BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN NGỌC TÚ NÂNG CẤP, CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN NGỌC TÚ NÂNG CẤP, CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN NGỌC NGÂN Hà Nội - 2005 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 01 CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ TRONG LUẬN ÁN 02 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP RƯỢU BIA TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 03 I.1 Giới thiệu ngành công nghiệp rượu bia – nước giải khát .03 I.2 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ bia giới khu vực 04 I.3 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ bia xu phát triển ngành bia Việt Nam 06 I.3.1 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam 06 I.3.2 Xu phát triển ngành bia Việt Nam 08 I.4 Công nghệ sản xuất bia 09 I.4.1 Nguyên liệu cho sản xuất bia 09 I.4.1.1 Nguyên liệu 09 I.4.1.2 Phụ liệu 12 I.4.2 Công nghệ sản xuất bia .13 I.4.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 13 I.4.2.2 Nấu-đường hoá 13 I.4.2.3 Quá trình lên men 15 I.4.2.4 Lọc bia 16 I.4.2.5 Bão hoà CO2 chiết bia 16 I.4.3 Nhu cầu vật tư, nhiên liệu, lượng nước .18 I.4.4 Các nguồn thải sản xuất bia 19 I.4.4.1 Các chất thải gây ô nhiễm môi trường khơng khí .19 I.4.4.2 Chất thải rắn 20 I.4.4.3 Nước thải 21 I.4.4.4 Các nguồn ô nhiễm khác 25 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 26 II.1 Nguyên lý chung trình xử lý sinh học 26 II.2 Phương pháp xử lý hiếu khí 27 II.2.1 Cơ chế .27 II.2.2 Tác nhân sinh học 28 II.2.3 Xử lý hiếu khí điều kiện tự nhiên .30 II.2.4 Xử lý hiếu khí điều kiện nhân tạo 31 II.2.5 Q trình oxy hố bể aeroten 32 II.2.6 Các phương thức cấp khí 38 II.3 Xử lý nước thải phương pháp vi sinh yếm khí .40 II.4 Xử lý yếm khí có lớp cặn lơ lửng(UASB) .43 II.4.1 Cấu tạo hệ thống UASB 43 II.4.2 Quy trình hoạt động 43 II.4.3 Phân bố bùn bể 44 II.4.4 Quá trình lắng 44 II.4.5 Chỉ tiêu thiết kế 45 II.4.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý nước thải thiết bị UASB 46 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP NÂNG CẤP CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN 48 III.1 Giới thiệu khái quát công ty cổ phần bia Nghệ An 48 III.1.1 Giới thiệu công ty cổ phần bia Nghệ An 48 III.1.2 Q trình hình thành phát triển cơng ty cổ phần bia Nghệ An .48 III.2 Hiện trạng thiết bị công nghệ xử lý chất thải nhà máy bia Vida 48 III.2.1 Hệ thống thiết bị sản xuất 48 III.2.2 Nhu cầu nguyên liệu lượng 49 III.2.3 Hệ thống xử lý nước thải 50 III.2.4 Lựa chọn công nghệ xử lý 51 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN 54 IV.1 Tính tốn thiết kế bể điều hồ - lắng 54 IV.2 Tính toán bể UASB 55 IV.2.1 Tính tốn kích thước bể UASB 55 IV.2.2 Tính tốn lượng bùn tạo thành 57 IV.2.3 Tính tốn lượng bùn tạo thành 57 IV.2.4 Chọn hệ thống phân phối nước vào bể UASB 58 IV.2.5 Chọn kết cấu thu bio-gas 58 IV.3 Tính tốn thiết kế bể điều hồ lắng 59 IV.4 Tính tốn thiết kế bể Aeroten 61 IV.4.1 Tính thể tích bể aeroten .62 IV.4.2 Tính thời gian lưu nước bể 63 IV.4.3 Tính tốc độ tăng trường bùn 63 IV.4.4 Tính lượng bùn hoạt tính sinh ngày 63 IV.4.5 Tính lưu lượng bùn tuần hoànq 63 IV.4.6 Xác định lượng khí cần cấp cho q trình oxy hố bể aeroten 65 IV.4.7 Tính đường kính phân phối khí 66 IV.5 Tính tốn thiết kế bể lắng thứ cấp 67 IV.6 Phương án nâng cấp - cải tạo hệ thống xử lý nước thải có 70 IV.7 Lựa chọn thiết bị vật tư 73 IV.7.1 Chọn lựa thiết bị cấp khí cho bể aeroten .73 IV.7.2 Lựa chọn bơm bùn 73 IV.7.3 Lựa chọn bơm nước thải .73 IV.7.4 Dự tốn kinh phí xây dựng vận hành hệ thống 74 IV.7.4.1 Dự tốn kinh phí xây dựng 74 IV.7.4.2 Tính tốn chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải công ty 75 IV.7.5 Các biện pháp quản lý kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An 76 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt COD: Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ơxy hóa học BOD: Biological Oxygen Demand Nhu cầu ôxy sinh học SS: Suspended Solid Hàm lượng chất rắn lơ lửng SVI: Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn MLSS: Mix Liquoz Suspended Solid Hàm lượng sinh khối UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket Xử lý yếm khí dòng ngược có lớp bùn lơ lửng F/M: Nguyễn Ngọc Tú Food/Microoganism Tỷ lệ thức ăn/vi sinh vật Lớp CH CNMT 2003-2005 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, điều kiện kinh tế xã hội nước ta phát triển, chất lượng sống nâng cao nhu cầu người tiêu dùng tăng nhanh, có nhu cầu đồ uống Rượu-bia-nước giải khát mặt hàng tiêu dùng mang tính chiến lược phát triển kinh tế đất nước vừa mang lại lợi nhuận cao đồng thời đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước Song quan điểm bảo vệ môi trường, ngành rượu-bia-nước giải khát ngành sản xuất gây áp lực lớn lên tài nguyên, môi trường từ khai thác nguyên liệu, nhiên liệu, lượng đầu vào trình sản xuất tiêu thụ sản phẩm Theo số liệu thống kê Bộ Cơng nghiệp, đến nay, tồn ngành đầu tư lớn để xây dựng nâng cấp máy móc thiết bị sở sản xuất bia Tuy nhiên theo đánh giá tổ chức, chuyên gia đầu ngành phát triển tự phát quy mơ nhỏ, thiếu tính quy hoạch khiến phần lớn số vốn tỏ bị lãng phí, khơng phát huy hiệu đầu tư mong muốn ban đầu, ảnh hưởng lớn đến phát triển ngành Mặt khác, thiếu tính quy hoạch manh mún đồng nghĩa với việc chưa đầu tư mức cho công tác bảo vệ môi trường trình sản xuất, đặc biệt xử lý chất nước thải - dạng chất thải nhiễm loại hình cơng nghiệp sản xuất bia Cơng ty cổ phần bia Nghệ An (Vinh, Nghệ An) nhà máy có sản lượng bia bia chai hàng năm tương đối lớn, công ty nâng công suất từ 10 triệu lít/năm lên 50 triệu lít/năm đáp ứng hầu hết nhu cầu tiêu dùng dân cư tỉnh tỉnh xung quanh Do nhu cầu nâng cao sản lượng sản xuất, nhà máy tiến hành đầu tư máy móc, mở rộng quy mơ sản xuất hệ thống xử lý nước thải có nhà máy khơng đảm bảo công suất xử lý nước thải Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội tương ứng gây tác động không nhỏ tới môi trường xung quanh khu vực nhà máy Đứng trước tình nay, việc đầu tư nâng cấp hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy việc làm cần thiết Đây lý để tác giả lựa chọn đề tài: "Nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An” cho luận văn Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 LuËn văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội CHNG I TNG QUAN V NGNH CƠNG NGHIỆP BIA I.1 Giới thiệu ngành cơng nghiệp bia Bia loại nước giải khát cao cấp thông dụng đời sống hàng ngày, người ưa chuộng Bia mang hương vị đặc trưng riêng loại nước uống mát bổ có bọt mịn xốp, có độ cồn thấp, có vị đắng dễ chịu Khi sử dụng mức, bia tạo nên thoải mái tăng cường sức lực cho thể Bia chứa thành phần dinh dưỡng cao mà có tác dụng giải khát hiệu chứa CO2 bão hoà Nhờ ưu điểm mà bia sử dụng rộng rãi hầu khắp nước giới sản lượng ngày tăng Việt Nam nước thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, với dân số 80 triệu người hứa hẹn thị trường đầy tiềm loại nước giải khát có bia Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam thời gian gần đạt bước tiến đáng kể nhiều phương diện từ lực sản xuất, chất lượng sản phẩm đến đóng góp ngân sách nhà nước, tạo công việc cho hàng vạn lao động bước vươn thị trường giới Hiện nay, sở sản xuất bia Việt Nam song song tồn phát triển với hãng bia danh tiếng giới Phát triển sản xuất công nghiệp mặt góp phần tăng sản phẩm cho xã hội, phục vụ đời sống người, mặt khác, cơng nghiệp gây tác hại to lớn cho mơi trường sinh thái, tạo chất thải gây ô nhiễm môi trường Bảo vệ môi trường vấn đề ngày trở nên cấp thiết mang tính tồn cầu chất lượng mơi trường ảnh hưởng tới hoạt động sống phát triển hành tinh Cùng với ngành công nghiệp khác, phát triển nhanh số lượng quy mô doanh nghiệp sản xuất bia tăng Ngun Ngäc Tó Líp CH CNMT 2003-2005 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội nhanh v sn lng bia tạo lượng lớn chất thải gây ô nhiễm môi trường ba dạng: chất thải rắn, khí thải nước thải Hiện nay, hầu hết sở sản xuất bia thải trực tiếp nước thải vào hệ thống nước cơng cộng khơng qua xử lý Hơn nữa, phần lớn sở công nghiệp nằm thành phố xen với khu dân cư Việc thải lượng lớn chất hữu môi trường tạo nguồn ô nhiễm ổ dịch bệnh, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ cộng đồng Nguồn gây nhiễm sản xuất bia nước thải với lưu lượng lớn, tải lượng chất bẩn hữu cao, gây hậu nghiêm trọng cho môi trường, cần ưu tiên giải Với điều kiện kinh tế nước ta nghèo, việc nhập dây chuyền xử lý nước thải với hệ thống thiết bị hoàn chỉnh vần đề khó khăn khơng sở sản xuất bia công suất nhỏ mà nhà máy bia lớn Vì vậy, để phù hợp với thực tế khách quan trên, cần phải nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý khả thi mặt công nghệ giá thành chi phí xử lý I.2 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia giới khu vực Bia loại nước giải khát sản xuất từ lâu đời giới Từ thời cổ đại, bia chế biến từ lúa mạch phải đến kỷ 19, Louis Pasteur thành công nghiên cứu sinh vật Christian Hansen (người Đan Mạch) phân lập nấm men áp dụng vào sản xuất bia bia thực trở thành đồ uống hảo hạng, nhiều người khắp nơi giới ưa chuộng Các nước có sản lượng bia cao Mỹ, CHLB Đức (trên 10tỷ lít/năm) Những năm gần đây, với tốc độ phát triển kinh tế nhanh nhiều nước giới, chất lượng sống người dân ngày đảm bảo, nhu cầu tiêu dùng gia tăng làm cho sản lượng bia toàn giới tăng tới 2,3%/năm Ước tính tới năm 2005 sản lượng bia đạt 153 tỷ lít/năm Năm 1999, Ngun Ngäc Tó Líp CH CNMT 2003-2005 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Dung tích bể lắng: VL = HxSL = 4,5x40 = 180(m3 ) Lưu lượng nước vào bể lắng: QL = (1 +  ).QV = 1,33.67 = 89,11(m3 / h) Thời gian lưu nước bể lắng: Tlang = VL 180 = = 2,02(h) QL 89.11 Thể tích phần chứa bùn: vbun = Sxh4 = 38x1,12 = 42,56(m3 ) Nồng độ bùn trung bình bể: Ctb = X L + X T 400 + 800 = = 600( g / m3 ) 2 Luợng bùn chứa bể lắng: Gbun = vbun xCtb = 42,56x600 = 25536( g) = 26(kg) IV.6 Xử lý bùn tạo thành Bùn cặn nước thải nhà máy xử lý hỗn hợp nước cặn lắng có chứa nhiều chất hữu có khả phân hủy, dễ bị thối rữa có vi khuẩn gây độc hại cho mơi trường cần có biện pháp xử lý trước thải nguồn tiếp nhận Mục đích q trình xử lý bùn cặn giảm khối lượng hỗn hợp bùn cặn cách gạn phần hay phần lớn lượng nước có hỗn hợp phân hủy chất hữu dễ bị thối rữa chuyển chúng thành chất hữu ổn định Bùn sinh trình xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An nhiều vị trí khác từ song - lưới chắn rác, từ bể điều hòa Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội - lắng sơ cấp &2, từ bể aeroten từ bể lắng thứ cấp Tuy nhiên, lượng bùn cặn sinh chủ yếu từ hai vị trí sau: - Bùn sinh từ bể lắng thứ cấp: Gbùn = 26 kg/ngày - Bùn sinh từ bể xử lý hiếu khí aeroten: Gaeroten= 117 x 0,67 = 78,4 kg/ngày Cặn thu sau xử lý ổn định làm khơ chứa số chất dinh dưỡng có lợi cho trồng, dùng làm chất cải tạo đất, chất dinh dưỡng cặn có hàm lượng thấp lại không đủ thành phần nên thay phân bón Dựa điều kiện thực tế Cơng ty chi phí đầu tư, diện tích cho hệ thống xử lý nước thải nên lựa chọn phương pháp xử lý bùn cặn máy lọc ép bùn kiểu băng tải Máy lọc ép bùn kiểu băng tải sử dụng phổ biến quản lý đơn giản, tốn điện, hiệu suất làm khô cặn mức độ chấp nhận Nguyên tắc làm việc hệ thống ép bùn kiểu băng tải sau: Hệ thống bao gồm máy bơm bùn từ bể đặc đến thùng hòa trộn hóa chất keo tụ định lượng cặn, thùng đặt đầu vào băng tải Đầu tiên cặn từ thùng định lượng phân phối vào đợn đầu băng tải ậ đoạn nước lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, qua cần gạt để san cặn toàn chiều rộng băng tải qua trục ép có áp lực ép tăng dần Hiệu suất làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều thơng số như: đặc tính cặn, có trộn hóa chất keo tụ khơng, độ rỗng băng lọc, tốc độ di chuyển lực ép băng tải Nồng độ cặn sau làm khô máy lọc ép bùn kiểu băng tải đạt từ 15 - 25% IV.7 Phương án nâng cấp - cải tạo hệ thống xử lý nước thải có Kết tính tốn thiết kế hợp phần bể hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần bia Nghệ An sau Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học * Bể điều hòa lắng sơ cấp 1: - Diện tích bể: Chiều dài : 5m Chiều rộng : 4m Chiều sâu : 2m * Bể UASB - Diện tích bể: Chiều dài: m Chiều rộng: 4,7 m Chiều cao: 5,3 m (Bể chia làm 02 đơn nguyên, đơn ngun có kích thước x 4,7 x 5,3 (m) * Bể điều hòa lắng 2: Kích thước khoang lắng: Chiều sâu: 1,2m Chiều dài: 12m Chiều rộng: 6m Kích thước khoang điều hòa: Chiều sâu: 1,2m Chiều dài: 15m Chiều rộng: 6m * Bể Aeroten: Tổng thể tích bể điều hòa 585 m3 chia 03 đơn ngun tích Kích thước đơn nguyên sau: Chiều sâu: 3,8 4,0 (m) Chiều dài: 15,2 (m) Chiều rộng: 3,3 (m) Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội * Bể lắng thứ cấp: Kích thước bể lắng thứ cấp: Đường kính bể: D = 7,1m Chiều cao bể: 4,5m Bể lắng thứ cấp đặt sau bể aeroten Đáy bể có lắp van xả bùn bơm bùn tuần hoàn bể aeroten Dựa sở hạ tầng hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An yêu cầu cụ thể bể xử lý hệ thống xử lý mới, trình nâng cấp, cải tạo tiến hành sau: 1) Tiến hành xây bể điều hòa lắng sơ cấp 1, dung tích 40m3, với kích thước dài 5m x rộng 4m x sâu m Bể đặt chìm đất để tạo điều kiện cho nước cống tự chảy tràn vào bể Đáy bể có hố thu gom bùn thu gom định kỳ thủ cơng 2) Xây bể UASB, dung tích 196 m3, chia làm 02 đơn nguyên đơn nguyên có dung tích hoạt động 98 m3 tương ứng với kích thước: dài 4,7m x rộng 4,0 m x sâu 5,3 m Bể UASB đặt chìm xuống đất với độ sâu 2m với mục đích ổn định nhiệt cho bể 3) Xây bể lắng đứng (bể lắng thứ cấp), dung tích bể 180m3, tương ứng với kích thước: đường kính D = 7,1m x chiều cao 4,5m 4) Xây 01 đơn nguyên bể aeroten có dung tích 205 m3, tương ứng với kích thước là: 15,2 m dài x 3,3 m rộng x 4,0 m sâu 5) 02 đơn ngun bể aeroten lại có từ việc sửa chữa, cải tạo bể hoạt hóa bùn bao gồm ngăn xy hóa có dung tích 300 m ngăn Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội lắng có dung tích 80 m3 Sau cải tạo bể liên hợp hình thành nên 02 đơn nguyên bể aeroten với tổng dung tích 380 m3 6) Bể điều hòa - lắng sơ cấp sửa chữa, cải tạo từ bể điều hòa sẵn có Cơng ty Bể điều hòa có kích thước 10m x 10m x 1,2m, cần xây dựng thêm 01 đơn ngun bể lắng có dung tích 88 m3 bên cạnh bể điều hòa đáp ứng bể điều hòa - lắng sơ cấp có dung tích 200 m3 IV Lựa chọn thiết bị vật tư IV.7.1 Chọn thiết bị cấp khí cho bể aeroten Lưu lượng khí cần cấp cho 03 đơn nguyên 17.945 m3/ngày cấp cho bể điều hòa sơ cấp ước tính 5% lưu lượng khí cấp cho bể aeroten, nghĩa tổng lưu lượng khí cần cấp cho bể aeroten bể điều hòa sơ cấp là: WT = Wkk + 0,05.Wkk = 1,05.Wkk = 1,05x17.945 = 18.842(m3 / ngay) = 785(m3 / h) Do lượng khơng khí cấp cho bể điều hòa lắng khơng đáng kể so với khí cấp cho bể aeroten nên ta trích phần nhỏ lượng khí đường ống dẫn cấp vào cho bể điều hòa lắng Thiết bị cấp khí máy thổi khí (air blower), vào lưu lượng cần cung cấp mức độ tổn thất áp suất đường ống dẫn, co thể lựa chọn quạt gió có thông số kỹ thuật sau: - Lưu lượng không khí cấp: WT = 900 (m3/h) - Áp suất bơm tính sau: - mH2O (0,5 at) IV.7.2 Lựa chọn bơm bùn Bơm bùn từ bể lắng thứ cấp tuần hồn lại bể aeroten có thơng số sau: Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội - Lưu lượng bùn tuần hoàn: Q = 1600 = 0,33x1600 = 528(m3 / ngay) = 22(m3 / h) - Áp suất đẩy: H = Hđảy + Hmất Chiều cao đẩy cần thiết chiều cao từ bể lắng thứ cấp lên đến bể aeroten, Hđẩy = mH2O Hmất sinh lực cản van, ma sát khuỷu, nhánh rẽ đường ống dẫn bùn Tổng Hmất = mH2O áp suất dẩy cần thiết bơm là: H = + = 11 (mH2O) - Công suất bơm tính theo cơng thức: N= Q. H (w) ,  bom  dongco Trong đó: Q: lưu lượng nuớc cần bơm, m3/s  : Trọng lượng riêng nước, N/m3 Çdongco: Hiệu suất động cơ, chọn bng 0,8 ỗbom : Hiu sut bm, chn bng 0,8 Vậy công suất bơm: N= 0,006.1.9810.11 = 1.011(W ) = 1,011(kW) 0,8.0,8 Chọn bơm bùn cánh hở có cơng suất 1,011 kW IV.7.3 Lựa chọn bơm nước thải Bơm nước thải bao gồm 02 chiếc, dùng để bơm nước thải từ bể điều hòa lắng lên bể UASB dùng để bơm nước thải từ bể điều hòa lắng lên bể aeroten Bơm 1: Các thông số yêu cầu bơm (áp suất đẩy cơng suất bơm tính theo cơng thức tương tự trên) Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học - Qbom = Qv 160 = = 6,7(m3 / h) 24 24 - Áp lực bơm: H = mH2O Lựa chọn bơm chìm có cơng suất N = 1,4 kW Bơm 2: Các thông số yêu cầu bơm: - Qbom = Qv 1600 = = 67(m3 / h) 24 24 - Áp lực bơm, H = 10 mH2O IV.7.4 Dự toán kinh phí xây dựng vận hành hệ thống IV.7.4.1 Dự tốn kinh phí xây dựng Dự trù kinh phí cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An xây dựng dựa giá thị trường, chi phí nhân cơng xây dựng, chi phí cung cấp, lắp dặt vận hành hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy Các hạng mục xây dựng, bao gồm việc cung cấp vật liệu tương ứng liệt kê bảng sau: Bảng IV.1: Bảng hạng mục xây dựng ước tính chi phí (x1.000 đồng) Đơn giá (1000đ) Thành tiền (1000đ) TT Tên hạng mục Vật liệu Kích thước Bể điều hòa lắng sơ cấp I Bê tơng thép Dung tích 40 m3 1.000/m Bể xử lý yếm khí UASB Bê tơng thép, vữa chịu axit Dung tích 196 m3 1.500/m 294.800 Cải tạo bổ sung bể Bê tơng Dung tích 1.200/m 240.000 Nguyễn Ngọc Tú 40.000 Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học điều hòa lắng sơ cấp II thép 200 m3 Xây bổ sung cải tạo bể aeroten (xử lý 1600 m3/ngày) Bê tơng thép Dung tích 585 (m3) 1.200/m Bể lắng thứ cấp Bê tơng thép Dung tích 180 m3 1.200/m 3 Tổng cộng chi phí xây dựng mới: 702.000 216.200 1.493.000 Bảng IV.2: Bảng danh mục thiết bị cần đầu tư (x 1.000 đồng) Tên thiết bị TT Số lượng Thành tiền Bơm nước thải 04 160.000 Bơm bùn 02 60.000 Thiết bị lọc ép bùn kiểu băng tải 01 300.000 Quạt thổi khí 03 (01 dự phòng) 450.000 Đường ống, van, chụp phân phối khí, đồng hồ, bảng điện, thiết bị đo, phân tích cho phòng thí nghiệm 200.000 Tổng cộng: 1.170.000 Tổng đầu tư xây dựng mua sắm thiết bị: 1.493.000.000 + 1.170.000.000 = 2.663.000.000 đ IV.7.4.2 Tính tốn chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải Cơng ty Các chi phí vận hành hệ thống bao gồm: *) Tiền lương cho công nhân vận hành Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học Hệ thống cần khoảng 04 nhân công vận hành với thời gian ca ngày Tiền lương cho nhân công khoảng 1,2 triệu đồng tháng, tương đương với: T= L 1.200.000 = = 46.000 / 26 26 Chi phí nhân cơng cho 04 người ngày là: TT = 46 000 x4 = 184 000 / *) Chi phí điện Chi phí điện tính cho thiết bị bao gồm bơm nước thải, bơm bùn, quạt thổi khí Chi phí điện ước tính: TĐiện = 1.700.000đồng/ngày *) Chi phí phụ Chi phí phụ phục vụ cho hệ thống tính tốn cho cơng tác bảo hành, bảo trì thiết bị máy móc, chi phí khấu hao thiết bị, bao gồm thay phụ tùng đơn giản Chi phí ước tính khoảng 500.000 đồng/ngày Như tổng chi phí cho việc vận hành hệ thống ngày là: TTong = TT + TDien + TPhu = 184.000 + 1.700.000 + 500.000 = 2.384.000 / Vậy chi phí cho việc xử lý 1m3 nước thải nhà máy là: t= TTong Q = 2.384.000 = 1.490(dong / m3 ) 1.600 IV.7.5 Các biện pháp quản lý kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Nghệ An Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Có thể khẳng định việc tiến hành đầu tư nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy cần thiết để thực tốt công tác bảo vệ mơi trường q trình sản xuất hệ thống xử lý nước thải nhà máy khơng đáp ứng cơng suất tương ứng Nếu hệ thống xử lý nước thải đề xuất tiến hành xây dựng vào vận hành biện pháp quản lý kỹ thuật hệ thống, hoạt động bảo hành bảo trì, tiến hành kiểm tra đánh giá hiệu hoạt động hệ thống kịp thời sửa chữa thay máy móc thiết bị hỏng hóc cần thiết để đảm bảo hệ thống hoạt động theo thông số kỹ thuật thiết kế ban đầu Một vài biện pháp kỹ thuật cần thực thường xuyên bao gồm: - Kiểm tra định kỳ, đảm bảo cơng trình thiết bị ln ln tình trạng hoạt động tốt, ổn định theo thiết kế - Theo dõi thường xuyên, hợp lý hóa chế độ làm việc hệ thống, lập kế hoạch kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ - Kiểm tra định kỳ chất lượng nước trước sau xử lý để có đánh giá hợp lý điều chỉnh kịp thời sai sót phát sinh q trình vận hành - Thực công tác vệ sinh kỹ thuật vận hành, vệ sinh công nghiệp, tuân thủ vận hành thông số kỹ thuật thiết bị Khi tuân thủ tốt biện pháp quản lý kỹ thuật vừa đảm bảo hiệu xử lý nước thải hệ thống mà nâng cao tuổi thọ thiết bị nâng cao giá trị đầu tư hệ thống Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Ngọc Tú Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội KẾT LUẬN Công ty cổ phần bia Nghệ An đời đáp ứng tốt nhu cầu nước giải khát cho dân cư địa phương tỉnh mà cung ứng khối lượng lớn bia cho tỉnh khu vực xung quanh Cùng với việc xây dựng từ nhiều năm trước, ban đầu từ dây chuyền sản xuất nước, sau thời gian hoạt động, công ty đầu tư nâng cấp dây chuyền thiết bị sản xuất đại Việc mở rộng sản xuất xu hướng tất yếu, mang lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội cho tỉnh Nghệ An Nhưng nói đầu tư phát triển khơng mang tính đồng mà cụ thể Công ty nhiều lần tiến hành mở rộng sản xuất, nâng cao công suất hệ thống xử lý nước thải không đầu tư nâng cấp tuơng ứng Công ty có thay đổi cải tạo hệ thống xử lý nước thải có đầu tư thêm thiết bị cấp khí cho bể aeroten Nhưng việc xuống cấp hệ thống xử lý nước thải có, mà đặc biệt lưu lượng nước thải tăng lên gấp nhiều lần so với công suất thiết kế nên dẫn đến tượng tải hệ thống, lượng lớn nước thải dẫn thải ngồi mà khơng qua xử lý Chính lý mà việc đầu tư nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Công ty cần thiết Sau tiến hành khảo sát thu thập số liệu Cơng ty, chúng tơi tính tốn, thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy, đảm bảo kỹ thuật với chi phí đầu tư vận hành thấp Phương án xử lý nước thải cho Công ty cổ phần bia Nghệ An lựa chọn theo phương pháp yếm hiếu khí kết hợp Đây biện pháp xử lý vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm chi phí nhân rộng mơ hình nhà máy ngành công nghiệp thực phẩm với lưu lượng nước thải lớn 1000 m3/ngày Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Để tiến hành phương án xử lý này, yêu cầu bắt buộc phải phân luồng dòng thải, dòng thải có tải lượng nhiễm cao tách riêng cho vào xử lý yếm khí theo kiểu dòng ngược (UASB) Nước thải từ bể UASB có tải lượng thấp nhiều so với ban đầu nhập với dòng thải có độ nhiễm trung bình tiếp tục xử lý thơng qua q trình hiếu khí Aeroten Tồn nuớc thải qua bể lắng thứ cấp trước thải Kết tính tốn đưa hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần bia Nghệ An sau: Bể điều hòa lắng có dung tích 40 m3 (dài 5m x rộng 4m x sâu 2m) Bể xử lý yếm khí UASB có dung tích 196 m3 chia thành 02 đơn nguyên hoạt động độc lập, đơn nguyên có dung tích (4 x 4,7 x 5,3m) Bể điều hòa lắng sơ cấp có dung tích 200m3, kích thước khoang điều hòa 112 m3, kích thước khoang lắng 88 m3 Bể xử lý hiếu khí Aeroten có tổng dung tích 585 m3 chia thành 03 đơn nguyên hoạt động độc lập với Bể lắng thứ cấp có dung tích 180 m3 Mọi thông số thiết kế, thông số vận hành bể chúng tơi tính tốn đưa kết phần tính tốn tương ứng Có thể nói mơ hình xử lý nước thải có hiệu suất xử lý cao, đặc biệt phù hợp với nhà máy có cơng suất sản xuất vừa nhỏ, vừa đảm bảo tính hiệu xử lý vừa có chi phí hợp lý đầu tư vận hành hệ thống Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn thạc sỹ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Hiệp hội rượu nước giải khát Việt Nam - Công ty cổ phần thông tin kinh tế đối ngoại: "Ngành Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam phát huy truyền thống hướng tới tương lai" Hồ Sưởng "Công nghệ sản xuất bia" NXBKHKT - Hà Nội 1992 Ủy ban nhân dân tỉnh Nghệ An - Công ty cổ phần bia Nghệ An Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án: "Đầu tư đổi dây chuyền chiết chai từ 6000 chai/giờ lên 15.000 chai/giờ bổ sung đổi thiết bị để đồng dây chuyền sản xuất bia Công ty cổ phần bia Nghệ An", Vinh 12 - 2004 Ủy ban nhân dân tỉnh Nghệ An Báo cáo đánh giá tác động môi trường "Dự án đầu tư nâng cấp dây chuyền sản xuất bia cơng suất 25 triệu lít năm", Vinh - 2002 Sở công nghiệp tỉnh Nghệ An - Công ty cổ phần bia Nghệ An "Dự án cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải cho sản xuất bia Công ty cổ phần bia Nghệ An" PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân "Bải giảng công nghệ xử lý nước thải", cho lớp cao học Công nghệ môi trường 2003", Viện Khoa học công nghệ & Môi trường TS Trịnh Xn Lai "Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải" NXBXD - HN, 2003 PGS.TS Nguyễn Thị Sơn "Bài giảng vi sinh công nghệ môi trường, lớp cao học môi trường 2003" Viện khoa học công nghệ & Môi trường Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 Luận văn thạc sỹ khoa học Viện KH&CN MT - ĐH Bách Khoa Hà Nội PGS.TS Lương Đức Phẩm "Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học", NXBGD - HN, 2003 10 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga "Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải" NXBKHKT, 2002 11 TS Phùng Văn Khương, TS Trần Đình Nghiên "Thủy lực - Tập 1: Thủy lực đại cương", NXB GTVT, 2002 Nguyễn Ngọc Tú Lớp CH CNMT 2003-2005 93 ... ty cổ phần bia Nghệ An 48 III.1.1 Giới thiệu công ty cổ phần bia Nghệ An 48 III.1.2 Q trình hình thành phát triển cơng ty cổ phần bia Nghệ An .48 III.2 Hiện trạng thiết bị công nghệ xử. .. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN NGỌC TÚ NÂNG CẤP, CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MÔI... trình xử lý nước thải thiết bị UASB 46 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP NÂNG CẤP CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA NGHỆ AN 48 III.1 Giới thiệu khái quát công