạo bọt, tính giữ bọt, làm cho bột mịn xốp Chỉ sử dụng hoa trình sản xuất bia Bảng 1.2 Thành phần hoa Houblon Thành phần Hàm lượng (%) Nước 10 – 11 Nhựa đắng tổng số 15 – 20 Tinh dầu 0,5 – 1,5 Tanin 2–5 Monosaccarit Pectin Amino axit 0,1 Protein 15 – 17 Lipit sáp Chất tro 5–8 Xenluloza, lignin chất khác 40 – 50 Men bia (Yeast) Men bia sử dụng qui trình men Heineken A SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm Năm 1886, Dr Eilon, học trò Louis Pasteur phát triển thành cơng Heineken “A-yeast” - men bia đặc trưng Heineken ứng dụng cơng nghệ sản xuất bia ngày Heineken giúp mang lại cho sản phẩm Heineken hương vị riêng độc đáo Yêu cần chất lượng nấm men trước đưa vào làm men + Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết 2%, tỉ lệ nảy chồi lớn 10% Thời kỳ mạnh độ đường xuống nhanh 80% + Nấm men đưa vào dịch đường để lên men phải từ 10-20 triệu tế bào/ml dịch giống + Nấm men phải có khả chuyển hóa đường đơi, đường đơn giản, peptid, acid amin, giải phóng CO2, rược etylic nhiệt + Nấm men phải chủng Sản phẩm thay (Gạo) Ở nước ta nguyên liệu thay sử dụng gạo, nước ta có nguồn gạo dồi dào, mặc khác việc nghiền, xay gạo giản đơn, không cần phải ngâm Gạo dùng thay phần malt để làm giảm giá thành sản phẩm Yêu cầu kỹ thuật gạo + Trắng, hạt, khơng ẩm mốc, khơng có mùi hơi, sạn rác, không mối mọt + Tỷ lệ tạp chất < 2% + Độ ẩm : 13-13,5% + Tinh bột : 76% chất khô + Tro : 1,1% chất khô + Chất béo : 1,6% chất khô + Cellulose : 5,8% chất khô b) Các công đoạn sản xuất bia: Chuẩn bị Malt gạo (gọi tắt nguyên liệu) đưa đến phận nghiền nguyên liệu thành mảnh nhỏ, sau chuyển sang nồi nấu để tạo điều kiện cho q trình chuyển hóa ngun liệu trích ly tối đa chất hồ tan nguyên liệu Các nhà sản xuất bia thường sử dụng thiết bị nghiền khơ nghiền ướt • Đối với gạo: gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột nguyên vẹn, nên gạo cần phải nghiền mịn tốt • Đối với malt: Việc nghiền malt cần đáp ứng yêu cầu đảm bảo hiệu suất chuyển hóa cao trình nấu dễ dàng lọc dịch đường sau đường hóa Độ mịn malt sau nghiền phụ thuộc vào công nghệ lọc hèm sau đường hóa loại máy nghiền lựa chọn hệ thống thiết bị SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 10 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Trong đó: = thể tích khí CH4 sinh điều kiện tiêu chuẩn (00C, 1atm); Q = lưu lượng bùn vào bể kị khí, m3/ngày; Px = lượng sinh khối hình thành ngày, kgVS/ngày; 0,35 = hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ 1kg COD chuyển hóa hồn tồn thành khí mêtan CO2, m3 CH4/kg COD Hàm lượng khí CH4 sinh chiếm khoảng 70% tổng lượng khí sinh [9], điều có nghĩa tổng lượng khí sinh từ bể UASB ngày là: (m3/ngày) - Đường kính ống dẫn khí: (m) Với vk vận tốc khí ống, vk=15-20 (m/s) [10], chọn vk=20 (m/s) Khi đó:m Lượng bùn dư hình thành ngày (m3/ngày), [9] Lượng chất rắn từ bùn dư MSS = Qw x CSS = 27,2 x 30 = 814,6 (kg SS/ngày) [10] Tính hệ thống phân phối nước Nước thải cần xử lý vào bể UASB từ lên thông qua ống phân phối nước vào Yêu cầu việc cấp nước vào bể phải bảo đảm phân phối nước tiết diện ngang bể Trên đường cấp nước phải bố trí van 1chiều để tránh tượng nước thải chảy ngược trở lại bơm khơng hoạt động - Tính đường kính ống dẫn nước bơm nước thải: (mm) Chọn ống PVC có D = 450 mm Trong đó: Q = lưu lượng nước thải, m3/s = tốc độ lưu thể ống = 1,5 – 2,5 m/s [10], chọn = m/s Từ ống dẫn nước bơm nước thải chia làm ống nhánh để dẫn nước thải vào đơn nguyên - Đường kính ống nhánh, chọn SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths = 1,5 (m/s): Page 45 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm (m) = 238 (mm) Chọn ống PVC có Dn = 250 mm Từ ống nhánh chia làm ống nhánh nhỏ để phân phối nước thải đơn nguyên - Đường kính ống nhánh nhỏ, chọn = 1,5 (m/s): (m) = 119 (mm) Chọn ống PVC có Dnn = 200 mm Bảng 4.13 Tổng hợp thông số thiết kế bể UASB Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trị Dung tích phần xử lý yếm khí V m3 8485,4 Diện tích cần thiết bể F m2 1604 Kích thước đơn nguyên Số lượng Chiều cao phần xử lý yếm khí H1 m 5,3 Chiều cao vùng lắng H2 m 1,2 Chiều cao bảo vệ H3 m 0,5 Chiều dài L m 40 Chiều rộng B m 10,1 Chiều cao tổng H m Lượng bùn nuôi cấy ban đầu Mb Tấn 5091 Lượng sinh khối sinh ngày Px kgVS/ngày 611 Lượng khí CH4 sinh ngày VCH4 m3/ngày 8606 Qw m3/ngày 27,2 Hàm lượng COD đầu CODr mg/l 473 Hàm lượng BOD5 đầu BODr mg/l 247 SSr mg/l 160 Lượng bùn dư hình thành ngày Hàm lượng SS đầu Bảng 4.14 Đặc trưng dòng thải sau qua bể UASB Thông số SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Nước thải đầu vào Page 46 Nước thải đầu Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm 4.7 Lưu lượng (m3/ngày.đêm) 23100 23100 COD (mg/l) 1575 473 BOD (mg/l) 986 247 SS (mg/l) 265 160 pH 5,5 – 5,5 – Tổng Nitơ (mg/l) 100 100 Tổng photpho (mg/l) 8 Bể SBR Các giai đoạn hoạt động diễn ngăn bể bao gồm: làm đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải xả bùn dư Các ngăn bể hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục Cơng trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ Các q trình trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu xử lý nước thải cao BOD nước thải sau xử lý thường thấp 50 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l N-NH3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l Bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai [3] Chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu vào: - Lưu lượng nước thải 23100m3/ngày Hàm lượng BOD5 = 247 mg/l Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 160 mg/l Hàm lượng chất hữu bay cặn lơ lửng 160 x 0,75 = 120 mg/l Nhiệt độ trung bình nước thải 200C Các tiêu thiết kế: - Thời gian tích nước vào bể 3h, thời gian làm sục khí 5h, thời gian lắng tĩnh 1,5h, thời gian xả nước 2h, chờ nạp mẻ 0,5h Tổng thời gian chu kỳ 12h - Tỷ lệ F/M = 0,1 – 0,2 kg BOD5/kg bùn ngày [4] Chọn F/M = 0,2 Độ tro cặn Z = 0,3 hay cặn bay 0,7 cặn lơ lửng [9] Hệ số động học Y = 0,65 g/g kd = 0,05 ngày-1 [4] SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 47 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Nồng độ cặn cô đặc phần chứa bùn phía bể = 8000 mg/l (trong 0,7 x 8000 = 5600 mg/l bùn hoạt tính) [4] Tỷ trọng cặn 1,02 Chọn 60% thể tích bể chứa nước tháo ngày [4] - Chiều sâu công tác bể 4,5m, tường dự trữ cao 0,3m, lỗ ống phân phối khí đặt đáy 0,3m [4] - - - - Xả cặn thực sau chu kỳ Hàm lượng BOD5 đầu 50mg/l (loại B), SS = 25 mg/l, 65% cặn hữu BOD21 [3] BOD5 = 0,68 BOD21 BOD21 tế bào 1,42 nồng độ tế bào chết Trong nước thải có đủ dinh dưỡng cần thiết cho tế bào phát triển Tính toán bể SBR Số lượng bể chu kỳ phân đoạn thời gian làm việc Trong nhà máy bố trí bể SBR làm việc Chu kỳ phân đoạn thời gian làm việc bể sau: 3h 5h 1,5h 3h 5h 2h 0,5h 1,5h 3h 2h 5h 0,5h 1,5h 3h 2h 5h 12h chu trình lặp lại Ghi chú: 3h : thời gian bơm nước vào bể, 5h : thời gian sục khí, 1,5h : thời gian lắng tĩnh, 2h : thời gian tháo nước trong, 0,5h : thời gian chờ nạp mẻ SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 48 0,5h 1,5h 2h 0,5h Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Xả cặn dư thời gian chờ thời gian lắng thời gian tháo nước Xác định hiệu xử lý bể theo BOD5 (%) Xác định nồng độ BOD5 hòa tan nước xử lý BOD5 đầu = BOD5 hòa tan + BOD5 chứa cặn lơ lửng Suy ra: BOD5 hòa tan = BOD5 đầu – BOD5 chứa cặn lơ lửng BOD5 chứa 25 mg/l cặn lơ lửng đầu ra: - Cặn hữu cơ: 65% x 25mg/l = 16,25 mg/l = BOD21 - BOD21 bị oxy hóa thành cặn : 1,42 x 16,25 = 23 mg/l - Lượng BOD5 cặn lơ lửng : 0,68 x 23 = 15,64 mg/l - Lượng BOD5 hòa tan : 50 – 15,64 = 34,36 mg/l Tính thể tích cần thiết bể SBR - Thể tích phần nước bể SBR là: (m3) - Thể tích phần nước chiếm 60% dung tích bể SBR nên thể tích tổng cộng bể SBR là: (m3) - Thể tích bể SBR 19250 : = 4812,5 (m3) - Chiều sâu công tác bể H = 4,5 m nên - Diện tích bể SBR là: (m2) - Chọn bể hình vng có cạnh: a x a = 28,4 x 28,4m Xác định nồng độ bùn hoạt tính cần thiết trì bể Áp dụng cơng thức: Trong đó: hay [4] V = thể tích tổng bể SBR V = 19250 (m3) Q = lưu lượng nước thải Q = 23100 (m3/ngày) S0 = nồng độ BOD5 đầu vào S0 = 247 (mg/l) SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 49 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm X = nồng độ bùn hoạt tính, mg/l F/M = 0,2 (kgBOD5/kg bùn ngày) - Nồng độ bùn hoạt tính cần trì bể: (mg/l) - Khối lượng bùn hoạt tính bể chu kỳ (12 giờ): Gb = Q1 x 10-3 x X = x 1482 x 10-3 = 17117,1 (kg) - Nồng độ bùn cặn thực bể: Xc = cặn vô + X/0,7 = (160 – 120) + 1482 : 0,7 = 2157 (mg/l) - Khối lượng bùn cặn thực bể chu kỳ (12 giờ): Gc = Q1 x 10-3Xc = x 2157x10-3 = 24915 (kg) Thể tích bùn chốn chỗ sau cô đặc đến 8000mg/l hay kg/m 3, tỷ trọng bùn 1,02 Giả sử bể SBR hoạt động liên tục lượng bùn cặn sinh chu kỳ Vì thời gian xả cặn sau chu kỳ (12 giờ) hiệu suất xả cặn 75% (đối với chu kỳ đầu tiên) nên lượng bùn cặn tối đa bể là: 0,25 x 24915+ 24915 = 31143,75 (kg) - Thể tích bùn chốn chỗ tối đa bể: (m3) - Chiều cao bùn cặn tối đa bể: (m) Chiều cao phần nước lắng lớp bùn hn = 4,5 – 0,9 = 3,6 (m) Mặt khác, chiều cao lớp nước xả sau chu kỳ: h = 60% x H = 0,6 x 4,5 = 2,7 (m) Phần nước dự trữ ống thoát nước để khỏi kéo cặn là: hdự trử = 3,6 – 2,7 = 0,9 m Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5 - Lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn: SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 50 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm [9] Trong đó: Q = 23100 m3/ngày; S0 = 247 mg/l; S = 34,36 mg/l, f = hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD21 f = 0,68 Px = lượng bùn hoạt tính sinh ngày, kg (kg) Thay số ta tính được: (kg/ngày) - Lượng oxy cần thiết điều kiện thực 200C: [16] (kg/ngày) Trong đó: CS = nồng độ oxy bão hòa nước 200C, CS = 9,02g/l C = nồng độ oxy trì bể làm thống, C = 2mg/l Tính lượng khơng khí cần thiết Áp dụng hệ thống phân phối khí có bọt khí kích thước trung bình với hệ số giảm suất hòa tan oxy ảnh hưởng cặn chất hoạt động bề mặt, lấy = 0,8 Cơng suất hòa tan oxy thiết bị OU = 5,5 gO 2/m3 khí tính 1m sâu [4] - Lượng khơng khí cần thiết: [4] Qkhí (m3/ngày) (Vì lỗ ống phân phối khí đặt đáy 0,3 (m) nên h = (4,5 – 0,3)m) - Kiểm tra tiêu cấp khí: + Lưu lượng cấp khí cho 1m3 nước thải: C = (m3/m3) + Lưu lượng khí cần để khử 1kg BOD5: [4] (m3 khí/1kg BOD5) 10 Cấu tạo dàn ống phân phối khí Trong bể đặt dàn ống xương cá, cách a/2= 13,6/2 = 6,8m cách thành bể 6,8/2 = 3,4m Dàn ống xương cá gồm ống ống nhánh dài 0,8m SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 51 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm đặt vng góc với ống cách 0,3m Đáy ống khoan lỗ D5, cách 10cm = 0,1m thành hàng dọc [4] - Số lỗ ống nhánh: nlỗ = 0,8/0,1 = lỗ - Số ống nhánh dàn ống: nống = 13,6/0,3 = 45 ống - Số lỗ dàn ống: = x 45 = 360 lỗ Diện tích lỗ D5: flỗ = 19,625 x 10-6 m2 - - Tổng diện tích lỗ dàn ống: Lưu lượng khơng khí x = dàn ống: Qkhí = 161619 m3/ngày = 1,87 m3/s - Vận tốc khí qua lỗ: - m2 (m/s) Tính tốn đường kính ống dẫn khí - Ống dẫn khí từ máy nén khí: (sử dụng máy nén khí) D= Trong đó: [10] qkhí = Lưu lượng khí ống dẫn, qkhí = 1,87/4 = 0,47 m3/s ω = Tốc độ trung bình khí chuyển động ống dẫn, ω = 15 – 25 m/s Chọn ω = 15 m/s Suy : [10] D = (m) = 200 mm Vậy để dẫn khí nén ta chọn ống dẫn khí ống tráng kẽm bình thường có đường kính D = 200 mm - Ống dẫn dàn xương cá: Lưu lượng khơng khí ống dẫn dàn xương cá : q1 = (m3/s) Đường kính ống dẫn dàn xương cá: D1 = = 0,12 m (Với ω1 = vận tốc khí ống dẫn thường từ 15 – 25 m/s, chọn ω1 = 21 m/s) SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 52 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Quy chuẩn, chọn ống dẫn khí có đường kính D1 = 120 mm Kiểm tra lại vận tốc khí dàn: (m/s) - Ống nhánh dàn xương cá: Mỗi dàn xương cá chia làm 45 ống nhánh Lưu lượng khí qua ống nhánh là: (m3/s) Đường kính ống nhánh là: D2 = = (m ) = 21 mm (Vận tốc khí ống dẫn thường từ 15 – 25 m/s, chọn ω1 = 15 m/s) Quy chuẩn, chọn ống dẫn khí có đường kính D2 = 25 mm Bảng 4.15 Tổng hợp thông số thiết kế bể SBR STT Thông số thiết kế Ký hiệu EBOD5 V Hiệu xử lý theo BOD5 Thể tích tổng Kích thước bể Số đơn nguyên Chiều dài Chiều rộng Chiều cao công tác Chiều cao dự trữ Nồng độ bùn hoạt tính Lượng oxy cần thiết Lượng khơng khí cần thiết a a H X OCt Qkhí Đơn vị Giá trị % m3 80 19250 m m m m mg/l kg/ngày m3/ngày 28,4 28,4 4,5 0,9 1482 3733,4 161619 Bảng 4.16 Đặc trưng dòng thải sau qua bể SBR Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu Lưu lượng (m3/ngày.đêm) 23100 23100 COD (mg/l) 473 100 BOD (mg/l) 247 50 SS (mg/l) 160 25 pH 5,5 – 5,5 – SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 53 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm 4.8 Tổng Nitơ (mg/l) 100 30 Tổng photpho (mg/l) Bể khử trùng Nước thải sau khỏi bể SBR dẫn đến bể khử trùng dung dịch NaOCl 10%, tỷ trọng 1,2 kg/l Bể khử trùng thiết kế với dòng chảy ziczac qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc clo nước thải Tính tốn bể khử trùng với thời gian lưu nước bể 30 phút Tính lượng NaOCl sử dụng ngày Ta dùng dung dịch NaOCl thương phẩm nồng độ 10%, tỷ trọng 1,2 kg/l để khử trùng Vì khử trùng nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn nên liều lượng clo hoạt tính a để khử trùng a = mg/l (theo quy định TCXDVN 51:2006) Tổng lượng NaOCl sử dụng ngày là: [8] (l/ngày) 24 (l/h) Chọn máy bơm loại bơm màng (1 bơm công tác, bơm dự phòng) Tính kích thước bể - Dung tích hữu ích bể: (m3) - Giả sử chọn chiều sâu lớp nước bể H = 1,5m - Diện tích mặt thống hữu ích bể: (m2) - Chọn bể tiếp xúc gồm ngăn hình chữ nhật, diện tích ngăn: F1 = L x B = 11 x = 66 (m2) Vậy tổng diện tích mặt thống ngăn là: x 66 = 330 (m2) > 320,9 m2 4.9 Bể chứa bùn Bể chứa bùn có nhiệm vụ ổn định bùn bể lắng bậc bể UASB trước bơm sang máy ép bùn băng tải Lượng bùn thải từ bể lắng 109,8 (m 3/ngày) lượng bùn dư từ bể UASB 27,2 (m3/ngày) bể UASB sau 50 ngày xả bùn lần (do SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 54 = 50 ngày) Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm Do đó, lượng bùn cực đại cần xử lý (109,8 + 27,2 x 50) = 1469.8 m 3/ngày (trùng ngày xả bùn bể UASB) Chọn thời gian lưu bùn bể chứa ngày trước bơm sang máy ép bùn băng tải, đó: - Thể tích bể chứa bùn là: 1469,8 m3/ngày x ngày = 1469,8 m3 Quy chuẩn 1470 m3 - Thiết kế bể nén bùn có kích thước L x B x H = 21m x 14m x 5m Bùn sau lưu bể chứa bơm sang máy ép bùn băng tải với công suất (109,8 + 27,2) = 137 (m3/ngày) 4.10 Bể nén bùn Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm bùn cặn dư từ bể SBR có độ ẩm từ 99% xuống 95% Vì trình xử lý nước thải phương pháp sinh học hoàn toàn nên chọn kiểu bể ly tâm có hệ thống gạt cặn [7] Lượng bùn dư cần xử lý 63 m 3/h Sử dụng bể nén bùn ly tâm để nén, đó: - Trong đó: Diện tích bể nén bùn ly tâm tính theo cơng thức sau: (m2) [9] qbùn = lưu lượng bùn dư cần xử lý cho bể qbùn = 63/2 m3/h q0 = tải trọng tính tốn mặt thống bể nén bùn, m3/m2.h Ứng với nồng độ bùn – g/l q0 = 0,8 m3/m2.h [9] - Đường kính bể nén bùn ly tâm tính theo cơng thức sau: (m) - Đường kính ống trung tâm: d = 20% D = 0,2 x = 1,4 (m) - Chiều cao công tác bể nén bùn: [9] h1 = q0 x t = 0,8 x = 6,4 (m) (Với t = 8h thời gian nén bùn) - Trong đó: Chiều cao tổng bể nén bùn: H = h1+ h2+ h3+ h4 = 6,4 + 0,4 + 0,3 + = 8,1 (m) H = Chiều cao tổng bể nén bùn, m h1 = Chiều cao công tác bể nén bùn, m h2 = khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h2 = 0,4 m SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 55 [9] Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm h3 = Chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy, h3 = 0,3m h4 = Chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h4 = 1,0m - Chiều cao ống trung tâm: h = 60% h1 = 0,6 x = 2,4 (m) [9] Tốc độ quay hệ thống gạt 0,75 – vòng/phút [9] - Độ nghiêng đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn dùng hệ thống gạt i = 0,01 [9] - Nước sau tách bùn dư tự chảy trở lại hố gom để tiếp tục xử lý 4.11 Lọc ép băng tải - Lưu lượng bùn cặn từ bể chứa bùn đến lọc ép băng tải 137 (m3/ngày) - Lưu lượng bùn cặn từ bể nén bùn đến lọc ép băng tải: (m3/h) = 302,3 (m3/ngày) - - Giả sử nồng độ bùn sau nén bể nén bùn sau ổn định bể chứa bùn C = 50 kg/m3 Khi đó, tổng lượng bùn cặn đưa đến máy ép băng tải là: L = C x qtổng = 50 x (137+ 302,3) = 21965 (kg/ngày) - Máy ép làm việc 16 ngày nên lượng cặn đưa đến máy là: (kg/giờ) - Tải trọng cặn 1m rộng băng tải dao động khoảng 90 – 680 kg/m chiều rộng băng.giờ Chọn băng tải có suất 460 kg/m rộng băng.giờ [9] Chiều rộng băng tải: (m) - Chọn máy có chiều rộng băng m suất 460 kg/m rộng băng.giờ SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 56 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm KẾT LUẬN Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ bia ngày tăng Công nghiệp sản xuất bia tạo nên lượng lớn nước thải xả vào môi trường Các loại nước thải chứa hàm lượng lớn chất lơ lửng, COD BOD, cần phải xử lý trước xả nguồn nước tiếp nhận Nước thải bia xử lý sinh học kết hợp hai bước kị khí hiếu khí hệ thống Đối với nhà máy bia nói chung nhà máy bia Sài Gòn – Miền Trung nói riêng cơng suất nước thải hàng ngày từ vài trăm đến hàng nghìn m3 xử lý hệ thống xử lý kị khí qua lớp cặn lơ lửng (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB) bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor – SBR) hợp lý Các kết quan trắc trạm xử lý nước thải Cơng ty Cổ phần bia Sài Gòn – Miền Trung (cơng suất cực đại 50 triệu lít bia/năm), cho thấy hiệu khử chất ô nhiễm hệ thống diễn tốt, đảm bảo tiêu chuẩn thải nguồn Ngoài ra, hệ thống hoạt động ổn định, khả tự động hoá cao, giá thành hạ hợp khối cơng trình, tiết kiệm diện tích xây dựng Sau tính tốn kinh tế, với chi phí đầu tư xây dựng, mua thiết bị chi phí vận hành cho 1m3 nước thải khoảng triệu đồng 400 đồng, với niên hạn sử dụng 10 năm cho cơng trình xây dựng trang thiết bị, máy móc nhà máy Lợi ích nhà máy bia xây dựng trạm xử lý nước thải là: + Tránh làm ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước mặt nước ngầm khu vực xung quanh nhà máy + Giảm chi phí xả thải nồng độ chất ô nhiễm dòng thấp + Thu hồi lượng lớn nước ngưng để tái sử dụng, giảm chi phí sản xuất + Thu khí CH4¬ (trong xử lý sinh học kỵ khí) để làm nhiên liệu cung cấp cho lò hơi, giảm chi phí nhiên liệu tránh nhiễm mơi trường Do q trình tính tốn chủ yếu dựa vào tài liệu tham khảo túy mặt lý thuyết, kiến thức thực tế hạn chế nên chắn đồ án có nhiều thiếu sót Tuy nhiên, trình làm đồ án giúp em rèn luyện khả làm việc độc SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 57 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm lập tự tìm tài liệu, trao đổi thơng tin, lựa chọn thơng số tính tốn thiết kế đề đặt SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 58 Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Hiền, Lê Thanh Mai, Lê Thị Lan Chi, Nguyễn Tiến Thành, Lê Viết Thắng (2007), Khoa học – Công nghệ Malt Bia, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2006), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đức Hạ, Nguyễn Văn Tín (2002), “Xử lý nước thải nhà máy bia theo mơ hình lọc ngược kỵ khí – Aeroten hoạt động gián đoạn”, Hội nghị Khoa học Công nghệ Đại học Xây dựng lần thứ 14, trang 85 – 93 Trịnh xn Lai (2000) Tính tốn thiết kế Cơng trình xử lý nước thải NXB Xây Dựng, Hà Nội Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Đại học Xây dựng, Hà Nội Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước Tập II, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước thải Đô thị Công nghiệp, Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh 10 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2006), Sổ tay q trình & thiết bị Cơng nghệ hố chất, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page 59 ... thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm ty bia Hà Nội Công ty bia Đông Nam Á 3.Công ty bia Việt Hà Nhà máy bia Capital Xưởng bia vi sinh I Công ty bia Quảng Ninh 14 853... thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GỊN (Sabibeco) VÀ Q TRÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GỊN a) Tên cơng... cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm MỤC LỤC SVTH: Quách Thành Đạt GVHD: Ths Page Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có cơng suất 23100 m3 / ngày đêm