›
›

Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3/ngày đêm - Ngô Thị Nguyệt Ánh

pdf 102 trang huongle 900
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3/ngày đêm - Ngô Thị Nguyệt Ánh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_xu_ly_nuoc_thai_nha_ma.pdf

Nội dung text: Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3/ngày đêm - Ngô Thị Nguyệt Ánh

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Ngô Thị Nguyệt Ánh Giảng viên hƣớng dẫn : PGS.TS. Trần Hồng Côn ThS. Nguyễn Thị Mai Linh HẢI PHÕNG - 2012
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC 3 THẢI NHÀ MÁY BIA CÔNG SUẤT 3000 m /ngày đêm KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Ngô Thị Nguyệt Ánh Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Trần Hồng Côn ThS. Nguyễn Thị Mai Linh HẢI PHÕNG - 2012
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Ngô Thị Nguyệt Ánh Mã SV: 110834 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000 m3/ngày đêm
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Ngô Thị Nguyệt Ánh Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu ): 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi bằng cả số và chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên)
  7. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt 10 Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát sản xuất bia 18 Hình 3.1: Sơ đồ phương án thiết kê 1 34 Hình 3.2: Sơ đồ phương án thiết kế 2 36 Hình 4.1: Sơ đồ song chắn rác 42 Hình 4.2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể UASB 55 Hình 4.3: Tấm chắn khí và hướng dòng UASB 57 Hình 4.4: Sơ đồ làm việc của hệ thống bể Aerotank 71 Hình 4.5: Sơ đồ hệ thống phân phối khí trong bể Aerotank 77
  8. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại và đặc điểm của các kiểu bia. 3 Bảng 1.2: Sản lượng bia trên thế giới trong giai đoạn 2001-2006 4 Bảng 1.3: Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2007 5 Bảng 1.4: Sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam trong các giai đoạn từ 1980 – 2010 6 Bảng 1.5: Một số công ty lớn trong ngành sản xuất bia 6 Bảng 1.6: Các chỉ tiêu của nước cấp trong công nghiệp sản xuất bia 9 Bảng 1.7: Các thành phần chính trong malt khô 12 Bảng 1.8: Thành phần của hoa houblon 14 Bảng 1.9: Các nguồn chất thải chính trong sản xuất bia 19 Bảng 1.10: Lượng chất thải rắn phát sinh khi sản xuất 1 hectolit bia 20 Bảng 1.11: Tính chất nước thải từ sản xuất bia 22 Bảng 4.1: Hệ số điều hòa chung (TCXDVN 51:2008) 39 Báng 4.2: Thông số nước thải đầu vào 39 Bảng 4.3: Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác 42 Bảng 4.4: Bảng hệ số an toàn 43 Bảng 4.5: Bảng tổng kết số liệu thiết kế hầm tiếp nhận 44 Bảng 4.6: Thông số thiết kế lưới chắn rác tinh (hình nêm) 44 Bảng 4.7: Mối quan hệ giữa vận tốc và đường kính ống dẫn khí 47 Bảng 4.8: Các thông số thiết kế cho bể điều hòa 48 Bảng 4.9: Các thông số thiết kế cho tuyển nổi 51 Bảng 4.10: Các thông số thiết kế cho bể trung hòa 51 Bảng 4.11: Thông số đầu vào bể UASB 52 Bảng 4.12: Tải trọng chất hữu cơ dựa vào nồng độ nước thải 53 Bảng 4.13: Thông số thiết kế bể UASB 64 Bảng 4.14: Thông số đầu vào bể Aerotank 65 Bảng 4.15: Các thông số thiết kế cơ bản của bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn 66 Bảng 4.16: Các hệ số động học của quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính 67 Bảng 4.17: Các kích thước điển hình của bể aerotank khuấy trộn hoàn toàn 69 Bảng 4.18: Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối khí với bọt khí mịn 74 Bảng 4.19: Thông số tổng kết bể Aerotank 78 Bảng 4.20: Chỉ tiêu thiết kế bể lắng đợt 2 79 Bảng 4.21: Các thông số thiết kế bẻ lắng đứng 82 Bảng 4.22: Tổng hợp bể khử trùng 84 Bảng 5.1: Chi phí xây dựng một số hạng mục trong hệ thống xử lý nước thải 85 Bảng 5.2: Chi phí một số thiết bị sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải 85 Bảng 5.3: Chi phí hóa chất sử dụng trong quá trình vận hành hệ thống 86
  9. MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời mở đầu .1 Chƣơng I: Tổng quan . 2 I.1 Sự ra đời của ngành bia và phân loại các kiểu bia . 2 I.1.1 Sự ra đời của ngành bia . 2 I.1.2 Phân loại bia . 2 I.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ của ngành bia trên thế giới và Việt Nam .4 1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới . 4 1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thị bia ở Việt Nam . 5 I.3 Công nghệ sản xuất bia 6 I.3.1 Các phương pháp sản xuất bia . 6 I.3.1.1 Phương pháp lên men truyền thống . 6 I.3.1.2 Phương pháp lên men hiện đại . 6 I.3.2 Thành phần các chất có trong bia thành phẩm . 7 I.3.3 Nguyên, liệu phụ liệu sử dụng cho sản xuất bia 8 I.3.3.1 Nguyên, liệu chính trong chế tác bia 8 I.3.3.2 Các chất phụ gia trong công nghệ sản xuất bia 13 I.3.3.3 Thế liệu .16 I.3.4 Năng lượng trong quy trình sản xuất bia .17 I.3.4.1 Điện 17 I.3.4.2 Nhiệt .17 I.3.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia 18 I.4 Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất bia 19 I.4.1 Khí thải 20 I.4.2 Chất thải rắn 20 I.4.3 Nước thải .21 I.4.3.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải trong quy trình sản xuất bia 21
  10. I.4.32 Đặc tính và tải lượng của nước thải phát sinh trong quy trình sản xuất bia 22 Chƣơng II: Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 24 II.1 Tổng quan về các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 24 II.1.1 Phương pháp xử lý cơ học 24 II.1.2 Phương pháp xử lý hóa-lý 25 II.1.3 Phương pháp xử lý sinh học 25 II.2 Một vài phƣơng pháp ứng dụng trong xử lý nƣớc thải Bia 27 II.2.1 Song chắn rác 27 II.2.2 Bể lắng 27 II.2.3 Bể điều hòa 28 II.2.4 Bể tuyển nổi 28 II.2.5 Bể trung hòa 29 II.2.6 Bể UASB 29 II.2.7 Bể Aerotank 30 II.2.8 Bể khử trùng 31 Chƣơng III: Đề xuất và lựa chọn phƣơng án xử lý nƣớc thải sản xuất bia 32 III.1 Cơ sở lựa chọn quy trình xử lý nƣớc thải sản xuất bia 32 III.2 Đặc trƣng nƣớc thải của cơ sở lựa chọn thiết kế và phân tích lựa chọn công nghệ xử lý 32 32 III.2.2 Phân tích đặc trưng nước thải để lựa chọn công nghệ thiết kế 32 III.3 Phƣơng án thiết kế 1 34 III.3.1 Sơ đồ hệ thống 34 III.3.2 Thuyết minh hệ thống 35 III.4 Phƣơng án thiết kế 2 36 III.4.1 Sơ đồ hệ thống 36 III.4.2 Thuyết minh hệ thống 37 III.5 Phân tích và lựa chọn phƣơng án thiết kế 37
  11. III.5.1 Phân tích các phương án thiết kế 37 III.5.2 Lựa chọn phương án thiết kế 38 Chƣơng IV: Tính toán một số công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia 39 IV.1 Nƣớc thải đầu vào có các đặc trƣng. 39 IV.2 Song chắn rác thô 39 IV.2.1 Nhiệm vụ 39 IV.2.2 Tính toán 39 IV.3 Hầm tiếp nhận 42 IV.3.1 Nhiệm vụ 42 IV.3.2 Tính toán 42 IV.4 Song chắn rác tinh 44 IV.4.1 Nhiệm vụ 44 IV.4.2 Tính toán 44 IV.5 Bể điều hòa 45 IV.5.1 Nhiệm vụ 45 IV.5.2 Tính toán 45 IV.6 Bể tuyển nổi 48 IV.6.1 Nhiệm vụ 48 IV.6.2 Tính toán thiết kế .48 IV.7 Bể trung hòa 51 IV.7.1 Nhiệm vụ 51 IV.7.2 Tính toán 51 IV.8 Bể UASB .52 IV.8.1 Nhiệm vụ của bể 52 IV.8.2 Tính toán bể 52 IV.9 Bể Aerotank 64 IV.9.1 Nhiệm vụ của bể 64 IV.9.2 Tính toán bể 65 IV.10 Bể lắng 2 78
  12. IV.10.1 Nhiệm vụ bể lắng 78 IV.10.2 Tính toán bể lắng 79 IV.11 Mƣơng khử trùng 82 IV.11.1 Nhiệm vụ 82 IV.11.2 Tính toán 83 Chƣơng V: Tính toán kinh tế 85 V.1 Chi phí đầu tƣ xây dựng 85 V.1.1 Chi phí xây dựng công trình 85 V.1.2 Chi phí thiết bị 85 V.2 Chi phí vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải 86 V.2.1 Chi phí hóa chất sử dụng 86 V.2.2 Chi phí điện 86 V.2.3 Chi phí nhân công .86 V.2.4 Chi phí bảo dưỡng máy móc thiết bị .87 V.3 Giá thành xử lý 1 m3 nƣớc thải 87 Kết luận 88 Tài liệu tham khảo
  13. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành công ngiệp sản xuất bia đã và đang phát triển rất mạnh trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Trở thành một trong những ngành công nghiệp hàng đầu đem lại giá trị kinh tế cao cho nền kinh tế thế giới nói chung cũng như tại Việt Nam nói riêng. Tuy nhiên, cùng với tốc độ phát triển nhanh và mạnh của ngành công nghiệp bia đã đem lại rất nhiều lợi ích về kinh tế thì ngành công nghiệp bia cũng đem lại không ít các vấn đề về môi trường cho môi trường xung quanh. Trong quá trình hoạt động sản xuất thì các nhà máy bia ngoài tạo ra sản phẩm là bia thương phẩm, còn phát sinh một lượng lớn chất thải, trong đó đặc biệt đáng quan tâm đó là nước thải. Mặc dù, hiện nay khi các nhà máy bia được xây dựng thì đều quan tâm đến việc xây dựng đồng bộ hệ thống xử lý nước thải phục vụ cho nhà máy. Nhưng do một số vấn đề khách quan cũng như chủ quan: chưa xây dựng xong, công suất xử lý không bảo đảm, hệ thống xây dựng không đồng bộ, chất lượng nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn, yếu tố kinh tế mà hiện nay có một số nhà máy bia đã thải trực tiếp nước thải chưa qua xử lý ra môi trường, đem lại tác động xấu ảnh hưởng đến mỹ quan cho môi trường xung quanh, cũng như chất lượng sống của người dân sống xung quanh các nhà máy bia. Vậy nên việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia để phần nào hạn chế được những tác động xấu do các nhà máy bia mang lại cho môi trường hiện nay càng trở nên cần thiết không chỉ ở Việt Nam mà trên cả thế giới. Vì vậy, em đã chọn đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia công suất 3000m3 / ngày đêm” làm đề tài khóa luận tốt nghiệp của mình, với mong muốn góp một phần công sức của mình vào công cuộc bảo vệ môi trường ngành bia nói riêng và môi trường công nghiệp nói riêng. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 1 Lớp: MT1201
  14. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường CHƢƠNG I : TỔNG QUAN I.1 ) Sự ra đời của ngành bia và phân loại các kiểu bia I.1.1) Sự ra đời của ngành bia [8,14] Từ 7000 năm trước công nguyên, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ đại mạch. Trải qua hàng nghìn năm sản xuất và uống bia người ta vẫn chưa biết được nhân tố nào làm chuyển hóa nguồn nguyên liệu thành sản phẩm bia. Một thời gian dài sau công nguyên con người đã phát hiện ra vai trò của hoa houblon và đến năm 1875, Lui Paster đã khám phá ra hoạt động của nấm men tạo nên chất và hình thành hương vị đặc biệt của bia. Sau đó, một số nhà khoa học của Mỹ và Nga đã chứng minh rằng nấm men tạo nên các enzym và các enzym này có khả năng chuyển hóa đường thành ancol, axit và CO2 đó là các thành phần quan trọng nhất của bia. Vậy nói một cách tổng thể bia là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Nguồn nguyên liệu chủ yếu dùng để lên men là ngũ cốc. Mặt khác những loại đồ uống chứa cồn cũng được sản xuất từ việc lên men đường nhưng có nguồn gốc khác không là ngũ cốc nói chung không được gọi là “bia“, mặc dù chúng cũng được sản xuất bằng cùng một phản ứng sinh học gốc men bia. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Do đó các thành phần sử dụng để sản xuất bia có sự khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do vậy có khái niệm phân loại các kiểu bia khác nhau. I.1.2) Phân loại bia [14] Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thể nào đó. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 2 Lớp: MT1201
  15. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Bảng 1.1 : Phân loại và đặc điểm của các kiểu bia STT Tên kiểu bia Đặc điểm 1 Ale -Được lên men bằng phương pháp lên men đỉnh hay còn gọi là lên men nổi. -Nhiệt độ lên men cao: 15-230C; 60-750F. -Vì có nhiệt độ lên men cao như vậy nên các men bia ale có khả năng tạo ra một lượng đáng kể các ester, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác. -Các khác biệt về kiểu giữa các loại ale là nhiều hơn so với các loại lager, nhiều loại ale rất khó để phân loại chúng thuộc kiểu gì. 2 Lager -Được sản xuất bằng phương pháp lên men đáy hay còn gọi là lên men chìm. -Là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. -Bắt nguồn từ vùng Trung Âu, tên gọi này có nguồn gốc từ tiếng Đức (lagerbier). -Nhiệt độ lên men: +Ban đầu bia lager được lên men ở nhiệt độ 7-120C (45-550F)(“pha lên men“) +Sau đó được lên men thứ cấp ở nhiệt độ 0-40C (30-400F)(“pha lager hóa“). -Vì nhiệt độ lên men thấp nên việc sản xuất ra các ester và các phụ phẩm khác đã được hạn chế hơn. Tạo ra hương vị “khô và lạnh hơn“ của bia. -Gồm 2 dạng chính là dạng bia có màu sẫm và dạng bia có màu sáng (đa phần bia hiện nay được sản xuất ra có màu sáng). 3 Bia lai -Có đặc trưng pha trộn của cả bia ale và bia lager. Hay bia lai là kiểu bia sử dụng các nguyên liệu và công nghệ hiện đại thay vì (hoặc bổ sung cho) các khía cạnh truyền thống của sản xuất bia. -Mặc dù có một số biến thái giữa các nguồn khác nhau, nhưng nói chung bia hỗn hợp có thể là: +Bia rau quả và bia rau cỏ SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 3 Lớp: MT1201
  16. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường +Bia thảo mộc và bia gia vị +Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ +Bia hun khói +Bia đặc biệt Hiện nay, các loại bia đã và đang được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng, đã và đang trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế của nhiều nước trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng . I.2) Tình hình sản xuất và tiêu thụ của ngành bia trên thế giới và Việt Nam I.2.1) Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới [7] Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng như một thứ giải khát thông dụng. Hiện nay, thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 150 tỷ lít/năm, trong đó: Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm. Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến như: Đức, Đan Mạch, Tiệp trên 100 lít/người/năm. Bảng 1.2: Sản lƣợng bia trên thế giới trong giai đoạn 2001-2006 2001 2002 2003 2004 2005 2006 STT Vùng Năm % % % % % % 1 Châu Âu 35,1 35,3 34,9 34,1 34,1 33,4 2 Châu Á/Trung Đông 26,0 26,5 26,9 28,5 28,5 30,0 3 Bắc Mỹ 22,1 21,7 22,2 21,4 20,9 20,1 4 Nam Mỹ 11,1 10,7 10,2 10,2 10,7 10,7 5 Châu Phi 4,2 4,3 4,4 4,4 4,5 4,6 6 Châu Úc 1,5 1,5 1,4 1,3 1,3 1,2 7 Tổng 100 100 100 100 100 100 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 4 Lớp: MT1201
  17. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Bảng 1.3: Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2007 Xếp Nƣớc Tiêu thụ Xếp Nƣớc Tiêu thụ hạng (l/ng/năm) hạng (l/ng/năm) 1 Cộng hòa Czech 156,9 9 Canada 68,3 2 Ailen 131,1 10 Aixơlen 59,7 3 Đức 115,8 11 Bồ Đào Nha 59,6 4 Úc 109,9 12 Bulgari 59,5 5 Áo 108,3 13 Nam Phi 59,2 6 Anh 99,0 14 Nga 58,9 7 Nam Tư 93,3 15 Venezuela 58,6 8 Bỉ 93,0 16 Romania 58,2 Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị trí đứng đầu về tiêu thụ bia trên thế giới. Sản xuất bia đã trở thành một ngành công nghiệp quan trọng, đóng vai trò lớn trong sự tăng trưởng của kinh tế thế giới. Không nằm ngoài quy luật phát triển của ngành công nghiệp bia trên thế giới hiện nay, ngành công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam cũng đã và đang có những bước phát triển lớn, đóng góp đáng kể cho nền kinh tế quốc dân. I.2.2) Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam [6] Trong 5 năm trở lại đây, nền kinh tế Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc, mức sống của người dân cũng dần được cải thiện. Ngành công nghiệp bia với tốc độ tăng trưởng bình quân là 14,9%. Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt 1.290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3.650 tỷ đồng SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 5 Lớp: MT1201
  18. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Bảng 1.4: Sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam trong các giai đoạn từ 1980 – 2010 Năm Sản lƣợng (tr.l) Bình quân(l/ng) 1980 60 1,3 1986 87 1,4 1990 100 1,5 1994 330 4,4 2000 624 8 2005 990 10 2010 1.500 25 Việt Nam hiện có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở các tỉnh thành lớn trên cả nước. Trong số này có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và có tới 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm. Bảng 1.5: Một số Công ty lớn trong ngành sản xuất bia Tên công ty Các sản phẩm Công suất năm Địa điểm chính 2006 (triệu lít/ năm) Bia 333, bia Sài Hồ Chí Minh, SABECO Gòn đỏ, bia Sài Cần Thơ, Sóc 600 Gòn xanh Trăng, Yên Bái Heineken, Tiger, Hồ Chí Minh, VBL Ankor, Bivina, 400 Hà Tây Foster, BGI HABECO Hà Nội, Thanh Bia hơi, bia Hà > 200 Hóa, Hải Nội Dương I.3) Công nghệ sản xuất bia I.3.1) Các phƣơng pháp sản xuất bia [9] Bia được sản xuất theo hai phương pháp lên men cơ bản: +Lên men truyền thống SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 6 Lớp: MT1201
  19. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường +Lên men hiện đại I.3.1.1) Phƣơng pháp lên men truyền thống Quá trình sản xuất bắt buộc phải trải qua những giai đoạn chủ yếu sau đây: - Đường hóa tinh bột thành đường nhờ enzym amylase của malt hoặc amylase của vi sinh vật (nếu sử dụng nguồn tinh bột thay thế malt). - Lên men chính. - Lên men phụ, tạo sản phẩm. I.3.1.2) Phƣơng pháp lên men hiện đại Các quá trình cũng tương tự như trên. Tuy nhiên có điều khác cơ bản là người ta tiến hành quá trình lên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị. Điều khiển quá trình lên men này bằng hệ thống làm lạnh cục bộ. Bằng hệ thống lạnh được lắp đặt trong thiết bị lên men, người ta điều khiển quá trình lên men chính, phụ xen kẽ và cuối cùng toàn bộ hệ thống được lên men phụ. Hiện nay, phương pháp lên men truyền thống vẫn được áp dụng trong sản xuất và được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới. I.3.2) Thành phần các chất có trong bia thành phẩm [11] Thành phần quan trọng nhất trong bia phải được nhắc đến là nước. Nước chiếm 92% về mặt thể tích trong bia Trong bia về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 gram thịt bò hoặc 150 gram bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal, bằng 2/3 năng lượng được cung cấp từ cùng một thể tích sữa. Ngoài ra trong bia còn chứa một số chất bổ dưỡng khác như: -Chất đạm: đặc biệt là đạm hòa tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm: protein, peptit và amino acid. - Glucid: Glucid tan (70% là dextrin, pentosan - sản phẩm caramel hóa). - Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B1, B2, PP). - Lupulin: Có trong bia và hoa houblon có tính giúp an thần, dễ ngủ. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 7 Lớp: MT1201
  20. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường - CO2 hòa tan: Có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hóa nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi và tăng phần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp. Yếu tố để quyết định đến các giá trị thành phần trong thành phẩm, quyết định tỷ lệ các phế phẩm hay chất thải phát sinh của công nghiệp bia thì ngoài phương pháp sản xuất, lên men thì yếu tố nguyên, phụ liệu đầu vào cho dây chuyền sản xuất cũng có vai trò quan trọng, quyết định chất lượng sản phẩm đầu ra. I.3.3) Nguyên, phụ liệu sử dụng cho sản xuất bia I.3.3.1) Nguyên liệu chính trong chế tác bia [9,12] a) Nƣớc Mức tiêu thụ nước trong nhà máy bia vận hành tốt (những nhà máy mà tiêu hao năng lượng và ô nhiễm ở mức thấp nhất) nằm trong khoảng 4-10 hl/hl bia (1 hl bia = 100 lít bia). Có thể nói nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90-92% trọng lượng bia. Nước sử dụng trong công nghệ sản xuất bia được chia thành 2 loại là: -Nước công nghệ: Là nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết rót, ) tạo nên sản phẩm cuối cùng. Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm. -Nước phi công nghệ: Không trực tiếp có mặt trong thành phẩm của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: cấp cho nồi hơi, vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng, Thành phần và hàm lượng các chất có trong nước ảnh hưởng rất lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 8 Lớp: MT1201
  21. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chính vì vậy nước dùng trong quy trình sản xuất bia đều được xử lý sơ bộ để đáp ứng các yêu cầu nhất định sau để đảm bảo cho chất lượng của bia cũng như hiệu quả của từng giai đoạn sản xuất. Bảng 1.6 : Các chỉ tiêu của nƣớc cấp trong công nghiệp sản xuất bia STT Chỉ tiêu Yêu cầu 1 Màu sắc Trong suốt, không màu. 2 Mùi vị Không mùi, không vị. 3 Độ cứng tạm thời < 7 mg đương lượng/lít 4 Độ cứng vĩnh cửu 0,4-0,7 mg đương lượng/lít 5 Hàm lượng muối cacbonat < 50 mg/l 6 Hàm lượng muối Ca < 100 mg/l 7 Hàm lượng muối Mg < 80 mg/l 8 Hàm lượng muối Cl < 75-150 mg/l 9 pH 6,5 -7 10 Hàm lượng CaSO4 130 – 200 mg/l 11 Fe2+ < 0,3 mg/l _ _ 12 NH3, NO3 , NO2 Không có 13 Hàm lượng các ion kim loại Không có 14 Vi sinh vật < 100 tế bào / ml 15 Vi sinh vật gây bệnh (E.coli, coliform) Không có b) Malt [10,12] Là tên gọi của ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch, hạt gạo, thóc gạo, thóc mềm). Loại ngũ cốc thường được sử dụng để sản xuất malt là đại mạch, tuy có thể thay thế một phần nguyên liệu khác (thế liệu) nhưng nguyên liệu chủ yếu vẫn là đại mạch nảy mầm. Nước ta hiện chưa trồng được đại mạch nên thường phải nhập malt từ nước ngoài. Đại mạch cũng giống như những loại ngũ cốc khác, bao gồm hai thành phần chính là glucid, protein nhưng đại mạch có hàm lượng cao hơn so với các loại ngũ cốc khác, quan trọng nhất là tỷ lệ glucid/protein cân đối thích hợp cho sản xuất bia. Là nguyên liệu chính để sản SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 9 Lớp: MT1201
  22. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường xuất bia nên thường lượng malt/thế liệu cần để cung cấp cho quy trình sản xuất là khá lớn (1000 lít bia cần 150 kg malt và nguyên liệu thay thế). Đại mạch được xếp theo họ hordeum gồm có: Hordeum.Sativum; Hordeum.Murinum; Hordeum.Jubatum. Đại mạch dùng để sản xuất bia thường dùng đaị mạch 2 hàng (gọi là H.Distichum). Đại mạch được chế biến để trở thành malt, nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ra bia qua quá trình sau: Đại mạch Nƣớc Ngâm/làm ƣớt Ƣơm mầm Sấy Tách mầm , rễ malt Rễ , mầm Malt Hình 1.1 : Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt Để đảm bảo chất lượng của bia thì nguồn đại mạch được chọn để làm malt phải đáp ứng được các yêu cầu chất lượng sau: . Yêu cầu về cảm quan:  Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đồng nhất về kích cỡ, không lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác.  Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 10 Lớp: MT1201
  23. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường  Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rơm rạ, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và vị hơi ngọt. . Sinh lý:  Lực nảy mầm phải đạt 80-85%  Trọng lượng tuyệt đối thường 35-45 g/1000 hạt  Khả năng nảy mầm 90-95% . Yêu cầu về thành phần hóa học:  Vỏ: không vượt quá 7-9% trọng lượng hạt  Hàm lượng ẩm: w=10-15%  Hàm lượng Protit: 8-14% chất khô của hạt  Hàm lượng Glucid: chiếm 55-62% trọng lượng hạt (hoặc 63-66% trọng lượng chất khô). Sau quá trình chế biến, malt phải đạt được các chỉ tiêu: . Tỉ lệ thu hồi malt khô: 100 kg đại mạch có w =15% sẽ sản xuất được 75- 78 kg malt khô có w=2-4% . Kiểm tra cảm quan:  Màu: malt vàng có màu vàng rơm, malt đen có màu sẫm hơn, vỏ malt phải óng ánh, kích thước và hình dáng phải giống như hạt đại mạch khô.  Mùi và vị: Phải có mùi thơm đặc trưng cho từng loại malt, không có mùi lạ, nếu có mùi chua hoặc mốc chứng tỏ malt còn ẩm, có vị ngọt.  Về độ sạch: Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ (lượng hạt vỡ tối đa là 15%), lượng hạt bệnh tối đa là 1 %, lượng hạt không nảy mầm tối đa là 5%.  Trạng thái malt: Xốp và khô. . Chỉ số cơ học:  Đối với malt rất nhẹ: 480-500 g/l  Loại nhẹ: 500-530g/l  Trung bình: 530-560 g/l  Loại nặng: ≤ 560 g/l  Trọng lượng tuyệt đối của malt là từ 28-38g/1000 hạt SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 11 Lớp: MT1201
  24. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường . Thành phần hóa học:  Độ ẩm malt (w) < 4,5% và trong bảo quản tốt cho phép w<7%.  Thời gian đường hóa của malt vàng là 10-20 phút ở 700C, malt đen là 20-30 phút ở 700C.  Chất hòa tan trung bình là 65-82% chất khô.  Hàm lượng maltose của malt vàng là 70% chất hòa tan, malt đen là 59- 65% chất hòa tan.  Độ axit: pH đường hóa từ 5,5-6,5  Những thành phần chính của malt khô (% chất khô) Bảng 1.7: Các thành phần chính trong malt khô Tỷ lệ Tỷ lệ Thành phần Thành phần (%) (%) Tinh bột 58 Đường khử 4,0 Pentose hòa tan 1 Protein ( n*6,25 ) 10 Hexozan và pentozan không tan 9,0 Protein hòa tan 3,0 Xenlulose 6 Chất béo 2,5 Sacarose 5 Chất tro 2,5 Để có thể biến đổi từ malt thành bia phục vụ cho đời sống con người thì malt sẽ được đem đi lên men. Yếu tố đóng vai trò quyết định trong quá trình lên men chính là men bia (nấm men). c) Men bia (nấm men)[10] Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Nhờ đặc tính sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóa dịch đường thành rượu và sinh ra khí CO2 là thành phần chính của bia. Trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men được chia thành 2 nhóm: . Nhóm nấm men nổi ( Saccharomyces cerevisiae ): 0  Nhiệt độ lên men: 10-25 C.  Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 12 Lớp: MT1201
  25. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường  Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày trên bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm.  Khả năng lên men đường tam (rafinose) kém (chỉ đạt 33%). . Nhóm nấm men chìm ( Saccharomyces carlbergensis ) 0  Nhiệt độ lên men 0-10 C.  Quá trình xảy ra trong lòng môi trường nên khả năng lên men tốt  Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường rafinose hoàn toàn).  Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh, nhờ vậy bia chóng tự trong hơn lên men nổi. Khả năng kết lắng của nấm men phụ thuộc vào nhiểu yếu tố: + Cấu tạo thành tế bào nấm men . + Hàm lượng nitơ hòa tan trong môi trường . + Nhiệt độ , pH của môi trường  Có khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời), tỷ lệ tế bào chết < 10%. Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đó nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trong sản xuất bia. Hiện nay, nhóm nấm men được các nhà máy bia trên thế giới và Việt Nam sử dụng phổ biến trong sản xuất là nhóm nấm men chìm. d) Hoa bia (hoa houblon)[7] Sau nước, malt và nấm men thì nguyên liệu căn bản tiếp theo trong quy trình sản xuất bia là hoa bia (hoa houblon). Hoa bia được đánh giá là nguyên liệu cơ bản thứ hai sau malt đại mạch, là linh hồn của bia, góp phần tạo nên mùi và vị đặc trưng cho bia. Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình 10-15 m. Hiện nay trên thế giới đang trồng trên 100 giống hoa houblon khác nhau. Loại thực vật này chỉ thích hợp với khí hậu ôn đới nên được trồng nhiều ở Đức, Tiệp, Liên Bang Nga, Pháp, Mỹ, SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 13 Lớp: MT1201
  26. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây, trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa đực không được sử dụng vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa (lupulin), chất đắng cũng rất kém Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Do những đặc tính cực kỳ đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ một vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành sản xuất bia. Bảng 1.8: Thành phần của hoa houblon Thành phần Hàm lƣợng(%) Nước 10-11 Nhựa đắng tổng số 15-20 Tinh dầu 0,5-1,5 Tanin 2-5 Monosaccarit 2 Pectin 2 Amino axit 0,1 Protein 15-17 Lipit và sáp 3 Chất tro 5-8 Xenluloza, lignin và các chất khác 40-50 Hoa houblon được sử dụng trong công nghiệp sản xuất bia hiện nay gồm các dạng sau: . Dạng hoa houblon tươi nguyên cánh . Dạng hoa houblon cánh khô . Dạng hoa houblon hạt, viên . Dạng hoa cao trích ly SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 14 Lớp: MT1201
  27. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.3.3.2) Các chất phụ gia trong quy trình công nghệ sản xuất bia[7] Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ mà những nguyên, phụ liệu hoặc các hóa chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau, gọi chung những dạng này là phụ gia và chia thành hai nhóm chính: . Nhóm phụ gia trực tiếp: Gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất có mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ ở hàm lượng cho phép:  Các hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ như HCl, Al2(SO4)3.16H2O, CaSO4,  Các hóa chất đưa vào để ngăn chặn quá trình oxy hóa những thành phần trong bia như acid ascorbic, H2O2,  Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH như: H2SO4, acid lactic, CaCl2,  Chất tạo màu cho bia: caramen. . Nhóm phụ gia gián tiếp: Nhóm này bao gồm tất cả nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quy trình công nghệ nhưng không được phép có mặt ở trong sản phẩm:  Các bột trợ lọc: PVPP, kizelgua,  Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H2SO4, KMnO4, NaOH,  Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh như NH3, glycol, nước muối, Tác dụng của các chất phụ gia này đối với quy trình sản xuất bia là: . Các chế phẩm enzym: Tăng cường hoạt độ và nồng độ các enzym, nâng cao hiệu suất của quá trình lên men. . Caramen: tạo màu cho bia . CaCl2: tăng độ bền vững của enzym α – Amylaza ở nhiệt độ cao . Acid ascorbic: bảo quản, chống oxi hóa, ức chế các quá trình biến chất của bia. . Colluplie: chống oxi hóa protein . Malurex I: rút ngắn thời gian lên men phụ, giảm lượng diacetyl tạo thành trong quá trình lên men chính SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 15 Lớp: MT1201
  28. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường . Các hóa chất vệ sinh công nghiêp (Clorin, NaOH): dùng để tẩy rửa sát trùng nhà xưởng, dây chuyền, máy móc. . Than hoạt tính: Thu hồi lượng CO2 Ngoài ra trong sản xuất bia phụ thuộc vào các điều kiện chủ quan và khách quan, nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm, tạo ra các sản phẩm bia có chất lượng khác nhau, cải thiện một vài tính chất của sản phẩm, theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng thì người ta thêm các thế liệu vào cùng với malt trong sản xuất bia. I.3.3.3) Thế liệu[10] Yêu cầu đối với thế liệu là phải có nguồn glucid dồi dào mà từ đó dưới tác dụng của enzyme trong malt, lượng glucid của thế liệu sẽ chuyển hóa thành đường hòa tan. Vì vậy các loại ngũ cốc thường được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia. Chất lượng của thế liệu cũng là yếu tố sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia thành phẩm (màu sắc, mùi vị). Do đó cần quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu. Ở nước ta hiện nay thế liệu được sử dụng phổ biến là gạo. Đối với bia Heniken là 100% đại mạch, đối với bia Tiger 80% đại mạch và 20% gạo. Vì gạo có sẵn những ưu điểm sau: . Có sẵn trong nước với giá rẻ và chất lượng cao. . Do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt có thể đạt 90% chất khô. Thực tế và thực nghiệm đã cho ta thấy có thể thay thế gạo cho malt đến 50% (nếu malt có hoạt tính enzym tốt). Ngoài ra ở một số nơi còn có thể sử dụng các loại thế liệu khác nhau, phù hợp với điều kiện sản xuất như: . Bắp được sử dụng ở các nước châu Phi hoặc Mĩ la tinh . Gạo mì. . Đậu: hàm lượng tinh bột trong đậu không lớn, thường nhỏ hơn 40% trọng lượng, vì vậy trong nấu bia người ta dùng đậu không phải với mục đích thế liệu SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 16 Lớp: MT1201
  29. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường cho malt, mà với với mục đích làm cho bia có khả năng tạo bọt mạnh (trong đậu có chứa nhiều glucozit), là nguồn thức ăn tốt cho nấm men về sau. . Đường saccharose: được sử dụng như một thế liệu cao cấp. Việc vận hành và sản xuất trong các nhà máy bia ngoài yêu cầu cần được cung cấp một lượng lớn các nguyên liệu, cũng như các chất phụ gia thì cũng cần được cung cấp một lượng khá lớn năng lượng, để phục vụ cho sản xuất. I.3.4) Năng lƣợng trong quy trình sản xuất bia[12] I.3.4.1) Điện Điện tiêu thụ cho nhà máy bia vận hành tốt trung bình từ 8 đến 12 kwh/hl, phụ thuộc vào quá trình và đặc tính của sản phẩm. Các khu vực tiêu thụ điện năng là: khu vực chiết chai, máy lạnh, khí nén, thu hồi CO2, xử lý nước thải, điều hòa không khí, các khu vực khác như bơm, quạt, điện chiếu sáng. I.3.4.2) Nhiệt Tiêu thụ nhiệt của một nhà máy bia vận hành tốt nằm trong khoảng 150-200 mJ/hl đối với nhà máy bia không có hệ thống thu hồi nhiệt trong quá trình nấu hoa nhưng có hệ thống bảo ôn tốt, thu hồi nước ngưng, hệ thống bảo trì tốt. Tiêu hao năng lượng trong nhà máy bia phụ thuộc vào đặc tính của nhà máy như quá trình công nghệ, phương pháp đóng gói sản phẩm, kỹ thuật và loại thiết bị thanh trùng, công nghệ xử lý sản phẩm phụ. Các quá trình tiêu hao năng lượng trong nhà máy bia bao gồm: Nấu và đường hóa, nấu hoa, hệ thống vệ sinh (CIP) và tiệt trùng, hệ thống rửa chai, hệ thống thanh trùng bia. Trong đó tiêu thụ nhiệt nhiều nhất là nồi nấu hoa chiếm đến 30-40% tổng lượng hơi dùng trong nhà máy. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 17 Lớp: MT1201
  30. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.3.5) Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia [11] Malt Gạo Bụi(K) Điện Chuẩn bị Tiếng ồn(K) - Nghiền Đường Nấu Nước thải(L) Nước - Hồ hóa, đường hóa Bã hèm(R) Hoa houblon - Lọc dịch đường Nhiệt Điện - Nấu hoa Mùi(K) Hơi - Lắng nóng Lên men Men(R) Men - Làm lạnh Khí CO2(K) Điện - Lên men chính Nước thải(L) - Lên men phụ Hoàn thiện - Lọc bia Bột trợ lọc Nước thải(L) - Ổn định, bão hòa CO2 Bột trợ lọc(R) CO2 Điện Men(R) - Pha bia - Lọc vô trùng Vỏ chai, lon, keg Nước thải(L) Nhãn, mác Đóng chai, lon, keg và Chai vỡ(R) Điện thanh trùng Nhãn mác hỏng(R) Sản phẩm Bia chai, Bia lon, Bia hơi Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát sản xuất bia SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 18 Lớp: MT1201
  31. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.4) Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất bia Bảng 1.9: Các nguồn chất thải chính trong sản xuất bia[12] STT Nguồn thải Tác nhân ô nhiễm Nghiền - Bụi 1 nguyên liệu - Tiếng ồn 2 Nấu - Xút và axit cho hệ CIP - Thải lượng chất hữu cơ cao - Bụi - Gây ra các mùi khó chịu cho các khu vực xung quanh 3 Lên men - Xút và axit cho hệ CIP - Phát thải CO2 - Thải lượng chất hữu cơ cao (do nấm men và việc vệ sinh thiết bị gây nên, nước thải có nồng độ chất hữu cơ, nitrat và photpho cao). 4 Lọc bia - CO2 - Thải lượng chất hữu cơ cao (nấm men, bột trợ lọc) 5 Đóng gói - Nước thải có pH cao và chất lơ lửng nhiều thanh trùng - Tiêu hao nhiều nước nóng và nước lạnh Các hoạt động - Phát thải CO2, NOX và PAH (polyaromactic phụ trợ: nồi hydrocacbon) 6 hơi đốt than hoặc đốt dầu, - Nguy cơ rò rỉ dầu máy lạnh - Nguy cơ rò rỉ và phát thải NH3 - Nguy cơ rò rỉ và phát thải CFC Từ sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát sản xuất bia (hình 1.2) và Bảng 1.9 cho thấy các nguồn thải chính trong ngành bia gồm: Khí thải, nước thải, chất thải rắn. Trong đó nước thải là vấn đề lớn trong ngành bia, có ảnh hưởng và tác động trực tiếp tới môi trường sống SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 19 Lớp: MT1201
  32. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.4.1) Khí thải [13] Hơi phát sinh từ quá trình nấu, hơi khí nén bị rò rỉ, bụi từ quá trình chuẩn bị nguyên liệu Nguồn bụi phát sinh chủ yếu trong nhà máy bao gồm trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu, quá trình tiếp liệu, quá trình xay malt, quá trình nghiền gạo Tuy nhiên tải lượng bụi ở đây rất khó ước tính phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như loại nguyên liệu, độ ẩm của nguyên liệu, tình trạng/tính năng của thiết bị máy móc Nhiệt tỏa từ quá trình nấu, nồi hơi (nguồn nhiệt rất lớn) và từ hệ thống làm lạnh (nguồn nhiệt lạnh) và tiếng ồn do thiết bị sản xuất (máy bơm, máy lạnh, băng chuyền ) ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của công nhân và môi trường xung quanh. I.4.2) Chất thải rắn [12] Các chất thải rắn chính của quá trình sản xuất bia bao gồm bã hèm, bã men, các mảnh thủy tinh từ khu vực đóng gói, bột trợ lọc từ khu vực lọc, bột giấy từ quá trình rửa chai, giấy, nhựa, kim loại từ các bộ phận phụ trợ, xỉ than, dầu thải, dầu phanh. Bã hèm và bã men là chất hữu cơ, sẽ gây mùi cho khu vực sản xuất nếu không thu gom và xử lý kịp thời. Bảng 1.10 : Lƣợng chất thải rắn phát sinh khi sản xuất 1 hectolit bia Chất ô Đơn Lƣợng Tác động nhiễm vị Bã hèm kg 21 – 27 Ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu Nấm men kg 3 – 4 Ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu Vỏ chai vỡ chai 0,9 Gây tai nạn cho người vận hành Bùn hoạt tính kg 0,3 – 0.4 Ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu Nhãn, giấy kg 1,5 Ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu Bột trợ lọc kg 0,2 – 0,6 Ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu Plastic kg - Tải lượng chất thải rắn cao, bãi chứa lớn Kim loại kg - Tải lượng chất thải rắn cao, bãi chứa lớn SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 20 Lớp: MT1201
  33. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.4.3) Nƣớc thải [12] I.4.3.1) Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải trong quy trình sản xuất bia. Gồm 2 nguồn thải:  Nước thải sinh hoạt: Có lưu lượng không lớn  Nước thải sản xuất: bao gồm . Nước thải lọc bã hèm: Nước thải phát sinh từ giai đoạn lọc hèm nên chúng bị nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm, các vi sinh vật. . Nước thải lọc dịch đường: Nước thải này thường bị nhiễm bẩn chất hữu cơ, lượng Gluco trong nước này cũng ở mức cao, là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinh vật. Có độ đục và độ màu khá cao. . Nước thải từ các thiết bị trao đổi nhiệt: Là dòng thải có lưu lượng lớn nhất, nhưng được xem như là sạch. Mặc dù có nhiệt độ cao từ 45-500C và có thể lẫn một ít lượng dầu mỡ không đáng kể. . Nước thải từ quá trình rửa chai: Đây là một trong những dòng thải có độ ô nhiễm cao nhất trong dây chuyền sản xuất bia. Về nguyên lý để đóng chai thì chai phải được rửa qua các bước: 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, nước thải phát sinh từ quá trình rửa chai có độ pH cao khi được tập trung vào dòng thải của cả quy trình khiến cho dòng thải của cả quy trình có pH kiềm tính. . Nước thải phát sinh từ các thiết bị lọc bụi và bãi thải xỉ than: có lưu lượng và hàm lượng cặn lơ lửng (bụi than) rất lớn. Dòng thải này xuất hiện khi nồi hơi được cung cấp nhiệt nhờ than. . Nước thải từ quá trình rửa thiết bị: thường có hàm lượng chất hữu cơ cao đồng thời chứa dầu mỡ, cặn và trong trường hợp rửa nồi hơi có thể chứa cả acid và kiềm. Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia, còn biến đổi theo chu kỳ và mùa sản xuất. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 21 Lớp: MT1201
  34. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường I.4.3.2) Đặc tính và tải lƣợng của nƣớc thải phát sinh trong quy trình sản xuất bia Tuy các nhà máy bia khác nhau về phương pháp lên men, về sự quản lí nội vi, tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm, nhưng nước thải của các nhà máy bia vẫn có các đặc tính chung:  Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao  Hàm lượng chất rắn (dạng tổng số, dạng lơ lửng) trong nước cao, do còn lẫn nhiều xác men, bã.  Nhiệt độ cao.  pH dao động mạnh và thay đổi khá lớn từ mức acid mạnh đến kiềm mạnh.  Thường có màu xám đen.  Có các hóa chất được sử dụng trong quá trình sản xuất như xút, soda Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của ngành bia khá cao. Hàm lượng các chất ô nhiễm có trong nước thải thường vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Bảng 1.11: Tính chất nƣớc thải từ sản xuất bia Đơn QCVN Thông Khoảng giá vị 40:2011 Tác động đến môi trƣờng số trị tính A B pH 6 – 8 6–9 5,5–9 - BOD5 mg/l 900 – 1.400 ≤ 30 ≤ 50 Ô nhiễm COD mg/l 1.700 – 2.200 ≤ 75 ≤ 150 Ô nhiễm SS mg/l 500 – 600 ≤ 50 ≤ 100 Gây ngạt thở cho thủy sinh Tổng N mg/l 30 ≤ 20 ≤ 40 Gây hiện tượng phú dưỡng Tổng P mg/l 22 – 25 ≤ 4 ≤ 6 Kích thích thực vật phát triển Độc hại cho cá nhưng lại thúc + NH4 mg/l 13 – 16 ≤ 5 ≤ 10 đẩy thực vật phát triển SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 22 Lớp: MT1201
  35. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Ghi chú: * Các thông số quy định trong tiêu chuẩn, chưa xét hệ số liên quan đến dung tích nguồn tiếp nhận và hệ số theo lưu lượng nguồn thải. A – Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích sinh hoạt. B – Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A. Thành phần nước thải sản xuất bia thường vượt rất nhiều lần quy chuẩn Việt Nam, nếu không được xử lý trước khi thải ra ngoài nguồn tiếp nhận thì đây sẽ là nguồn gây ảnh hưởng đến môi trường nước và sức khỏe con người SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 23 Lớp: MT1201
  36. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường CHƢƠNG II : CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI II.1) Tổng quan về các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải [1] Trong xử lý nước thải, người ta phân biệt 3 phương pháp xử lý nước thải: - Xử lý cơ học - Xử lý hóa – lý - Xử lý sinh học II.1.1) Phƣơng pháp xử lý cơ học Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm: - Song chắn rác: Chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác v.v được gọi chung là rác. Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể metanten). Trong thời gian gần đây người ta áp dụng loại song chắn rác liên hợp vừa chắn giữ vừa nghiền rác. - Bể lắng cát: Tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước thải như xỉ than, cát v.v ra khỏi nước thải. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở trên sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng. - Bể vớt dầu mỡ: Thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công nghiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi. - Bể lọc: Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc, sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp. Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không hòa tan có trong nước thải sinh hoạt và giảm BOD đến 20%. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 85 Lớp: MT1201
  37. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thoáng gió sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-45% theo BOD Trong số các công trình xử lý cơ học phải kể đến cả bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong có ngăn phân hủy là những công trình vừa để lắng vừa để phân hủy cặn lắng. Nếu điều kiện địa phương cho phép thì sau xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng thông thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước cho quá trình xử lý sinh học. II.1.2) Phƣơng pháp xử lý hóa-lý Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường. Ví dụ phương pháp trung hòa nước thải chứa axit và kiềm, phương pháp ôxy hóa v.v Ở phương pháp hóa lý thường áp dụng để xử lý nước thải là keo tụ, hấp thu, trích ly, bay hơi, tuyển nổi Căn cứ vào điều kiện địa phương và yêu cầu vệ sinh mà phương pháp hóa lý là giải pháp cuối cùng hoặc là giai đoạn xử lý sơ bộ cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. II.1.3) Phƣơng pháp xử lý sinh học Dựa vào sự sống và hoạt động của các vi sinh để ôxy hóa chất bẩn hữu cơ ở dạng keo và hòa tan có trong nước thải. Những công trình xử lý sinh hóa phân thành 2 nhóm: - Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên. - Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 86 Lớp: MT1201
  38. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Những công trình xử lý sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là: Cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học v.v Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào nguồn oxy và vi sinh có trong đất và nước. Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: Bể lọc sinh học (Biôphin), bể làm thoáng sinh học (Aeroten) v.v Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn. Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể đạt mức hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90-95% và không hoàn toàn với BOD giảm tới 40-80% Giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt I. Để chắn giữ màng sinh học (sau bể Biôphin) hoặc bùn hoạt tính (sau bể Aeroten) dùng bể gọi là bể lắng đợt II. Trong trường hợp xử lý trên bể Aeroten thường đưa một phần bùn hoạt tính trở lại bể Aeroten để tạo điều kiện cho công trình đạt hiệu quả cao hơn. Phần bùn hoạt tính còn lại gọi là bùn hoạt tính dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi đưa vào bể Metanten để thực hiện quá trình lên men. Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi trùng gây bệnh. Bởi vậy sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn. Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất kỳ phương pháp nào cũng tạo nên một lượng cặn đáng kể (bằng 0,5-1% tổng lưu lượng nước thải). Các chất lơ lửng không hòa tan ở bể lắng đợt I gọi là cặn tươi, cặn giữ lại ở bể lắng II gọi là màng vi sinh (sau bể Biôphin) hoặc bùn hoạt tính (sau bể aeroten) Nói chung các loại cặn trên đều có mùi hôi thối khó chịu (nhất là cặn tươi) và nguy hiểm về mặt vệ sinh. Do vậy nhất thiết phải xử lý cặn thích đáng. Để giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cặn và để đạt các chỉ tiêu vệ sinh thường áp dụng phương pháp xử lý sinh học kỵ khí trong các công trình tự hoại, bể lắng hai vỏ hoặc bể metanten. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 87 Lớp: MT1201
  39. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Bể tự hoại và bể lắng hai vỏ thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ: lắng cặn và lên men cặn lắng. Bể Metanten là công trình tương đối hiện đại chỉ ứng dụng để lên men cặn lắng. Đôi khi bể này cũng còn được sử dụng để xử lý sơ bộ nước thải công nghiệp có nồng độ cao. Để giảm độ ẩm của cặn đã lên men thường sử dụng các công trình: hố bùn (đối với trạm xử lý nhỏ), sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bằng cơ học, lọc chân không, lọc ép Khi lượng cặn khá lớn có thể sử dụng phương pháp sấy nhiệt. II.2.1) Song chắn rác [1] Để chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau cỏ, rác ) người ta dùng song chắn rác. Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ để chuẩn bị điều kiện cho việc xử lý nước thải sau đó. Trường hợp ở trạm bơm chính đã đặt song chắn rác với kích thước 16 mm thì không nhất thiết phải đặt nó ở trên trạm xử lý nữa (đối với trạm công suất nhỏ). Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mương dẫn nước. Khoảng cách giữa các thanh đan gọi là khe hở (mắt lưới). Song chắn rác có thể phân thành: + Theo khe hở: Loại thô (30-200 mm) Loại trung bình (5-25 mm) + Theo đặc điểm cấu tạo: Loại cố định Loại di động + Theo phương pháp lấy rác: Loại thủ công Loại cơ giới II.2.2) Bể lắng [1] Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nước thải. Tùy theo công dụng của bể lắng trong dây chuyền công nghệ mà người ta phân biệt bể lắng đợt I và đợt II. Bể lắng đợt I đặt trước công trình xử lý sinh học. Bể lắng đợt II đặt sau công trình xử lý sinh học. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 88 Lớp: MT1201
  40. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Có thể phân biệt các loại bể lắng dựa trên: + Theo chế độ làm việc: Bể lắng hoạt động gián đoạn Bể lắng hoạt động liên tục + Theo chiều nước chảy trong bể: Bể lắng ngang Bể lắng đứng Bể lắng Radian + Ngoài ra: Bể lắng trong: một bể chứa đứng có buồng keo tụ bên trong Bể lắng tầng mỏng là một bể chứa hoặc kín hoặc hở. II.2.3) Bể điều hòa [2] Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống cống thu gom chảy vào hệ thống xử lý thường xuyên dao động theo các giờ trong ngày. Khi hệ số không điều hòa K>1,4, xây dựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưu lượng đều trong ngày sẽ kinh tế hơn. Có 2 loại bể điều hòa: Bể điều hòa cả lưu lượng và chất lượng Bể điều hòa chỉ điều hòa lưu lượng II.2.4) Bể tuyển nổi [3] Là phương pháp dựa trên nguyên tắc: Các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hoặc làm đặc bọt. Trong một số trường hợp, quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn xử lý sơ bộ (bậc 1) trước khi xử lý cơ bản (bậc II) - bể tuyển nổi có thể thay thế cho bể lắng, trong dây chuyền nó đứng trước hoặc sau bể lắng, đồng thời cũng có thể ở giai đoạn xử lý bổ sung (hay triệt để - cấp III) sau xử lý cơ bản. Có hai hình thức tuyển nổi với: - Sục khí ở áp suất khí quyển gọi là tuyển nổi bằng không khí. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 89 Lớp: MT1201
  41. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường - Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không gọi là tuyển nổi chân không. II.2.5) Bể trung hòa [3] Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước thải được xử lí tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về vùng 6,6-7,6. Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch acid hoặc muối acid, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải. II.2.6) Bể UASB [3] Là một bể xử lý sinh học kỵ khí, áp dụng quá trình lên men khí metan, được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Quy trình công nghệ gồm ba giai đoạn: - Giai đoạn lỏng hóa nguyên liệu đầu để vi khuẩn dễ sử dụng các chất dinh dưỡng - Giai đoạn tạo thành acid Vi khuẩn H2A các acid hữu cơ - Giai đoạn tạo thành metan Các acid hữu cơ Vi khu ẩn CH4 + CO2 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất quá trình phân hủy yếm khí tạo thành khí metan: - Nhiệt độ : tối ưu ở 350C. Có thể thực hiện ở điều kiện ấm (30-350C) hoặc nóng (50-550C). Khi nhiệt độ dưới 100C vi khuẩn tạo metan hầu như không hoạt động. - Liều lượng nạp nguyên liệu (bùn) và mức độ khuấy trộn - Tỷ số C/N: tỷ số tối ưu cho quá trình là (25-30)/l - pH: tối ưu từ 6,5-7,5 - Dòng vi khuẩn , thời gian lưu nước, không chứa các hóa chất độc, đặc biệt là kim loại nặng SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 90 Lớp: MT1201
  42. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Sản phẩm khí thường có hàm lượng CH4 vào khoảng 65-70%, CO2 vào khoảng 25-30% và lượng nhỏ các khí khác. Lượng bùn tích tụ ở dưới đáy bể được định kỳ xả ra ngoài II.2.7) Bể Aeroten [2] Là công trình làm bằng bê tông, bê tông cốt thép với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật. Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy qua suốt chiều dài của bể Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc thoáng gió Thời gian nước lưu trong bể Aeroten không lâu quá 12 giờ (thường là 4-8 giờ). Bể aeroten được phân loại dựa trên : + Theo nguyên lý làm việc: -Bể aeroten thông thường:  Bể aeroten xử lý sinh hóa không hoàn toàn  Bể aeroten xử lý sinh hóa hoàn toàn -Bể aeroten sức chứa cao + Theo sơ đồ công nghệ: -Aeroten một bậc -Aeroten hai bậc + Theo cấu trúc dòng chảy - Bể aeroten - đẩy - Bể aeroten - trộn - Bể aeroten kiểu hỗn hợp + Theo phương pháp làm thoáng - Aeroten làm thoáng bằng bơm khí nén - Aeroten làm thoáng bằng máy khuấy cơ học - Aeroten làm thoáng kết hợp SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 91 Lớp: MT1201
  43. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường - Aeroten làm thoáng áp lực thấp, tức là không dùng bơm khí nén mà dùng quạt gió II.2.8) Bể khử trùng [2] Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105- 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bênh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loại vi khuẩn gây bệnh nào đó. Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, ao, hồ, , thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất lớn. Do đó phải có biện pháp tiệt trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Các biện pháp thường dùng trong quá trình khử trùng là dùng hóa chất như clo hơi, hypoclrit-canxi dạng bột (Ca(ClO)2), nước zavel (NaClO), ozon, hoặc tia cực tím (UV) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 92 Lớp: MT1201
  44. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Khi lựa chọn một công nghệ xử lý nước thải cần phải căn cứ vào các yêu cầu sau:  Lưu lượng, thành phần và tính chất của nước thải.  Diện tích mặt bằng hiện có, cũng như các điều kiện mà nhà máy có thể chấp nhận.  Tiêu chuẩn đầu ra của dòng thải.  Đặc tính của nguồn tiếp nhận.  Kinh phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành.  Đảm bảo khả năng xử lý khi nhà máy mở rộng sản xuất Nước thải ngành sản xuất bia có: + BOD5 = 1600 mg/l + COD = 3000 mg/l + SS = 400 mg/l = 60 mg/l = 8 mg/l III.2.2) Phân tích đặc trƣng nƣớc thải để lựa chọn công nghệ thiết kế Ta thấy BOD5/COD = 0,6 nằm trong khoảng 0,5 – 0,75 chứng tỏ hàm lượng chất hữu cơ trong dòng thải khá cao nên để xử lýđạt hiệu quả cao tốt hơn hết ta dùng biện pháp xử lý sinh học, vì nước thải trong sản xuất bia chứa chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh hoc: Protein, acid hữu cơ, Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải khá lớn nồng độ COD là 3000 mg/l nên công nghệ xử lý sinh học kết hợp hai quá trình kị khí và hiếu khí. Công nghệ xử lý kị khí bể UASB là phù hợp so với yêu cầu của hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia, nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 85 Lớp: MT1201
  45. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường đơn giản, chịu được tải trọng cao, lượng bùn sinh ra rất ít, có thể điều chỉnh tải trọng theo thời kỳ sản xuất bia. Ngoài ra bùn có khả năng tách nước tốt, nhu cầu cung cấp chất dinh dưỡng thấp, năng lượng tiêu thụ ít, thiết bị đơn giản công trình ít tốn diện tích và không phát sinh mùi khó chịu. Nước thải sau khi qua bể UASB có nồng độ COD khoảng 400-800 mg/l chưa đạt tiêu chuẩn xả thải do đó cần phải tiếp tục xử lý sinh học hiếu khí. Trong công nghệ xử lý hiếu khí, có rất nhiều đơn vị công trình xử lý sinh học hiếu khí khác nhau như: các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxy hóa, bể Aerotank, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc Cần phải lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế (lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm, vị trí nơi xử lý, đặc điểm nguồn tiếp nhận) và chọn tỷ lệ F/M cho hệ thống là rất quan trọng. Do đó chọn bể Aeroten là thích hợp. Do SS=400mg/l nên phải cần dùng thêm bể lắng đợt I hoặc bể tuyển nổi để giảm bớt hàm lượng SS khi đi vào bể UASB và bể Aeroten. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 86 Lớp: MT1201
  46. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường 1 Nước thải vào Song chắn rác Hố gom (hầm thu) Lưới tách rác tinh Rác Bể điều hòa Máy nén khí Bể tuyển nổi Hóa chất Bể trung hòa (kiềm , acid) Bể UASB Máy thổi Bể Aerotank khí Bể Lắng II Bể nén bùn Hình 3.1: Sơ đồ phƣơng án thiết kế 1 Hóa chất (chlorine) Mương khử trùng Nước thải từ các khâu sản xuất và sinh hoạt được thu gom vào hệ thống QCVN 40/2011 cột B cống dẫn vào trạm xử lý.Đầu tiên, nước qua song chắn rác để loại rác, cặn, nắp chai, miểng chai có kích thước lớn. Sau đó, rác sẽ được thu gom và chở đến bãi rác để xử lý.Nước thải sau khi qua song chắn rác được dẫn đến hố gom rồi qua lưới chắn rác tinh nhằm loại bỏ một lượng lớn cặn, bã hèm giúp giảm tải, SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 87 Lớp: MT1201
  47. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường tránh gây tắc nghẽn cho các công trình phía sau.Nước từ hố gom được bơm vào bể điều hoà để ổn định lưu lượng, nhiệt độ và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải, giảm kích thước các công trình phía sau.Trong bể điều hoà có bố trí hệ thống phân phối khí nhằm tránh các hạt cặn lơ lửng lắng xuống, tránh sinh mùi hôi.Tiếp đến nước thải được đưa vào bể tuyển nổi nhằm giảm lượng cặn để đảm bảo nước thải vào công trình xử lí sinh học phía sau có SS < 150 mg/l, để đảm bảo hiệu quả của công trình.Bể trung hòa, tại đây nươc thải được châm hóa chất để điều chỉnh pH nước thải đến giá trị phù hợp trước khi vào bể UASB.Nước thải sau đó được dẫn qua các công trình xử lý sinh học.Tại bể kị khí UASB nhờ hoạt động phân huỷ của các VSV kị khí biến đổi chất hữu cơ thành các dạng khí sinh học, chính các chất hữu cơ tồn tại trong nước thải là các chất dinh dưỡng cho các VSV.Sau khi qua bể kị khí nước thải tiếp tục đến bể Aerotank. Tại bể Aerotank, các chất hữu cơ còn lại sẽ được phân huỷ bởi các VSV hiếu khí, hiệu quả xử lý của bể Aerotank dạt từ 75-90% .Sau thời gian lưu nước nhất định nước được đưa sang bể lắng II để lắng các bông bùn hoạt tính. Bùn từ đáy bể lắng II được đưa vào hố thu bùn có 2 ngăn một phần bùn trong bể sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư dược đưa qua bể nén bùn. Tại bể nén bùn bùn dư được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích của bùn. Bùn sau khi nén được đưa qua máy ép băng tải và mang đi chôn lấp hợp vệ sinh hay làm phân bón. Nước sau khi qua lắng tiếp tục cho qua mương khử trùng trước khi xả ra nguồn thải. 2 Nước vào Bể chứa SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh Bể lắng cát 88 Lớp: MT1201 Bể điều hòa
  48. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường chỉnh pH, t0 Tu QCVN 40/2011 Hình 3.2: Sơ đồ phƣơng án thiết kế 2 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 89 Lớp: MT1201
  49. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường , CH4, CO2, H2S, NH3 , Aerot . 1 - . - - B . - - ) - 2 - SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 90 Lớp: MT1201
  50. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường - . . 1 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 91 Lớp: MT1201
  51. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường . Lưu lượng thiết kế: = 3000m3/ng.đ Lưu lượng trung bình giờ: = 125m3/h Lưu lượng trung bình giây: = 34,72l/s Lưu lượng giờ lớn nhất: = x Ko Trong đó: Ko là hệ số không điều hòa chung của nước thải Bảng 4.1: Hệ số điều hòa chung (TCXDVN 51:2008) (l/s) 5 15 20 50 100 300 500 1000 ≥ 5000 Ko (max) 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 Lưu lượng giờ lớn nhất: = 125 x 1,9 = 237,5 (m3/h) Bảng 4.2: Thông số nƣớc thải đầu vào Đơn Nƣớc thải trƣớc QCVN : 40/2011 TT Chỉ tiêu vị xử lý BTNMT ( loại B) 1. pH - 8 5.5- 9 2. Hàm lượng cặn lơ lửng mg/l 400 100 3. BOD5 mg/l 1600 50 4. COD mg/l 3000 150 5. Tổng Nito mg/l 60 40 6. Tổng Photpho mg/l 8 6 IV.2) SONG CHẮN RÁC THÔ: IV.2.1) Nhiệm vụ: Giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn như: lá cây, bao nilon nhờ đó tránh làm tắt máy bơm, đường ống. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. IV.2.2) Tính toán: Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 85 Lớp: MT1201
  52. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Số khe hở của song chắn rác n = x ko Trong đó: : lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). = = 0.066 m3/s. b : bề rộng khe hở giữa các song chắn rác (mm), từ 15 ÷ 25 mm. Chọn b = 20 mm ko : hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới, ko = 1,05. h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. Chọn h = 0,1m. vmax : tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất, từ 0,6 ÷ 1,0 m/s. Chọn vmax = 1 m/s.[3] 0,066 x 1,05 => n = = 34,65 (khe) => Chọn n = 35 khe. 0,02 x 0,1 x 1 Chiều rộng song chắn rác: Bs = S(n – 1) + b.n = 8×(35-1)+20×35 = 972mm chọn Bs = 1,0 (m). Trong đó: S: là bề rộng thanh đan hình chữ nhật, chọn S = 8mm (n-1): số thanh đan của song chắn rác Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu 3 lượng nước thải Qmax = 0.066 m /s. Vận tốc nước không được nhỏ hơn 0,3 m/s.[5] 0,066 Bs x h vktra = Bs x h = 1,0 x 0,1 = 0,66 (m/s) Tổn thất áp lực qua song chắn rác: ξ x V 2 h max x k s 2g SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 86 Lớp: MT1201
  53. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Trong đó: vmax = 1 m/s g : gia tốc trọng trường (m/s2) k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. k = 2 ÷ 3, chọn k = 3. : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: 4 S 3 ξ β sinα b : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Hình chữ nhật với bề mặt tròn = 1,83 : góc nghiêng song chắn rác, = 60o 4 0,008 3 ξ 1,83x sin60 o 0,47 0,02 0,47 x 12 => h x 3 = 0,072 (mH2O) s 2 x 9,81 Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn: B - B 1.0 0.3 L s k = 0,96 (m) 1 2tgφ 2 x tg20o Trong đó: o φ : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn φ =20 Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào. Chọn Bk = 0,3 m Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn: L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 0,96 = 0,48 (m) chọn L2 = 0,48 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + L3 = 0,96 + 0,48 + 1,2 = 2,64 (m)  L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác, L3 > 1m chọn L3 = 1,2m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 87 Lớp: MT1201
  54. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường h s k B B L1 L3 L2 Hình 4.1: Sơ đồ song chắn rác. Sau khi qua song chắn rác thì nồng độ SS, BOD5 giảm 4%. Vậy nồng độ SS, BOD5 của nước thải còn lại: SS = 400 (100 - 4)% = 384 mg/l BOD5 = 1600 × (100-4)% = 1536 mg/l Bảng 4.3: Các thông số xây dựng mƣơng đặt song chắn rác STT STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Bề rộng khe mm 20 2 Số khe hở khe 18 3 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,2 4 Chiều rộng song chắn m 0,7 5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0.41 6 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn m 0.21 7 Chiều dài mương đặt song chắn m 1.82 IV.3) HẦM TIẾP NHẬN: IV.3.1) Nhiệm vụ: Giúp các công trình đơn vị phía sau không phải thiết kế âm sâu trong đất. IV.3.2) Tính toán: Kích thƣớc hầm: Thể tích hầm tiếp nhận: V= t = 237,5 = 79,16 (m3) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 88 Lớp: MT1201
  55. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Với t: thời gian lưu trong hầm tiếp nhận, t = 10 – 30 phút. Chọn t = 20 phút. Chọn chiều sâu hữu ích của bể hi= 3,5 m. Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0,5m. Vậy chiều sâu tổng cộng của hầm tiếp nhận: H = 3,5m + 0,5m = 4,0(m). Diện tích hầm tiếp nhận: S = = = 22.62 (m2) 2  chọn S = 24 (m ) Chọn chiều dài hầm L = 6m và chiều rộng B = 4 m Tính toán bơm để bơm sang hệ thống xử lý phía sau: Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hầm thu gom có = = 237,5(m3/h). Công suất của bơm N = = = 8,63 kw : Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, (m3/h). H: Cột áp của bơm, H = 10m H2O (Cột áp H = 8÷10m). : Khối lượng riêng của nước, = 1000kg/m3. g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2. η: Hiệu suất của bơm, η = 0,73 – 0,93. Chọn η = 0,8. Công suất thực tế của bơm(với hệ số an toàn là β = 1,2) Ntt = β × N = 1,2 × N = 1,2 × 8,63 = 10,36 (kw). β: hệ số an toàn dựa vào bảng sau: Bảng 4.4: Bảng hệ số an toàn N(kw) β ≤ 1 2 – 1.5 1 – 5 1.5 – 1.2 5 – 50 1.2 – 1.15 >50 1.1 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 89 Lớp: MT1201
  56. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Tính toán ống dẫn nƣớc: Đường kính ống dẫn nước thải lên song chắn rác tinh Lưu lượng nước thải = 237,5 m3/h. 4 Q 4 237,5 D = 0,2(m). v 2 3600 3,14 Trong đó: : Lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h) v: vận tốc nước vào( có bơm từ 1 – 2 m/s), chọn v = 2 m/s. Bảng 4.5: Bảng tổng kết số liệu thiết kế hầm tiếp nhận STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều rộng hầm tiếp nhận (W) m 4 2 Chiều dài hầm tiếp nhận (L) m 6 3 Chiều sâu hầm tiếp nhận (H) m 3,5+ 0,5 = 4 4 Công suất bơm kw 8,63 IV.4) SONG CHẮN RÁC TINH: IV.4.1) Nhiệm vụ: Giữ lại các thành phần rác có kích thước nhỏ. IV.4.2) Tính toán: Bảng 4.6: Thông số thiết kế lƣới chắn rác tinh (hình nêm) Thông số Đơn vị Lƣới cố định Lƣới quay Hiệu quả khử cặn lơ lửng % 5 - 25 5 - 25 Tải trọng l/m2.phút 400 - 1200 600 - 4600 Kích thước mắt lưới mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5 Tổn thất áp lực m 1,2 – 2,1 0,8 -1,4 Công suất motor HP - 0,5 - 3 Chiều dài trống quay m - 1,2 – 3,7 Đường kính trống m - 0,9 – 1,5 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 90 Lớp: MT1201
  57. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chọn lưới cố định có kích thước mắt lưới d = 0,35mm, tương ứng với tải 2 trọng LA = 700 (l/m .phút). Giả sử lưới chắn rác được chọn thiết kế có kích thước: B×L×H = 1m × 1,5m × 1,5m Diện tích bề mặt lƣới yêu cầu: A = = = 5,654 (m2) Số lƣới chắn rác: n = = = 3,769 (lưới) => Chọn số lưới chắn n = 4 Diện tích bề mặt thực tế: A = n×B×L = 4×1×1,5 = 6 (m2) Tải trọng bề mặt làm việc thực tế là: 2 LA = = = 659,7 (l/phút.m ) Sau khi qua song chắn rác thì nồng độ chất rắn lơ lửng giảm 15%, BOD5 giảm 4%, COD giảm 6%. Vậy nồng độ ô nhiễm của nước thải còn lại: SS = 384 (100 - 15)% = 326,4 mg/l BOD5 = 1536×(100- 4)% = 1474,56 mg/l COD = 2400×(100- 6)% = 2256 mg/l IV.5) BỂ ĐIỀU HÕA: IV.5.1) Nhiệm vụ: Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng. Làm thoáng sơ bộ, qua đó oxy hóa một phần các chất hữu cơ. Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải Tạo điều kiện thuận lợi cho các chất lơ lửng và chất nổi trong nước thải phân bố đồng nhất trước khi qua các công trình xử lý phía sau. Tăng hiệu quả khử BOD. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 91 Lớp: MT1201
  58. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường IV.5.2) Tính toán: Thời gian lưu nước trong bể là t = 4 – 12 giờ, chọn tlưu = 5 h (Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân, 2010, Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh). Thể tích bể cần thiết là: h 3 Vct = Q tb× t = 125 × 5= 625 m L × B = 11 m × 9 m Chiều sâu mực nước: H = 6 m Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5 m Chiều cao tổng cộng của bể: Ht = 6 + 0,5 = 6,5 m 3  Thể tích thực tế bể điều hòa, Vđh = 11×9×6.5 = 643,5 m 3  Chọn Vttđh = 644 m .  Tính toán lượng khí cần để xáo trộn trong bể : Sử dụng khí nén, tốc độ R = 12 l/m3.phút Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn: 3 3 3 3 qkhí = R x Vct = 0,012m /phút.m x 625 m = 7.5 (m /phút) = 125 (l/s). Trong đó: R: tốc độ khí nén, R = 12 l/m3.phút = 0,012m3/m3.phút,chọn theo bảng Lưu lượng khí thổi qua đĩa là 0,02 – 0,12 m3/phút Chọn đĩa có lưu lượng khí: r = 0,12m3/phút Số đĩa khuếch tán khí n = = = 62,5 (cái)  Tính toán ống dẫn khí: Khí được dẫn từ máy thổi khí qua đường ống chính, sau đó khí được dẫn qua 6 ống nhánh. Mỗi ống nhánh nhỏ cách thành bể 0,5 mét và cách ống kế bên 1,6 mét. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 92 Lớp: MT1201
  59. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Lƣu lƣợng khí trong mỗi ống nhánh nhỏ: qkhí 60x7.5 3 3 Qống = 75(m / h) = 0,021(m /s). 6 6 : Bảng 4.7: Mối quan hệ giữa vận tốc và đƣờng kính ống dẫn khí , mm , m/s 25 – 75 6 – 9 100 – 250 9 – 15 300 – 610 14 – 20 760 – 1500 19 – 33 = 15 m/s : q 4 7,5 4 D = khi = 0,103 m v 3,14 60 15 hép có đường kính d = 110 mm. q 4 7,5 4 v = khi = 13,2 m/s ( thỏa mãn 9 – 15m/s) D 2 3,14 60 0,112 : n = 9 m/s Q 4 0,021 4 d = ô nh = 0,0545 m = 54,5 mm vn 3,14 9 được làm bằng thép có đường kính d = 0,055 m. : Qn 4 0.021 4 vn= = 8,84 m/s ( thỏa 6 – 9 m/s) d 2 3,14 0,0552 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 93 Lớp: MT1201
  60. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường  Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà: Nước thải từ hầm tiếp nhận được bơm lên lưới tách rác tinh với d = 0,2m. Chọn đường kính ống dẫn nước đổ từ lưới tách rác tinh xuống bể điều hòa cũng là d = 0,2m. Chọn vận tốc ống dẫn nước, v = 1,5m/s, v = 0,8 – 2 (m/s) Đường kính ống: 4 Q 4 3000 D = tb 0,171(m) v 1,5 3600 24 Vậy chọn đường kính ống là d = 170mm Kiểm tra lại vận tốc: tb 4 Qh 4 125 v 2 2 1,53(m / s) (tmđk D 0,17 3600 ) Bảng 4.8: Các thông số thiết kế cho bể điều hòa TT Thông số Đơn vị Giá trị Phần thiết kế xây dựng 1 Lưu lượng giờ trung binh, Q m3/giờ 125 2 Thời gian lưu nước, t giờ 5 3 3 Thể tích hữu dụng, Vhd ( 1 đơn nguyên) m 625 3 4 Thể tích xây dựng, Vxd m 644 Kích thước (mặt bằng hình chữ nhật 1 đơn nguyên): m 11 5 Chiều dài m 9 Chiều rộng, m 6.5 Sâu tổng cộng, H IV.6) BỂ TUYỂN NỔI: IV.6.1) Nhiệm vụ: Thiết bị tuyển nổi dùng để tách cặn hoặc dầu, mỡ ra khỏi nước. Quá trình tách cặn, dầu, mỡ xảy ra khi hòa tan vào nước những bọt khí nhỏ. Các bọt khí này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng của tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi xuất hiện, khi lực đẩy nổi đủ lớn, hỗn hợp cặn, khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài. Do chất lơ lửng trong nước thải giấy chủ yếu là bã men có kích thước SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 94 Lớp: MT1201
  61. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường nhỏ và cặn nhẹ khó lắng, nên ta dùng bể tuyển nổi sẽ làm giảm được thời gian lắng và dung tích bể. IV.6.2) Tính toán thiết kế Kết quả thực nghiệm cho mô hình tuyển nổi không tuần hoàn o Ở tỉ số khí/chất rắn, A/S = 0,03 mg khí/ mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu o Nhiệt độ trung bình 27oC o Độ hòa tan của không khí Sa = 16,4 (ml/l) o Tỉ sô bão hòa f = 0,5 o Ở tải trọng bề mặt tuyển nổi 48 ngày đạt hiệu quả khử cặn lơ lửng 90%, khử dầu mỡ 85 % o Hàm lượng COD qua tuyển nổi giảm 50% và BOD5 giảm 36% ( Trang 451 – Lâm Minh Triết và cộng sự - Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp ) Áp suất yêu cầu theo cột áp: ( ) = Trong đó: o A/S: tỉ số, khí/chất rắn, ml khí/mg chất rắn. Chọn A/S = 0,03 o f: Phần khí hòa tan ở áp suất P, thông thường f = 0,5 o Sa: Hàm lượng bùn, mg/l, Sa = 326,4 mg/l o sa: Độ hòa tan của không khí sa = 16,4 ml/l o P: Áp suất trong bình áp lực (at), được xác định: 0,03 = Vậy: p = 2,92 atm = 188,7 kPa Lưu lượng thiết kế: = = 125 m3/h = 2,0833 m3/phút Thể tích bình áp lực V = t = 2 = 4,17 (m3) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 95 Lớp: MT1201
  62. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Với t = thời gian lưu nước ở bình áp lực (0,5 – 3) phút. Chọn t = 2 phút Chọn chiều cao bình áp lực H = 2m. Vậy đường kính cột áp lực: D = = = 1,63 (m)  Chọn đường kính bình áp lực D = 1,7 m Thiết kế bể tuyển nổi hình chữ nhật: Lưu lượng thiết kế: = = 125 m3/h = 2,0833 m3/phút Chọn thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi là 20 phút ( 20 – 60 phút). Chọn tải trọng bề mặt tuyển nổi 48m3/m2.ngày Chọn chiều cao phần tuyển nổi: Htn = 3 m Diện tích bề mặt tuyển nổi: Chia làm 2 bể với diện tích bề mặt A1= A2= A/2= 31,25 (m2) Chọn bể hình chữ nhật, kích thước tiết diện mặt bể: L × B = 6 m × 5,2m Chọn chiều dài của ngăn phân phối nước ra: Lra = 0,8m Vậy chiều dài tổng cộng của bể là: Ltc = L + Lra = 6 + 0,8 = 6,8m Chiều sâu tổng cộng của bể tuyển nổi: H = Hn +hb + hbv Trong đó: Hn : Chiều cao phần tuyển nổi, Hn = 3m hb : chiều cao phần bùn lắng, hb= 0,7m hbv : Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m  H = 3 + 0,7+ 0,5 = 4,2 m Thể tích bể tuyển nổi xây dựng: V = L × B × H = 6,8 × 5,2 × 4,2 = 148,512 (m3) Thể tích của vùng tuyển nổi: V = L × B × H = 6 × 5,2 × 3 = 93,6 (m3). Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc của bể tuyển nổi: SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 96 Lớp: MT1201
  63. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường t = = = 45 (phút) thỏa mãn (20 – 6 phút). Hiệu quả xử lý: Qua bể tuyển nổi hàm lượng chất ô nhiễm SS, BOD, COD lần lượt giảm 85%, 30%, 40%. Css = 326,4 × (100 – 85)% = 48,96 (mg/l) CBOD = 1474,56 × (100 – 30)% = 1032,192 (mg/l) CCOD = 2256 × (100 – 40)% = 1353,6 (mg/l) Bảng 4.9: Các thông số thiết kế cho tuyển nổi. TT Thông số Đơn vị Giá trị Phần thiết kế xây dựng ( thời gian lưu 45 phút) 1 Chiều dài, L m 6,8 2 Chiều rộng, B m 5,2 3 Chiều cao, H m 4,2 IV.7) BỂ TRUNG HÕA: IV.7.1) Nhiệm vụ: Dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối để trộn đều nước thải với các hoá chất cho vào để điều chỉnh pH nước thải nằm trong khoảng thích hợp trước khi xử lý bằng phương pháp sinh học và cung cấp thêm dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật. IV.7.2) Tính toán: Thể tích bể trung hòa: V = × t= 125 × 5/60 =10,42 (m3) Trong đó: : lưu lượng nước thải vào bể trong 1 giờ (m3/h). t: thời gian lưu nước ( giờ), chọn t = 5 phút. Diện tích bể trung hòa : F = = = 50 (m2) Trong đó: h: chiều cao bể, chọn h = 2,5m. Kích thước bể : L B h = 5m 4m 2,5m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 97 Lớp: MT1201
  64. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chiều cao thực tế của bể : hxd = 2,5+ 0,3 = 2,8(m) Bảng 4.10: Các thông số thiết kế cho bể trung hòa TT Thông số Đơn vị Giá trị Phần thiết kế xây dựng 1 Chiều dài, L M 5 2 Chiều rộng, B M 4 3 Chiều cao, hxd M 2.5 Các thông số ô nhiễm nước thải qua bể trung gian với thời gian lưu ngắn 5 phút, xem như không thay đổi. IV.8) BỂ UASB: IV.8.1) Nhiệm vụ của bể: Xử lý sinh học bằng vi sinh kỵ khí nhằm phân hủy chất hữu cơ, vô cơ, xử lý ổn định cặn, xử lý nước thải hàm lượng BOD, COD cao giảm tải trọng cho bể Aerotank xử lý hiệu quả. Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí cần các yêu cầu sau: - Không có oxy - Không có hàm lượng quá mức của kim loại nặng - Giá trị pH từ 6,6 – 7,6. - Phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000 – 1500 mg/l làm dung dịch đệm để ngăn cản pH giảm xuống dưới 6,2. - Nhiệt độ của hỗn hợp nước thải 27 – 38oC. - Phải có đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD: N: P = 350:5:1 và nồng độ thấp của các kim loại. (Theo TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng.) IV.8.2) Tính toán bể: Bảng 4.11: Thông số đầu vào bể UASB Chỉ tiêu đầu vào UASB Đơn vị Giá trị pH 6,6 – 7,6 SS mg/l 48,96 COD mg/l 1353,6 BOD mg/l 1032,192 N mg/l 60 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 98 Lớp: MT1201
  65. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường P mg/l 8 Xác định hiệu quả xử lý: Hiệu quả xử lý BOD của bể UASB là 65%  Hàm lượng BOD sau khi ra khỏi bể UASB: 0,35× 1032,192(mg/l) = 361,267 (mg/l) SS giảm 20% sau xử lý bằng bể UASB.  Hàm lượng SS sau bể UASB: 48,96 (mg/l)×0,8 = 39,2 (mg/l) Chọn hiệu quả xử lý COD là 70% tại bể UASB  Nồng độ COD còn lại sau khi ra khỏi bể UASB: CODR= 1353,6 × 0,3 = 406,08 (mg/l) Lượng COD cần xử lý trong một ngày: -3 G = Q×(CODV - CODR) = 3000×(1353,6 – 406,08)10 = 2842,56 (kg/ngày) Lượng N, P cần thiết cho vào nước đầu vào tính theo COD đã xử lý: N = = 13,536 mg/l P = = 2,707 mg/l Kích thƣớc bể Thể tích phần phản ứng: Bể UASB làm việc trong điều kiện SS ≤ 150 (mg/L). Kiểm soát quá trình bùn yếm khí trong bể UASB ở dạng hạt. Trong đó: 3 Thể tích hữu ích (m ) Vận tốc nước dâng trong bể UASB (m/s) Q Lưu lượng (m3/h) 3 Thể tích thực phần phản ứng (m ) 3 Nồng độ COD vào (kgCOD/m ) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 99 Lớp: MT1201
  66. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường 3 Tải trọng hữu cơ thể tích (kgCOD/m .ngày) E Hệ số hiệu quả, là tỉ số giữa thể tích hữu ích trên thể tích thực phần phản ứng, chọn E = 0,8 4.12: Tải trọng chât hữu cơ dựa vào nồng độ nƣớc thải Nồng độ Tỉ lệ COD Tải trọng thể tích ở 300C, kg COD/m3.ngày nƣớc thải, không tan, Bùn bông Bùn hạt Bùn hạt mgCOD/l % (không khử (khử SS) SS) 10 – 30 2 – 4 8 – 24 2 – 4 ≤ 2000 30 - 60 2 – 4 8 – 14 2 – 4 10 – 30 3 – 5 12 – 18 3 – 5 2000 - 6000 30 – 60 4 – 8 12 - 24 2 – 6 60 - 100 4 – 8 2 – 6 10 – 30 4 – 6 15 – 20 4 – 6 6000 - 9000 30 – 60 5 – 7 15 – 24 3 – 7 60 - 100 6 – 8 3 – 8 9000 – 18000 10 – 30 5 – 8 15 – 24 4 – 6 (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị & Công nghiệp – Lâm Minh Triết) Chọn tải trọng thể tích hữu cơ là = 8(kgCOD/m3.ngày) Thể tích hữu ích: 3 Vn = = =355,32 m Thể tích thực: 3 VL = = =444,15 m Diện tích bề mặt bể: A= Trong đó: : lưu lượng trung bình đầu vào của nước thải m3/h v: vận tốc dòng hướng lên, để giữ cho lớp bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng lên trong bể phải giữ trong khoảng 0,6÷0,9 m/h. chọn v = 0,8 m/h (Trang 192 - TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng.) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 100 Lớp: MT1201
  67. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường A = = = 156,25 m2 Chọn A = 160 m2 Kiểm tra lại vận tốc: v = Q/A = 125/160 = 0,78 m/s (Thỏa mãn 0,6 ÷ 0,9 m/h) Xây dựng 2 đơn nguyên. Vậy diện tích của mỗi đơn nguyên là F = 80 m2 Chiều cao phần phản ứng (phần xử lý kị khí) Hkk = = = 4,4415 m Chọn chiều cao mực nước vùng lắng (phễu thu khí) H2 =1,5m >1m (Theo TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng). Chiều cao bảo vệ H3 =0,5m Chiều cao tổng cộng bể UASB là: H = Hkk + H2 + H3 = 4,4415 + 1,5 + 0,5 = 6,4415 m => Chọn chiều cao H = 7m Hình 4.2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động bể UASB ( Theo hình 12-1 – T194 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) Vậy kích thƣớc xây dựng mỗi bể UASB chọn: Chiều dài L = 10 m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 101 Lớp: MT1201
  68. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chiều rộng B = 8 m Chiều cao H = 7 m Thể tích xây dựng mỗi đơn nguyên của bể UASB: 3 Vbể = L × B × H = 10×8×7 = 560 m Thời gian lƣu nƣớc trong mỗi đơn nguyên của bể (Thỏa mãn HRT nằm trong khoảng 4 ÷12h) Tính chiều cao ngăn lắng: Trong mỗi đơn nguyên bố trí 4 tấm chắn khí và 2 tấm hướng dòng. Nước trước khi đi vào ngăn lắng sẽ được tách khí ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc từ 45 – 60o. Chọn góc nghiêng giữa các tấm khí và phương ngang là 55o. Các tấm này đặt song song nhau và chia bể thành 2 ngăn lắng. Vì khi đặt ống thu khí cần phải trừ đi khoảng đặt ống và cũng nhằm mục đích tạo nắp bê tông cho việc giữ các tấm chắn khí. K = L – 0,6×4 = 10 – 0,6×4 = 7,6 m Ta có: Chiều cao ngăn lắng: Khi thiết kế bể UASB tổng chiều cao ngăn lắng Hnglắng (kể cả chiều cao vùng lắng) và chiều cao bảo vệ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể. Kiểm tra lại Vậy chiều cao đã xác định là thích hợp Thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 102 Lớp: MT1201
  69. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường 3 Với thể tích ngăn lắng: Vlắng = Hng.lắng×L/2×B = 2,8×10/2×8 = 112(m ). ( Thỏa mãn điều kiện tlắng≥ 1h, Công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh xuân lai). Tính tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng Bể với 2 ngăn lắng gồm 8 tấm chắn khí và 4 tấm hướng dòng.  Chọn khe hở giữa tấm chắn khí dưới và tấm chắn khí trên, giữa tấm chắn khí dưới và tấm hướng dòng là như nhau, cùng nghiêng một góc 600.  Tổng diện tích các khe hở chiếm từ 15- 20% diện tích của bể. Chọn Fkhe = 15%Fbể 0,15 F 0,15 80  Diện tích 1 khe hở: F be 1,5(m 2 ) với n số khe hở n =8. khe n 8 F 1,5  Bề rộng một khe hở : b khe 0,188(m) k B 8 Tấm hướng dòng Hình 4.3: Tấm chắn khí và hƣớng dòng UASB Tấm chắn khí dƣới Chiều dài l1 = B = 8(m) Chiều rộng b1: o Chiều cao tấm chắn khí dưới: h1 = b1 × Sin 60 = 1,3 m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 103 Lớp: MT1201
  70. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Tấm chắn khí trên: Đoạn xếp mí giữa hai tấm chắn khí lấy bằnglấy bằng 0,3m Chiều dài l2 = B = 8(m) Chiều rộng b2 = x1 + x2 0 0 Với h=bk ×sin(90 – 60) =0,188×sin30 =0,094 (m) Chọn x1 = 0,3m, x2 = 2,2m Tấm hƣớng dòng Tấm chắn dòng có chức năng ngăn chặn bùn đi lên từ phần xử lý yếm khí lên phần lắng để thu nước, được đặt nghiêng so với phương ngang một góc = 55o và cách tấm chắn khí dưới b = 150mm - Góc đỉnh tấm hướng dòng: = 180 – 2φ =70o - Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí dưới là l = 2X Với X = = = 0,22 m Vậy l = 2×0,22 = 0,44 m Tấm hướng dòng có chức năng chặn bùn đi lên từ phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D giữa hai tấm hướng dòng phải lớn hơn l. Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 - 20 cm, chọn phần nhô ra 130mm. (Bảng 10 – 9/456 – Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân, 2010, Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh). → D = 440 + 260 = 700 mm - Chiều dài tấm hướng dòng b = B = 8m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 104 Lớp: MT1201
  71. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Tính hệ thống phân phối nước: Đối với bể UASB sử dụng bùn hoạt tính khi tải trọng xử lý a > 4 kg COD/m3.ngd thì từ 2 m2 diện tích bề mặt bể trở lên ta bố trí một vị trí phân phối nước. (Theo Metcalf & Eddy – Waste water engineering treating) Số đầu phân phối nƣớc là: Số đầu phân phối = A 80 = 40 đầu 2m2 / đ 2 Nước từ bể trung hòa được bơm vào bể UASB theo đường ống chính phân phối đều ra hệ thống 5 ống nhánh nhờ hệ thống van và đồng hồ đo lưu lượng đặt trên đường ống. Mỗi nhánh có 8 đầu phân phối, ống phân phối đặt cách đáy bể 300mm. Đƣờng kính ống chính: Vận tốc nước chảy trong ống chính là ống đẩy của bơm dao động từ 1.4 – 2.5 m/s. Chọn Vống = 1.5 m/s Đường kính ống chính: 4 Q 4 3000/ 2 Dống = = 0.12 m V 1.5 24 3600 Vậy chọn ống chính là ống nhựa PVC có đường kính 120mm Đƣờng kính ống nhánh: Vận tốc nước chảy trong ống nhánh v = 2 – 4 m/s. Chọn v = 3 m/s  Lưu lượng trên mỗi ống nhánh: q = Q 3000/ 2 = 300 m3/ngày. 5 5  Đường kính ống nhánh: 4q 4 300 d = = 0.038 m v 3 24 3600 Chọn đường kính ống nhánh d = 40 mm được làm bằng nhựa PVC  Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống nhánh: v = 4 q 4 300 = 2,8 (Thỏa mãn v = 2÷4 m/s). d 2 3.14 0.042 24 3600 SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 105 Lớp: MT1201
  72. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Lỗ phân phối nƣớc: - Ta có: 1 ống nhánh có 8 đầu phân phối - Tại 1 đầu phân phối nước ta bố trí 2 lỗ theo 2 phía của đường ống q 300 3 - Lưu lượng qua lỗ phân phối: qlỗ = = 18,75m /ngày 16 16 - Vận tốc nước qua lỗ phân phối vlỗ = 1.5 m/s Đƣờng kính lỗ phân phối: 4 qlô 4 18,75 dlỗ = = 0.0136 m = 13,6 mm vlo 1.5 24 3600 Chọn đường kính lỗ dlỗ = 14 mm, lỗ quay xuống dưới. Kiểm tra lại vận tốc nước qua lỗ: 4 q 4 18,75 v = lo = 1,41(đạt) d 2 0.0142 24 3600 Lƣợng khí sinh ra trong bể UASB và ống thu khí  :  = 0.5 m3/1kg COD Q = 0.5 m3/kg COD × 3198 kg COD = 1599 m3 . : – 70%  Thể tích 0.7 × 1599= 1119 m3 .  Đường kính ống thu khí: - Vận tốc khí trong ống Vkhí = 10 – 15 m/s. - Chọn vận tốc khí trong ống Vkhí = 10 m/s - Lắp 3 ống dẫn khí: 2 bên thành bể và một ống ở giữa bể dọc theo chiều dài bể  Đường kính ống nhánh dẫn khí: 4 Qkhí 4 1599 Dkhí = = 0.028 m = 28 mm Vkhí n 10 3 24 3600 Trong đó: n là số ống nhánh dẫn khí; n = 3 ống SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 106 Lớp: MT1201
  73. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chọn đường kính ống dẫn khí Dkhí = 30 mm làm bằng ống thép. Đường kính ống dẫn khí chính D = 50 mm Lƣợng bùn sinh ra và ống thu bùn: a) Lƣợng bùn sinh ra Tính lƣợng bùn cần cho vào bể ở thời điểm ban đầu: Chọn loại bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể UASB là bùn phân chuồng, 3 hàm lượng bùn trong bể Css= 20 – 80(kgVSS/m ). (Theo bảng 2 – 12.Các loại bùn nuôi cấy ban đầu cho bể xử lý kị khí-Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân-Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp, tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM). Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể: C V M ss kk bun TS Trong đó: Mbun=lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể, tấn. Thể tích ngăn phản ứng(thể tích phần xử lý kỵ khí), 3 Vkk= Vn = 399,7(m ). 3 Css: Hàm lượng bùn trong bể chọn Css=30kgSS/m TS: Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, chọn TS=5% 30kgSS / m3 399,7m3 1tan M 240(tấn) bun 0,05 1000kg b) Tính lƣợng bùn sinh ra hàng ngày  Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày: Y (COD COD ) Q Y G P vao ra x 1 K 1 K d c d c (Theo trang 548 – Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân, 2010, Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.) Trong đó: SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 107 Lớp: MT1201
  74. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Y: Hệ số sản lượng sinh tế bào. Y = 0,04 gVSS/gCOD -1 Kd: Hệ số phân hủy(1/ngày), Kd = 0,025 ngày θc: Thời gian lưu bùn(θc=2÷3 tháng), chọn θc = 60 ngày (Theo trang 197-TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, TÍnh toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,NXB xây dựng). G: lượng COD cần khử trong 1 ngày 0,04kgVSS / kgCOD 3198kg / ngày Px 51(kgVSS / ngày) 1 1 0,025 60ngay ngày  Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: Với:MLVSS:MLSS=0,75(kgVSS/kgSS) P 51kgVSS / ngày Q x 2,3(m3 / ngày) w kgVSS kgSS 0,75kgVSS / kgSS 30kgSS/ m3 0,75 (Css ) 3 kgSS m Lượng bùn sinh ra trong 1 tháng là: 3 3 Vbùn=2,3m /ngày×30 ngày= 69(m ) Lượng chất rắn từ bùn dư: 3 3 Mss=Qw×Css=2,3m /ngày×30kgSS/m = 69 (kgSS/ngày) Chiều cao bùn trong 1 tháng của một bể: V 69/ 2m3 h bùn 0,43(m) bun F 80m2 be c) Ống thu bùn Chọn thời gian xả bùn là 60 phút Lưu lượng bùn xả V 69m3 Q bun 1,15(m3 / phut) xa 60phut 60phut Chọn 3 ống lấy bùn dọc theo chiều rộng của bể. 3 -3 3 . Qống xả = 1,15/3 m /phut= 6,4×10 m /s Bùn được bơm qua bể chứa bùn và qua hệ thống xử lý bùn SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 108 Lớp: MT1201
  75. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Chọn ống xả bùn bằng inox, bùn được bơm ra với vận tốc khoảng v=0,5 ÷2(m/s). Chọn v=1m/s. Đƣờng kính ống xả bùn: -3 3 4 Qongxa 4 6,4×10 m /s Dongxa 0,09(m) Chọn đường kính ống xả bùn 100mm. Kiểm tra lại vận tốc trong ống xả bùn: 4 Q 4 6,4×10-3 m3/s v ong 0,8(m / s) (thỏa mãn) D 2 0,12 Số lỗ đục trên ống thu bùn: Chọn vận tốc đục qua lỗ thu bùn v=0,6(m/s) Chọn đường kính lỗ dlỗ=40(mm) -3 2 2 Diện tích lỗ: flỗ = = = 1,25 10 (m ) = 0,00125 (m ) Tổng diện tích lỗ trên một ống xả bùn: Q 6,4 10 3 m3 / s F xa 0,01067(m 2 ) lo v 0,6m / s Số lỗ trên 1 ống xả bùn là: Chọn số lỗ đục là 10(lỗ). Đường kính ống chính chọn = 160mm d) Lấy mẫu: Lấy mẫu là để kiểm tra tính chất, chất lượng bùn, hệ vi sinh theo chiều cao của bể, kiểm tra nồng độ kiềm, độ dinh dưỡng trong bể Việc lấy mẫu bùn theo chiều cao và kiểm tr định kỳ là công việc rất cần thiết nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý của bể như trong thiết kế. Dọc chiều cao của bể đặt các van lấy mẫu. Với các mẫu thu được ở cùng một van, có thể ước đoán lượng bùn ở độ cao đặt van tương ứng. Dựa vào kết SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 109 Lớp: MT1201
  76. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường quả đo đạc và quan sát chất lượng bùn, từ đó có những điều chỉnh thích hợp giúp hệ thống vận hành ở chế độ tốt nhất. Trong điều kiện ổn định, tải trọng của bùn gần như không đổi, do đó mật độ bùn tăng lên đều đặn. Việc lấy mẫu nên thực hiện hàng ngày. Khi mở van, cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được lượng bùn đặc trưng giống trong bể, vì nếu mở lớn quá thì nước sẽ thoát nhiều hơn. Thể tích lấy mẫu thường là: 500 ÷ 1000(ml) Bể cao 7m, có thể đặt dọc theo chiều cao của bể 6 van lấy mẫu, các van cách nhau 1m. Van dưới cùng cách đáy 0,5m. Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựa PVC cứng 32mm. Để tránh tắc cặn, sau mỗi lần lấy mẫu phải vệ sinh đầu ống để phòng ngừa bùn khô gây tắc ống. Bảng 4.13: Thông số thiết kế bể UASB STT THÔNG SÔ GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ Kích thước xây dựng từng đơn nguyên của bể UASB 1. Chiều cao của bể H 7 m 2. Chiều rộng bể B 8 m 3. Chiều dài bể L 10 m Tấm chắn khí dưới, tấm chắn khí trên và tấm hướng dòng có chiều dài l = B = 8m, và làm bằng thép không rỉ có bề dày là 6mm 4. Bề rộng một khe hở, bkhe 0.188 m 5. Kích thước tấm chắn khí dưới, b 1,5 × 8 1 m × B 6. Kích thước tấm chắn khí trên, b 2,5 × 8 2 m × B 7. Độ rộng đáy giữa 2 tấm hướng 0,7 m dòng Ống phối nước được chia thành 5 ống nhánh, đặt cách đáy bể 0,3 m 8. Đường kính ống chính 120 mm 9. Đường kính ống nhánh 40 mm 10. Số lỗ trên mỗi ống nhánh 8 lỗ 11. Đường kính lỗ 14 mm Máng thu nước đặt dọc chiều ngang bể, có hệ thống răng cưa gắng vào thành máng 12. Chiều dài máng l 8 m 13. Chiều rộng máng R 0,3 m SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 110 Lớp: MT1201
  77. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường STT THÔNG SÔ GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ 14. Chiều cao máng 0,2 m 15. Đường kính ống thoát 100 mm Ống thu khí phân thành 3 điểm thu khí giữa bể và 2 bên thành 16. Đường kính ống chính 50 mm 17. Đường kính ống nhánh 30 mm Ống thu bùn được chia thành 3 ống nhánh đặt cách đáy 0,9 m 18. Đường kính ống nhánh thu bùn 100 mm 19. Đường kính ống chính 160 mm 20. Số lỗ trên ống thu 10 lỗ 21. Đường kính lỗ 40 mm IV.9) BỂ AEROTANK: IV.9.1) Nhiệm vụ của bể Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷ sinh học nhờ quá trình vi sinh vật lơ lửng hiếu khí. Các chất lơ lửng có thể là một số chất rắn có thể là chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng là nơi vi khuẩn bám vào để sinh trưởng, phát triển, thành các hạt cặn bông. Được gọi là quá trình xử lý bám dính lơ lửng. Trong bể có bố trí hệ thống đĩa thổi khí nhằm cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình hoạt động của vi sinh vật, đồng thời ngăn ngừa việc lắng bùn trong bể - tránh xảy ra sự phân hủy yếm khí gây ảnh hưởng đến quá trình. Điều kiện đầu vào bể Aerotank: Nhiệt độ nước thải 25 – 30oC Điều chỉnh pH = 6,5 – 7,5 Các nguyên tố có độc tính làm kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật. Phải có đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD: N: P = 100:5:1 và nồng độ thấp của các kim loại. Không có các chất độc hại vượt tiêu chuẩn quy định (điều 6.15.3 – TCXD – 51-84). Tính toán thiết kế bể Aerotank căn cứ vào các yếu tố sau: Thành phần và tính chất nước thải Nhu cầu oxy cần cho quá trình sinh hóa SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 111 Lớp: MT1201
  78. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Mức độ làm sạch nước thải Hiệu quả sử dụng không khí IV.9.2) Tính toán bể Chọn Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn. Bảng 4.14: Thông số đầu vào bể Aerotank Chỉ tiêu đầu vào Đơn vị Giá trị Aerotank pH - 6,5 – 7,5 SS mg/l 39,2 COD mg/l 406,08 BOD mg/l 361,267 N mg/l 44,75 P mg/l 4,95 Bảng 4.15: Các thông số thiết kế cơ bản của bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn Tham số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Thời gian lưu bùn c 5 15 ngày Tỷ lệ F/M F/M 0,2 0,6 kg/kg.ngày 3 Tải trọng thể tích LV 0,8 1,92 kgBOD5/m bể.ngày Nồng độ MLSS 2500 4000 mg/l Tỷ số thể tích/lưu lượng W/Q 3 5 h giờ Nồng độ bùn hoạt tinh X 2500 4000 mg/l trong bể Tỷ số tuần hoàn bùn hoạt Qr/Q 0,25 0,1 tính (Nguồn : Lâm Minh Triết và cộng sự (2004), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, trang 143) Thông số vận hành:  Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào: X0 = 0  Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 và cũng là nồng độ cặn tuần hoàn là 10.000 (mgMLSS/l).  Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay nồng độ bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong bể Aerotank là X=3500(mg/l) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 112 Lớp: MT1201
  79. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường (Theo bảng 6 – 1/91 – [TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng.] - Bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn)  Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là z=0,35 (65% là cặn bay hơi). (Theo điều 7.127 - TCXDVN 51 – 2008/66).  Thời gian lưu bùn trong bể Aerotank là θc = 10 ngày.  Tỉ số chuyển đổi: BOD5 = 0,68 x BOD20 hay BOD5= 0,68 COD.  Chế độ thuỷ lực khuấy trộn hoàn chỉnh.  Hiệu quả xử lý COD đạt 80%, COD còn lại ở đầu ra CODra=406,08×0,2=81,216 mg/l Giá trị các thông số động học Bảng 4.16: Các hệ số động học của quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính Hệ số Đơn vị đo Giá trị Khoảng dao động Tiêu biểu K Ngày-1 2 10 4 Ks mgBOD/l 25 100 60 mgCOD/l 15 70 40 Y mg bùn hoạt 0,4 0,8 0,6 tính/mgBOD 0,3 0,6 0,4 mg bùn hoạt tính/mgCOD -1 Kd ngày 0,02 0,1 0,055 (Nguồn : Lương Đức Phẩm, Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học,NXB Giáo dục, trang 167) -1 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,08 ngày Hệ số sản lượng tế bào ( tỷ số giữa lượng tế bào được tạo thành với lượng mgVSS cơ chất bị tiêu thụ) Y = 0, 5 mgBOD5 Sau khi qua bể Aerotank lượng BOD còn lại là 50mg/l (QCVN :40/2011 BTNMT, loại B) Lượng BOD5 cần xử lý: 361,267 – 50 = 311,267 mg/l. SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 113 Lớp: MT1201
  80. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Lượng N, P cần thiết trong nước thải đầu vào đảm bảo tỉ lệ BOD: N: P= 100:5:1. 5 311,267 N 15,56(mg / l) 100 1 311,267 P 3,11(mg / l) 100 Lượng N, P còn lại sau UASB lần lượt là: 28,95 mg/l; 1,79 mg/l. Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải cần đạt sau xử lý: CS = 100mg/l nhưng vì SS vào Aerotank chỉ có 39,2 mg/l vì thế xem SS ra là 32,9 mg/l. Giả sử 63% cặn có khả năng phân hủy sinh học. o Hàm lượng BOD5(20 C) trong nước thải cần đạt sau xử lý: a = BOD5(Ra) =50mg/l. Xác định nồng độ BOD5 Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra (hay hàm lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng): b= BOD5(phanhuy) = 0,63×Cs(mg/l) =0,63×39,2(mg/l)=24,7(mg/l) Lƣợng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra: d = 24,7 ×0,68 x 1,42=23,85(mg/l) Nồng độ BOD5 hòa tan trong nƣớc đầu ra(BOD5(hoàtan) theo quan hệ sau: BOD5(ra) = BOD5 hòa tan trong nước đầu ra + BOD5 của chất lơ lửng trong đầu ra. S = BOD5(hòatan) = 50 – 23,85= 26,15(mg/l). Tính hiệu quả xử lý E  Hiệu quả xử lý được xác định bằng phương trình: BODV BODR Eht 100% BODV  Hiệu quả tính theo BOD5 hòa tan: 361,267 26,15 E 100% 92,76% ht 361,267  Hiệu quả xử lý BOD5 tính theo tổng cộng: SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 114 Lớp: MT1201
  81. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường 361,267 50 E 100% 86,16% tc 361,267 Xác định kích thƣớc bể Aerotank. Thể tích bể theo tuổi của bùn(theo θc): θc: Thời gian lưu bùn(ngày), θc=10 (ngày). Q: lưu lượng tính toán(m3/ngày), Q=3000(m3/ngày). S0: hàm lượng BOD5 của nước thải đầu vào(mg/l), S0=365,8(mg/l). S: Hàm lượng BOD5 của nước sau khi ra khỏi bể Aerotank(mg/l), S=26,15(mg/l). -1 -1 Kd: Hệ số phân hủy nội bào(ngày ), Kd= kd = 0,08 (ngày ). (Theo bảng 5 -1 – [Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân, 2010, Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, -1 NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.] – Kd=0,02 ÷0,1 ngày ) Y: Hệ số tải lượng bùn(mgVSS/mg BOD5), Y = 0,5 (mgVSS/mg BOD5) X: Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn(mg VSS/l), X = 3500 (mg VSS/l) V= = 797,89 m3 Bảng 4.17: Các kích thước điển hình của bể aerotank khuấy trộn hoàn toàn Thông số Giá trị Chiều cao hữu ích, m 3,0 – 4,6 Chiều cao bảo vệ, m 0,3 – 0,6 Khoảng cách từ đáy đến đầu khuếch tán 0,45 – 0,75 khí, m 1,0:1 – 2,2:1 Tỉ số rộng : sâu (W:H) (Nguồn : Lâm Minh Triết và cộng sự (2004), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, trang 429.  Chọn chiều cao công tác của bể Aerotank: h = 4.5 (m),  Chọn chiều cao bảo vệ: hbv=0,5(m),  Vậy chiều cao tổng cộng bể Aerotank: H=h+ hbv=4,5 + 0,5 = 5 (m) Diện tích bề mặt bể Aerotank: SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 115 Lớp: MT1201
  82. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường A= = =177,31m2 Bể xáo trộn hoàn toàn, ta có: chiều rộng:chiều cao=1:1 đến 2,2:1 + Chọn chiều rộng =2 × chiều cao Chiều rộng bể Aerotank: B=2× 4,5=9(m) + Chiều dài của bể: L= = =19,7 m Chọn chiều dài bể L = 20 m + Thể tích thực của Aerotank: 3 VAerotank= L × W × H=20×9 ×5 =900(m ). Tính thời gian lƣu nƣớc trong bể: Thời gian lưu nước trong bể: θ = = = 6,38 h Xác định lƣợng bùn dƣ thải bỏ mỗi ngày:  Hệ số sản lƣợng quan sát tính theo công thức:  Lƣợng sinh khối gia tăng mỗi ngày ( Tính theo MLVSS): = = 279,287 (kg/ngày)  Bùn gia tăng tính theo MLSS: Px(ss) = = = 349,19 (kg/ngày) Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày = lượng bùn tổng cộng tính theo MLSS – hàm lượng SS trong dòng ra khỏi bể lắng II. 3 M bunthai Px(ss) Q CS 10 (kg/ngày) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 116 Lớp: MT1201
  83. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường 3 -3 3 Mbùn thải=349,19(kg/ngày) – 3000(m /ngày)×39,2×10 (kg/m ) = 231,59(kg/ngày) Xác định lƣu lƣợng bùn thải: Giả sử bùn dư được xả bỏ(dẫn đến bể nén bùn) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, Qe=Q và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi(VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80%hàm lượng chất rắn lơ lửng(SS). VX Qe X e ( c ) 3 QW (m /ngày) c X th Trong đó: θc: Thời gian lưu bùn, θc =10( ngày) V: Thể tích của bể Aerotank X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank, X=3500(mgMLVSS/l) 3 QW : Lưu lượng bùn thải bỏ, m /ngày. Qe : Lưu lượng nước thải sau xử lý ( nước ra khỏi lắng II), coi như thất thoát nước theo bùn là không đáng kể = Q = 3000 ( m3/ngày). X e : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước đã xử lý, mg/l Sinh khối của bùn hoạt tính được tính bằng khối lượng chất lơ lửng bay hơi trong tổng hàm lượng bùn nên: Xe = 0,8 × Cs=0,8×39,2(mg/l) = 31,4 mg/l (80% là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro) Xth: nồng độ bùn tuần hoàn, với độ tro z = 0,2 → Xth = 0,8 × 10.000 mgMLSS/l = 8000(mgMLVSS/l). Thể tích bùn xả hàng ngày 3 3 Qw = = 23,13 m /d = 0,96 m /h Xác định lƣu lƣợng tuần hoàn: Xác định tỷ số tuần hoàn bằng cách viết phương trình cân bằng vật chất đối với bể Aerotank: Phương trình cân bằng vật chất cho bể Aerotank: QX0 + QthXth = (Q +Qth)X SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 117 Lớp: MT1201
  84. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường X Dòng Dòng ra vào Aerota Lắng QS0 X0 Q+ Qth X S Q-Qw S nk II Xra Bùn Dòng Qth Q tuần b bùn Xth Xth Bùn thải hoàn xuốn g Qw X u Hình 4.4: Sơ đồ làm việc của hệ thống bể Aerotank. Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q = 3000m3/ngày Qth: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn X0: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào Aerotank, mg/l X : nồng độ VSS ở bể Aerotank, X=3500(mg/l). Xth : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xth =8000(mgMLVSS/l). X0 rất nhỏ so với X, Xth, có thể bỏ qua QX0. Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng : QthXth=(Q+Qth)×X Đặt : Qth/Q=α (α được gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được : αXth=X+ αX X 3500 hay 0,78 X th X 8000 3500 Lƣu lƣợng trung bình bùn hoạt tính tuần hoàn: 3 3 3 Qth = α × Q = 0,78× 3000 m /ngày = 2340(m /ngày) = 97,5 (m /h). Kiểm tra vài chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank. Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ: SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 118 Lớp: MT1201
  85. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính: (361,267 × 24)/(10 × 3500) = 0,25 ngày-1 Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hoàn chỉnh là: 0,2 ÷0,6(ngày-1) Tải trọng thể tích bằng La: 3 La = = 1,36 kg BOD5/m .ngày 3 Tải trọng thể tích nằm trong khoảng 0,8 ÷1,92 kg BOD5/m .ngày. Xác định lƣợng oxy cấp cho bể Aerotank: Theo lý thuyết, lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng + - sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH4 thành NO3 - , khử NO3 Tính chất nước thải không cần xử lý N, nên lượng oxy cần thiết: Q S0 S O2 1,42Px (kgO2 / ngày) 1000f (Theo trang 105 – TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng) o OC0: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20 C. Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 3000 m3/ngày 3 So: Nồng độ BOD5 đầu vào, So = 361,267 g/m 3 S: Nồng độ BOD5 đầu ra, S = 50 g/m f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20; BOD f = 5 = 0,68 COD Px: Lượng bùn dư xả ra ngoài, Px = 300 kg/ngày 1,42: Hệ chuyển đổi từ tế bào sang COD.  Khi đó lƣợng Oxy cho quá trình khử các hợp chất chứa Cacbon (CBOD): 3000 × (361,267 – 30)/(1000 × 0,68) – 1,42 × 300 =1035,47 kg/d SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 119 Lớp: MT1201
  86. Khóa luận tốt nghiệp Khoa môi trường Thiếu oxy sẽ cản trở quá trình phát triển của VSV, làm cho các VS dạng sợi phát triển làm giảm khả năng lắng cũng như chất lượng của bùn hoạt tính. Do đó, nồng độ oxy duy trì ở mức 1,5 4 mg/l ( giá trị thường dùng là 2 mg/l) trong bể Aerotank. Nếu DO 4 mg/l thì không những không làm tăng hiệu quả xử lý của bể mà còn tăng đáng kể giá thành của việc sục khí Lượng oxy cần thiết để duy trì lượng DO = 2 mg/l, trong điều kiện nhiệt độ 200C trong bể Aerotank: C 1 OC OC ( S ) t 0 C C 1,024(t 20) Sh d (Theo trang 106 –TS. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng) Trong đó: 0 CS: Nồng độ oxy bão hoà ở trong nước ở 20 C, CS20 = 9,08 (mg/l). (Tra bảng P2.2 – phụ lục 2 trang 317 – PGS.TS Trần Đức Hạ, 2006, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học và Kỹ thuật.) 0 CSh: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ (t C) và độ cao so với mặt biển tại nhà máy xử lý(mg/l). β: Hệ số hiệu chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β=1. Cd: Nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong bể, Cd= 2 (mg/l)(Cd=1,5 – 2mg/l). t =20oC. Lấy βCSh ≈ CS. 9,08 1 OCt 1055,5 (20 20) 1322(kg / ngày) 9,08 2 1,024 Tính lƣợng không khí cần thiết: OC Q t f (m3 / ngày) kk OU Trong đó: OCt: Lượng Oxy cần thiết, OCt =1322(kg/ngày) SV: Ngô Thị Nguyệt Ánh 120 Lớp: MT1201