Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy bia Việt Nam với công suất thực tế 2000m3/ngđ

PHẦN MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài Gịn và Hà Nội. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã cĩ những bước phát triển mạnh mẽ thơng qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia đã cĩ từ trước và các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa phương, các nhà máy liên doanh với các hãng Bia nước ngồi. Hiện nay cả nước cĩ trên 320 nhà máy Bia và các cơ sở sản xuất Bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/năm. Cơng nghiệp sản xuất bia đang là ngành tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách nhà nước và cĩ hiệu quả kính tế cao. Do vậy, chỉ trong một thời gian ngắn, sản xuất bia đã cĩ những bước phát triển khá nhanh. Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2005 dự kiến là 17lít/người/năm. Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi năm. Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề mơi trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải cĩ độ ơ nhiễm cao. Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường cĩ đặc tính chung là ơ nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường cĩ màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đĩn nhận thường gây ơ nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đĩ là các hố chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3...Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải cĩ khả năng đe doạ nghiêm trọng tới thuỷ vực đĩn nhận nếu khơng được xử lý. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hồ Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu khơng được xử lý cĩ COD, nhu cầu oxy sinh hố học BOD, chất rắn lơ lửng SS đều rất cao. Do đĩ, việc nghiên cứu mơ hình và tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia là rất cần thiết. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI. Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy bia Việt Nam với cơng suất thực tế 2000m3/ngđ đạt tiêu chuẩn loại B xả ra kênh. Tính giá thành của 1 m3 nước thải xử lý. 3. NỘI DUNG. Nội dung của đề tài là nêu các cơ sở lý thuyết về quy trình sản xuất bia để biết được thành phần và tính chất nước thải sản xuất bia. Từ đĩ, nhĩm đưa ra các mơ hình xử lý nước thải sản xuất bia khác đang được nghiên cứu và quy trình xử lý nước thải của Nhà máy bia Việt Nam. Do tại nhà máy cĩ hệ thống xử lý thực tế đạt tiêu chuẩn loại B nên nhĩm quyết định tham khảo quy trình xử lý và bổ sung thêm để tính tốn cho đề tài của nhĩm. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Để hồn thành đề tài này nhĩm đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu như: phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu, phân tích, xử lý số liệu. PHẦN NỘI DUNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT BIA. 1.1. Nguyên liệu dùng trong sản xuất bia Nước (water) Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia: cĩ độ cứng từ mềm đến trung bình. Hàm lượng muối cacbonat khơng quá: 50 mg/l Hàm lượng muối magie khơng quá: 100 mg/l Hàm lượng muối clorua: 75 - 150 mg/l Hàm lượng muối caso4: 130 - 200 mg/l Hàm lượng muối Fe2+ khơng quá: 0,3 mg/l Khí NH3: Khơng cĩ Các muối cĩ gốc NO3-, NO2-: Khơng cĩ Vi sinh vật khơng quá: 100 tế bào/1cm3 Sử dụng nước trong cơng nghệ sản xuất bia: Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: Yêu cầu quan trọng nhất là nước khơng được chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật. Nước dùng nấu bia Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị Đại mạch (barley) Trong thực vật học, đại mạch được xếp vào họ hordeum gồm cĩ nhiều loại như Hordeum.sativum; hordeum.murinum; hordeum.jubatum…Trong cơng nghiệp thường dùng giống đại mạch hai hàng (gọi là H.Distichum) để chế biến bia và các ngành thực phẩm dùng malt đại mạch. Hạt đại mạch gồm 3 bộ phận chính: vỏ hạt, phơi và nội nhũ. Vỏ hạt từ ngồi vào chia làm 3 lớp: vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ aleron. Phần này thường chiếm 8 – 15 trọng lượng hạt. Phơi: là cơ quan sống, hơ hấp của hạt. Phơi thường chiếm từ 2,5 – 5% trọng lượng hạt. Trong phơi cĩ từ 37 – 50% chất khơ là thành phần Nit[, khoảng 7%chất béo, 5 – 6% đường sacaroza, 7 – 7,5% pentozan, 6 – 65% chất tro và một số ít thành phần khác. Riêng tinh bột hầu như rất ít. Nội nhũ: chiếm 45 – 68% trọng lượng hạt, giữ vai trị quyết định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia. Thành phần chính trong nội nhũ là những hạt tinh bột hình trịn. Những yêu cầu chất lượng đối với đại mạch dùng sản xuất bia Yêu cầu về cảm quan, sinh lý - Cảm quan: dùng sang để phân loại cỡ hạt Loại 1: bề rộng lỗ sàng >2,8 mm Loại 2: bề rộng lỗ sàng 2,5 - 2,8 mm Loại 3: bề rộng lỗ sàng 2,2 - 2,5 mm Phải cĩ ít nhất 85% đại mạch đạt loại 1 và 2 Tất cả các hạt thĩc phải thuộc một loại đại mạch đồng nhất, khơng lẫn đất, cát, rơm rạ và những hạt thuộc loại thĩc khác. Hạt thĩc phải cĩ vỏ mỏng, màu vàng nhạt, ĩng ánh khơng cĩ vết trên vỏ. Đại mạch tốt phải cĩ mùi thơm của rạ tươi, khi cắn hạt thĩc thấy cĩ mùi tinh bột và hơi ngọt. - Sinh lý: hạt đại mạch dùng trong sản xuất bia cần cĩ: Dung trọng: là trọng lượng một lít hạt được tính bằng g/l Loại 1: cĩ dung trọng 680g/l Loại 2: cĩ dung trọng 650 - 680g/l Loại 3: cĩ dung trọng 630 - 650g/l Trọng lượng tuyệt đối: là trọng lượng của 1000 hạt (khơng chọn), thường từ 35 – 45 gam Lực nảy mầm: là số hạt nảy mầm (tính ra %) sau ngày thứ ba của quá trình nảy mầm trong điều kiện thí nghiệm, thường từ 80 – 85% Khả năng này mầm: là số hạt nảy mầm (tính ra %) sau ngày thứ năm của quá trình nảy mầm trong điều kiện thí nghiệm, thường từ 90 – 95%. Yêu cầu về thành phần hĩa học: Vỏ: khơng vượt quá 7 – 9% trọng lượng hạt. Hàm lượng ẩm: W= 10 – 15% Hàm lượng protit: 8 – 14% chất khơ của hạt Hàm lượng gluxit (tinh bột): thường chiếm 55 – 62% trọng lượng hạt Trong quá trình tồn trữ, đặc biệt lưu ý đến điều kiện thơng thống của kho, sự ổn định của độ ẩm và nhiệt độ trong kho. Thế liệu Nguyên liệu chưa nảy mầm. Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan. Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu: - Thế liệu phải dồi dào nguồn gluxit (tinh bột). Các loại ngũ cốc thường được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia. - Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vị, màu sắc…). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hĩa học của thế liệu. Nấm men (Yeast) Nấm men dùng trong sản xuất bia gồm 3 loại: Nấm men nổi (nhĩm Saccharomyces cerevisiae) Nấm men chìm (nhĩm Saccharomyces carlsbergensis) Lên men chìm (nhĩm Saccharomyces uvarum). Houblon Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30 – 40 năm), cĩ chiều cao trung bình từ 10 – 15m, lá cây to bằng bàn tay. Hoa houblon cĩ hoa đực và cái riêng biệt cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa houblon gồm những thành phần chính: cuống hoa, cánh hoa, phấn hoa. Các hợp chất đắng, tinh dầu phấn hoa đĩng vai trị quan trọng trong sản xuất bia. Chất đắng tạo cho bia cĩ vị đắng đặc trưng và dễ chịu, tham gia vào sự tạo thành bọt và giúp cho bia bảo quản được lâu. Cịn tinh dầu hình thành hương thơm houblon trong bia. Các chất phụ gia Trong cơng nghệ sản xuất bia, ngồi những nguyên liệu khơng thể thiếu ở trên người ta cịn phải dùng đến một số nguyên liệu hoặc các hĩa chất phụ. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, cơng nghệ mà những dạng nguyên liệu phụ hoặc các hố chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau. Tuy nhiên, để dễ quản lý ta gọi chung những dạng nguyên liệu này là phụ gia và chia làm hai nhĩm chính: Nhĩm phụ gia gián tiếp: Nhĩm này gồm tất cả nguyên liệu và hĩa chất được sử dụng trong quy trình cơng nghệ, song khơng được phép cĩ trong thành phần của sản phẩm. Ví dụ: Các loại bột trơ lọc kizelgua, PVPP…, các hĩa chất dùng để vệ sinh thiết bị, phân xưởng sản xuất như H2SO4, NaOH, KMnO4, glycol hoặc etanol dùng như là tác nhân lạnh… Nhĩm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên liệu và hĩa chất được phép cĩ mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm sốt chặt chẽ hàm lượng cho phép. Ví dụ: Nhĩm hĩa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước cơng nghệ (nước nấu bia) như HCl, Na2SO4, KOH, CaCl2…Nhĩm các hĩa chất đưa vào để ngăn chặn quá trình oxy hĩa những thành phần trong bia như acid ascoocbic, H2O2, K2S2O5... Quy trình cơng nghệ sản xuất bia và các nguồn thải 1.2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia Sài Gịn to = 8o C to =4o C to = t=72o C 100l 400l 20 Bia TBF to = 2 - 5o C p = 1- 1.2 bar [ CO2 ] = 5.1 – 5.4 g/l 30 22 25 Thức ăn gia súc ( đời men > 7 ) Bã hèm 35 O2 Không khí 24 36 33 31 28 23 18 14 12 10 8 6 3 510 – 530 hl Ép bánh 26 Bột PVPP T = 5 - 7 ngày to = 8o C H2O ( cấp 1,2,3) Glycol ( cấp 4 ) Cặn cơ học , bột lọc ( 5.30 g/l ) to = 0 - 2o C p = 1 bar T = 12 - 30 ngày ( 6 g/l ) T = 48 h to = 18-20oC V = 500 lit V = 100 lit T = 48 h to = 18-20oC Cặn bã T = 30 phút Cặn, bã houblon to = 0 - 2o C Po = 1.8– 2.2 bar Po = 1.8– 2.4 bar Bột Diatomite PI = 1.8 – 6 bar Dịch nha houblon hoá Lắng cặn 2 Làm lạnh 4 cấp 4 Lên men chính 5 Lên men phụ và tàng trữ 7 Pha bia 9 Làm lạnh 11 Lọc cấp 1 13 Lọc cấp 2 15 Lọc chỉ 17 Bão hòa CO2 19 Polyphenol, nấm men … Bột nhựa sót Bột PVPP PI = 2.0 – 2.4 bar Men giống Nhân giống cấp 1 27 Nhân giống cấp 2 29 Nấm men tươi Rây Kiểm tra Tái sử dụng Khử trùng CO2 Lọc bụi, khử khí H2O Gia nhiệt 32 Đuổi khí 34 Nạp CO2 Glycoll Làm lạnh 32 1 Loại bỏ 29 Sơ đồ khối qui trình công nghệ lên men bia Sài Gòn Thuyết minh qui trình công nghệ Nước nha nấu với hoa houblon. Nước nha sau khi được đun sôi với hoa houblon ở phân xưởng nấu thì sẽ được bơm chuyển sang phân xưởng lên men để bắt đầu lắng cặn. Lắng cặn. Mục đích: Nhằm loại bỏ các cặn bã to, chủ yếu là xác hoa houblon trong quá trình đun sôi. Phương pháp thực hiện Dịch nha từ phân xưởng nấu được bơm qua chứa trong bâc, hay còn gọi là thùng lắng cặn nóng ( 510 – 530 hl ). Thời gian bơm là khoảng 20 phút. Sau đó, để yên trong 30 phút để lắng cặn. Do cấu tạo đường kính đáy thùng rộng gấp 1,2 – 1,5 lần so với chiều cao thùng và được lắp đặt nghiêng 10o về phía tháo liệu nên các cặn to sẽ tập trung ở giữa đáy thùng nhờ lực lắng xoáy tâm. Giai đoạn này chủ yếu loại các cặn lớn như bã hoa houblon, protein kết tủa lớn chứ không loại được triệt để các cặn nhỏ và cặn lơ lửng. III. Làm lạnh: Mục đích Dịch nha sau khi đã được lắng cặn thì nhiệt độ vẫn còn rất cao, khoảng 97°C - 98°C nên chưa thể đưa vào thùng lên men chính được. Khi ta làm lạnh nước nha, các loại cặn lơ lửng, protein đông tụ sẽ lắng xuống và oxy xuất hiện dần trong nước tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển. Do đó lúc này ta phải ha nhiệt độ dịch nha xuống nhiệt độ cần thiết để lên men ( 8°C ). Tuy nhiên nếu ta làm nguội bằng phương pháp tự nhiên nghĩa là để dịch nha tự nguội thì phải mất một thời gian rất dài và với nồng độ nha đậm đặc và khối lượng lớn dịch nha như vậy thì rất lâu giảm nhiệt độ. Mặt khác nước nha nếu để lâu sẽ bị chua. Do đó ta cần phải dùng đến thiết bị giải nhiệt để hạ nhanh nhiệt độ dịch nha. Khi nhiệt độ nước nha được hạ thấp dần là lúc xuất hiện nhiều cơ hội cho các vi sinh vật khác nhau phát triển, đặc biệt nguy hiểm là từ 50oC trở xuống. Giai đoạn hạ nhiệt độ từ 50oC xuống 20oC, nếu không được thực hiện rất nhanh thì tạo điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển của nhóm vi sinh vật có hại cho sản xuất bia như cầu khuẩn sarxin, vi khuẩn axetic, vi khuẩn lactic và trực tràng E.Coli. Do vậy, trong sản xuất nguyên tắc của quá trình làm lạnh là : Làm lạnh với tốc độ nhanh. Làm lạnh trong điều kiện kín. Phương pháp thực hiện. Nước nha được lắng cặn theo đường ống được bơm vào van cấp liệu của máy giải nhiệt. Đồng thời tác nhân giải nhiệt cũng được đi vào. Nước nha sẽ không hạ ngay xuống nhiệt độ lên men mà được hạ từ từ. Quá trình này qua 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: tác nhân giải nhiệt là nước thường (30°C – 32°C) nhiệt độ nước nha lúc vào thiết bị là khoảng 97°C sẽ giảm xuống 72°C. Nước giải nhiệt ra ở giai đoạn này sẽ xả ra một hồ chứa. Nước này sẽ được tận dụng để nấu bia nhằm tiết kiệm năng lượng vì lúc này nhiệt độ nước ra là khoảng 70°C. Giai đoạn 2: tác nhân giải nhiệt cũng là nước thường, nhiệt độ nước nha sẽ giảm từ 72°C xuống khoảng 60°C. Nước giải nhiệt ra giai đoạn này sẽ được hồi lưu trở lại qua đường ống dẫn ở phía trên tầng trên để qua tháp giải nhiệt hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ thường rồi cho quay trở lại đường vào của nước vào ở giai đoạn 2. Giai đoạn 3: tác nhân lạnh cũng là nước thường, nhiệt độ nước nha lúc này ở 60°C sẽ hạ xuống 30°C. Nước giải nhiệt ra ở giai đoạn này cũng được hạ nhiệt và hoàn lưu lại để giải nhiệt tiếp như giai đoạn 2. Giai đoạn 4: tác nhân giải nhiệt được dùng là glycol do phân xưởng động lực cung cấp. Nhiệt độ tác nhân lạnh vào khoảng -10°C. Dịch nha sau khi được hơi glycol giải nhiệt sẽ hạ xuống còn 8°C. Glycol khi dùng xong cũng được hồi lưu về phân xưởng động lực. Thời gian giải nhiệt một mẻ là 75 – 78 phút với tốc độ là 405 – 406 hl/h. IV. Lên men chính. Hiện nay nhà máy sử dụng cả hai phương thức lên men cổ điển và lên men hiện đại với thiết bị Tank-outdoor. Mục đích. Nhằm chuyển hóa toàn bộ lượng đường trong dịch nha houblon hóa thành etanol và khí CO2 dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng trong điều kiện yếm khí. Giống nấm men và phương pháp nhân giống. Chủng nấm men được nhà máy sử dụng để lên men bia là nấm men Saccharomyces Carlsbergensis. 48 h 100 l 48 h 48 h Men giống (2 l ) Thùng LM chính 500 l (Thùng nhỏ) (Thùng lớn) ØØØ Phương pháp nhân giống : Việc nhân giống nấm men cho sản xuất thường trải qua 2 quá trình. Quá trình đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm vi sinh. Ta dùng que cấy thông thường cấy giống từ ống thạch nghiêng vào môi trường dịch thể vô trùng, nuôi ở điều kiện phòng thí nghiệm. Sau khi giống đạt các chỉ tiêu yêu cầu về tỉ lệ tế bào chết thì chuyển sang môi trường dịch thể vô trùng khác cho đến khi đạt được 2 lít giống. Lúc này ta sẽ chuyển sang quá trình nhân giống với quy mô sản xuất ở phòng men. Từ 2l men giống ban đầu ta sẽ cho vào thùng lên men nhỏ có chứa sẵn 100 l nước nha đã được hạ xuống t0 = 18 - 200C, ta giữ nhiệt độ này trong thời gian 48h để nấm men sinh khối, sau đó ta sẽ chuyển 100 l dịch nấm men đó sang thùng lên men lớn hơn để nhân giống đến 500 l, lúc này ta cũng duy trì nhiệt độ dịch nấm men ở 18 - 200C suốt 48h. Khi dịch nấm men sinh khối đạt được nồng độ là 80 – 100 triệu tế bào/ml thì kết thúc giai đoạn nhân giống cấp 2 để chuẩn bị đưa qua thùng lên men chính. Dung dịch nước nha trước khi được cấy men cấy men đều phải được thanh trùng tránh nhiễm vi sinh vật. Dịch nha được thanh trùng nhờ hơi nóng đi giữa hai lớp vỏ của thùng nhân giống. Ta gia nhiệt đến khi dịch nha sôi thì thôi. Kế đó nhờ tác nhân lạnh để hạ xuống nhiệt độ cần thiết. Tác nhân hạ nhiệt độ của dịch nha sau khi thanh trùng là dùng glycol. Glycol cũng đựơc đi giữa lớp vỏ áo của thùng lên men. Nhiệt độ glycol tương ứng là -100C . Hơi nóng và glycol đều do phân xưởng động lực cung cấp. Hơi nóng sau khi gia nhiệt sẽ đựơc xả bỏ còn đối với glycol thì sau khi giải nhiệt sẽ được thu lại và hồi lưu trở về phân xưởng động lực. Trong suốt quá trình nhân giống ta phải thường xuyên sục khí O2 vào để tạo điều kiện hiếu khí cho nấm men sinh khối. Khí O2 được sục vào phải hoàn toàn vô trùng. Do đó O2 đi từ phân xưởng động lực sẽ được qua bộ phận lọc khử trùng nhưng trước khi vào thùng nhân giống phải lội qua một ống thuốc tím KMnO4 để khử trùng một lần rồi mới đi vào thùng nhân giống. Khi ta chuyển men giống từ thùng nhỏ sang thùng lớn hay từ thùng lớn qua đường ống đến bồn lên men chính thì ta dùng áp lực khí O2 để đẩy đi là chủ yếu, ngoài ra cũng có dùng bơm để hỗ trợ một phần. Hơi nóng từ xưởng động lực cung cấp cho phòng men có áp suất là vào khoảng 3 – 4 bar, nhưng tại phòng men ta sẽ điều chỉnh sao cho áp suất còn khoảng 1 bar để tránh nổ. Ngoài nấm men đựơc nhân giống từ phòng thí nghiệm, nhà máy còn thu hồi và tái sử dụng nấm men sau khi đã lên men chính. Nấm men sau khi được nhân giống ở thùng lớn 500 l thì sẽ được lấy mẫu để đưa đến phòng vi sinh kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh. Nếu bị nhiễm thì phải bỏ toàn bộ mẻ men đó và thực hiện lại việc nhân giống từ đầu. Phương pháp thực hiện lên men chính * Lên men cổ điển: nhà máy sử dụng phương pháp lên men gián đoạn, lên men chìm trong thiết bị kín. Dịch nha lắng trong làm lạnh 80C được bơm theo đường ống dẫn vào thùng lên men chính. Đồng thời dịch nấm men từ thùng nhân giống cấp 2 cũng sẽ được theo một đường ống khác đi vào thùng lên men. Đường ống dịch nha và đường ống dịch men sẽ gặp nhau tại một nơi, nó sẽ hòa vào nhau và cùng đi đến thùng lên men chính. Có nhiều cách cấy nấm men vào dịch nha, nhưng cách tốt nhất là cấy vào ngay khi nước nha đang trên đường chuyển đến thùng lên men chính, ta bơm dịch nấm men theo đường ống để cho giống cùng chảy với nước nha về thùng lên men. Ta cấy giống theo phương pháp này sẽ làm cho tế bào nấm men phân bố đều vào toàn bộ khối nước nha ban đầu, tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng và phát triển tốt hơn. Đồng thời ta phải bão hòa thêm O2 trong thời gian đầu của quá trình lên men chính. Việc bão hòa O2 được thực hiện đồng thời với việc bơm dịch nha houblon hóa đã làm lạnh và dịch nấm men. Khí O2 đựơc phân xưởng động lực cung cấp sẽ được qua hệ thống lọc bằng bông trước để loại tạp chất bụi bị cuốn theo dòng khí sau đó sẽ qua đèn cực tím để khử trùng lần nữa. Hàm lượng O2 nạp vào là khoảng 6g/ l dịch nha. Khi dịch nha và dịch men đã được bơm vào thùng đạt yêu cầu về thể tích (tùy thùng thể tích có thể khác nhau: 325 hl, 350hl) thì ta bắt đầu duy trì nhiệt độ trong thùng lên men là khoảng 80C trong suốt quá trình lên men. Do trong quá trình lên men, nấm men sử dụng đường để tạo ra rượu và CO2 , đồng thời sẽ tỏa ra lượng nhiệt lớn. Theo ước tính cứ 1 kg đường thì dịch lên men tỏa ra một lượng nhiệt là 628 kcal. Điều này khiến ta phải chú ý đến việc theo dõi và duy trì nhiệt độ trong thùng lên men. Nếu không được cấp lạnh thường xuyên và kịp thời, nhiệt độ của thùng lên men sẽ tăng cao và phòng lên men chính có thể trở thành một phòng ấm. Vì vậy, trong các thùng lên men sẽ có các đường ống làm lạnh kiểu ruột gà hoặc đường ống chạy xung quanh, ở bên trong đường ống này là tác nhân lạnh để duy trì nhiệt độ thùng lên men chính ở nhiệt độ cần thiết. Tác nhân lạnh ta sử dụng làm lạnh cục bộ là glycol. Glycol được đi trong 2 đường ống trong thùng lên men. Glycol đi vào làm lạnh và sau khi đi ra sẽ được thu hồi trở về phân xưởng động lực. Trong thời gian lên men ta phải xả khí bớt khí CO2 để tránh tăng áp suất gây nổ. Khí CO2 xả ra không thoát ra ngoài không khí mà sẽ theo đường ống quay về phân xưởng động lực để thu hồi và sử dụng vào việc nạp chai, lon. Trên đường ống thu hồi CO2, ta cóù lắp đặt một lantert để loại đi các bọt khí bám theo khí CO2 đi ra ngoài. Suốt giai đoạn lên men chính mỗi ngày dịch lên men đều được lấy mẫu kiểm tra độ Plato của dịch lên men để xác định tốc độ lên men, theo dõi hoạt động của nấm len men, qua đó ta sẽ xác định được quá trình lên men đã đến giai đoạn nào. Thời gian lên men chính thường vào khoảng 5-7 ngày, có khi đến 8 ngày. Lượng nấm men tiếp vào thùng lên men là 20 triệu tế bào/ml dịch lên men. ØØØ Đối với chế độ nhiệt độ mới mà hiện nay nhà máy đang áp dụng là giữ nhiệt độ trong suốt thời gian lên men chính ổn định ở 8oC. Đến khi hàm lượng đường trong dịch lên men chỉ còn khoảng 3,2 oPt thì ta hạ nhiệt độ xuống 5oC, rồi xuống 2oC. Lúc này thì cũng là thời điểm kết thúc quá trình lên men chính (hàm lượng đường sót < = 3 oPt). Khi hàm lượng đường sót trong dịch nha <=3,0% thì đó chính là thời điểm kết thúc quá trình lên men chính. Cuối quá trình lên men chính ta sẽ hạ nhiệt độ xuống 2oC, để chuẩn bị lên men phụ. Lúc này các tế bào nấm men sẽ co lại và lắng xuống đáy thùng. Ta tháo dịch bia non cho chảy xuống các thùng lên men phụ đặt ở tầng dưới. Còn nấm men ở dưới đáy thùng sẽ được bơm thu hồi về để tái sử dụng. * Lên men hiện đại : trong thiết bị thân trụ đáy côn ( Tank_outdoor ) Nước nha sau khi đã làm lạnh sẽ được bơm vào tank_outdoor với thể tích là 1780 hl. Men giống sau khi được nhân giống hoặc men giống tái sử dụng đã qua xử lý cũng được bơm vào đồng thời. Cùng lúc đó khí O2 cũng được sục vào để cho nấm men hoạt động tốt hơn. Khí O2 này cũng đã được vô trùng. Khi nước nha đã được bơm vào tank đạt yêu cầu về thể tích thì ta bắt đầu cài nhiệt độ cho tank. Trong tank có 5 vùng lạnh với hệ thống làm lạnh cục bộ cho từng vùng. Đối với men đã dùng nhiều đời thì nhiệt độ cài là 8oC, còn đối với men mới sử dụng đời thứ 1 hay bia xuất khẩu thì nhiệt độ cài đặt là 9oC. Tuy nhiên, nhà máy chỉ thường sử dụng 3 vùng lạnh chính, còn 2 vùng lạnh phụ ở phía trên thì ít khi dùng đến vì dịch lên men không tới đó. Trong quá trình lên men thì khí CO2 cũng được sinh ra. Ban đầu, khi men bắt đầu dậy thì khí CO2 cũng đã xuất hiện nhưng ta không thu về ngay mà cho thải ra ngoài trời do lúc đó khí CO2 còn bẩn vì lôi theo nhiều bọt men. Đến ngày thứ 3 hay thứ 4 thì ta mới bắt đầu quá trình thu hồi CO2. Áp suất cài đặt cho tank trong lên men chính là 0.5 bar. Khi quá trình lên men chính kết thúc ( ngày thứ 5 hay thứ 6 ) thì ta bắt đầu hạ nhiệt độ ở đáy côn xuống 2oC để nấm men lắng xuống đáy côn và tiến hành xả bỏ lớp men chết màu vàng nâu ở dưới cùng. Sau đó ta mới bơm thu hồi lớp nấm men khỏe màu trắng về để tái sử dụng. Khi tiến hành thu hồi men thì đồng thời khí CO2 cũng được bơm vào để hỗ trợ với bơm đẩy men đi, do men thu được ở tank_outdoor có độ đậm đặc rất cao so với men thu được từ thùng lên men chính cổ điển. Đến ngày hôm sau, ta tiếp tục xả bỏ lớp nấm men còn sót lại ở phía trên cùng. Đây là lớp men yếu và có cả protein kết lắng theo. Kế đó, ta mới tiến hành bơm bia non về thùng lên men phụ để tiếp tục quá trình lên men phụ và tàng trữ bia. V. Lên men phụ. Mục đích. Đây là giai đoạn rất quan trọng vì trong giai đoạn này sẽ diễn ra sự lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ quá trình lên men chính sang lên men phụ. Ở nhiệt độ cao của quá trình lên men phụ, các hạt nhỏ không hòa tan tồn tại lởn vởn, đến khi gặp nhiệt độ thấp ở phòng lên men phụ chúng dần dần lắng xuống đáy thiết bị. Mặt khác, ở nhiệt độ thấp, quá trình đông tụ nhựa houblon, đông tụ các hợp chất tanin – protein cũng diễn ra. Tế bào nấm men chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, của áp suất và nồng độ CO2 cao nên cũng lắng xuống, hấp phụ lên bề mặt tế bào các chất huyền phù khác nhau rồi kéo xuống đáy, tiếp tục quá trình lên men một cách từ từ. Nhờ các hiện tượng trên nên bia trong dần. Tuy ở giai đoạn lên men phụ, bia không trong hoàn toàn nhưng nhờ đó khâu lọc bia sẽ trở nên dễ dàng hơn. Quá trình lên men phụ này được thực hiện khi hàm lượng đường maltose và các loại đường đơn khác hầu như đã được chuyển hóa hết thành rượu, còn hàm lượng đường có khả năng lên men (chủ yếu là maltotrioza) vào khoảng 1 - 1,2%. Trong thời gian lên men phụ, nấm men còn lại trong bia non (lúc này dịch lên men đã chuyển hết thành rượu thì sẽ được gọi là bia non) tiếp tục lên men lượng đường còn lại này để tạo ra CO2 và các sản phẩm khác. Đồng thời lúc này hàm lượng điaxetyl tạo thành ở giai đoạn lên men chính được nấm men khử và chuyển thành axetoin, các axit hữu cơ tác dụng với rượu để tạo thành este. Vậy mục đích của quá trình lên men phụ và tàng trữ bia là quá trình thu được một loại nước uống bão hòa CO2, có hương thơm và vị dễ chịu nhờ những quá trình hóa học và hóa lý phức tạp xảy ra ở điều kiện nhiệt độ thấp. Do đó cũng đã ổn định được thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Phương pháp thực hiện. Bia non được cho chảy thế năng xuống bồn lên men phụ. Tại phòng lên men phụ ta sẽ duy trì nhiệt độ của dịch bia non trong thời gian lên men phụ là khoảng 0 – 2oC. Ta duy trì ở nhiệt độ 0 - 2oC không bằng tác nhân lạnh như ở bia trong quá trình lên men chính mà bằng cách tác động của nhiệt độ phòng. Do đó nhiệt độ của phòng lên men phụ cũng rất thấp, khoảng 0 -20C. Thời gian lên men phụ có thể kéo dài từ 12 – 40 ngày. Sau khi lên men phụ, bia sẽ được lấy mẫu đem đến phòng kỹ thuật công nghệ kiểm tra các chỉ tiêu về vi sinh, chỉ tiêu về hóa lý để quyết định xem đã lọc được chưa. Các chỉ tiêu hóa lý cần được kiểm tra như sau : Độ balling: đối với mỗi loại bia khác nhau thì yêu cầu sẽ khác nhau và sẽ được đo bằng máy. Độ trong: thực hiện bằng máy. Độ màu: thực hiện bằng máy. pH: pH yêu cầu là 4,1 – 4,3. Ø Trước khi kiểm tra các chỉ tiêu trên ta phải lọc bia để loại đi khí CO2 rồi mới tiến hành kiểm tra. Khi mẫu bia lên men phụ được kiểm tra các chỉ tiêu trên đạt yêu cầu thì sẽ được bơm sang phòng lọc để chuẩn bị lọc bia. Ø Nếu pH của mẫu bia nào cao hơn yêu cầu thì sẽ được pha với thùng bia có mẫu kiểm tra pH thấp để thu được bia có pH đạt yêu cầu. Ngược lại thùng bia có mẫu pH thấp thì sẽ được pha với thùng bia có mẫu pH cao. Ø Độ trong, độ màu, dộ đục hay độ balling không đạt yêu cầu thì tùy trường hợp sẽ có cách giải quyết cho phù hợp. Ví dụ nếu độ đục còn cao so với yêu cầu thì thời gian lên men phụ chưa đủ, cần phải tiếp tục tiến hành tàng trữ bia tiếp cho đến lúc đạt yêu cầu thì thôi. VI. Pha bia Mục đích. Bia sau khi len men phụ và tàng trữ sẽ rất đậm đặc, vì thế ta phải pha loãng đến nồng độ mong muốn nhằm đạt hương vị dễ chịu đồng thời tăng hiệu quả kinh tế. Phương pháp thực hiện : Bia sau khi lên men phụ, sẽ được kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý, nếu đã đủ điều kiện thì sẽ được bơm theo đường ống sang máy pha bia. Cùng lúc đó nước cũng sẽ được bơm vào theo một đường ống khác để hòa lẫn với bia lên men phụ. Sau khi pha loãng thì lúc này bia có nồng độ loãng hơn và tùy theo mỗi loại bia. Tỉ lệ nước và bia hòa trộn với nhau sẽ do máy tự động điều chỉnh theo yêu cầu mà ta đã cài đặt cho máy (tùy mỗi loại bia mà nồng độ pha sẽ khác nhau). Nước pha với bia phải được qua khâu xử lý trước rồi mới được bơm đến máy pha. Đầu tiên nước sẽ được gia nhiệt lên đến 72oC để dễ dàng khử khí oxy. Sau đó nước sẽ vào tháp đuổi khí từ trên xuống và khí CO2 được sục từ dưới lên để đuổi oxy. Nước sau khi ra từ tháp đuổi khí đã giảm nhiệt độ một phần, nhiệt độ nước lúc này là khoảng 60 – 62oC và sau đó được làm lạnh nhanh xuống khoảng 4oC trong thiếi bị làm lạnh bằng glycol. Đồng thời, khí CO2 cũng được sục vào với mục đích loại hết lượng khí oxy còn sót lại trong nước tránh hiện tượng oxy hóa bia. Nước trước khi được gia nhiệt lên 72oC thì đóng vai trò làm tác nhân giải nhiệt cho nước sau khi đã được đuổi khí (ở giai đoạn trước khi làm lạnh bằng glycol) nhằm tiết kiệm năng lượng. VII. Làm lạnh. Mục đích. Mặc dù quá trình lọc bia được thực hiện trong thiết bị hoàn toàn kín, nhưng cũng khó tránh khỏi hiện tượng tổn thất khí CO2 trong khi lọc. Do đó trước khi lọc bia, ta phải qua giai đoạn làm lạnh để đưa bia xuống nhiệt độ là 0 - 2oC để giảm mức độ thất thoát CO2 đến mức tối thiểu. Mặt khác giải pháp này cũng tạo cho bia điều kiện gây đục ở nhiệt độ thấp, có như vậy thì sau này hiện tượng đó sẽ không bị lập lại trong quá trình bảo quản. Phương pháp thực hiện. Bia sau khi đã được pha đến nồng độ yêu cầu thì sẽ được bơm sang máy làm lạnh một cấp để hạ xuống nhiệt độ 0 – 2oC . Tác nhân giải nhiệt được dùng là glycol có nhiệt độ khoảng -10oC. Glycol sau khi giải nhiệt sẽ được thu hồi trở về phân xưởng động lực để tái sử dụng lại. VIII. Lọc cấp 1 (lọc trong) Mục đích : Tách khỏi bia những hạt protein, cặn hoa houblon nhỏ, hạt keo tủa, tế bào nấm men kết lắng … Các cặn này là nguyên nhân gây đục bia. Phương pháp thực hiện : Bia vào lọc sẽ được bơm chuyển từ máy làm lạnh sang thiết bị lọc ống từ đường dưới đáy thiết bị. Quá trình lọc này sẽ dùng bột trợ lọc diatomite. Do bột diatomite có khả năng tạo bề mặt lớn nên khả năng hấp phụ mạnh, vì thế nó sẽ giữ lại các chất bẩn trên bề mặt. Trước hết, ta trộn bột diatomite và nước trong một thùng chứa có cánh khuấy để tạo nên hỗn hợp huyền phù, rồi bơm hỗn hợp huyền phù đó vào thiết bị lọc ở đường bia đục vào. Nước trộn bột là nước đã qua xử lý khử khí như nước pha bia. Ngoài ra trong thời gian đắp bột thì khí CO2 cũng được sục liên tục vào thùng hòa trộn để tránh khiù oxy hòa tan vào. Bột diatomite khi đi vào thiết bị lọc sẽ đắp lên bề mặt các ống lọc một lớp áo bột và đây cũng chính là lớp áo lọc. Lớp áo lọc này sẽ giữ lại các chất cặn bẩn mà chỉ cho bia trong thẩm thấu vào bên trong ống đi ra ngoài. Bia sau khi ra khỏi thiết bị lọc ống sẽ đạt độ trong mong muốn. Yêu cầu về độ trong tiêu chuẩn là phải < = 0.8 EBC (giá trị này càng nhỏ thì bia càng trong). Thông thường độ trong sau khi lọc cấp 1 mà nhà máy đạt được là khoảng 0.2 – 0.3 EBC. Tại đầu ra của thiết bị lọc ống có gắn thiết bị theo dõi độ trong của bia ra lọc để kịp thời xử lý. Nếu độ trong đầu ra không đạt yêu cầu thì ta phải cho hồi lưu bia để lọc lại đến khi đạt yêu cầu tránh tình trạng làm đục cả thùng bia trong đã lọc. Nguyên nhân ta phải Dosing trong suốt quá trình lọc: trong thời gian ta lọc, lớp tế bào nấm men được giữ lại trên lớp áo lọc sẽ tạo thành lớp màng nhớt bao phủ phía ngoài bề mặt lọc làm ngăn cản sự thẩm thấu bia vào bên trong, tăng thời gian lọc. Do đó mục đích của quá trình Dosing là tạo ra lớp màng xốp giúp cho bia thẩm thấu tốt hơn, bơm lọc không tăng áp suất nhanh. Tốc độ lọc là 280 – 340 hl / h. Áp suất vào lọc là 1.8 – 6 bar, có khi lên đến 7 bar. Áp suất ra lọc là 1.8 – 2.4 bar. Khi áp suất lọc tăng cao thì ta ngừng Dosing vì lúc đó máy có thể bị nghẹt, nếu ta Dosing tiếp sẽ không có tác dụng tốt mà còn hao bột, lượng bia lọc được lại ít. Áp suất tăng có thể do nhiều nguyên nhân, thường là do bia lên men chưa đạt, còn nhiều tế bào nấm men chưa kết lắng làm cho bia có độ đục rất cao, cũng có khi là do công nhân vận hành máy đóng mở sai van. Bột trợ lọc sau mỗi mẻ lọc sẽ tháo bỏ ra cống, không dùng lại. IX. Lọc cấp 2 (lọc ổn định) Mục đích. Bia sau khi qua lọc cấp 1 mặc dù đã đạt được độ trong cần thiết nhưng thời gian bảo quản chỉ kéo dài được khoảng 1 tháng do trong bia còn sót lại các phân tử polyphenol mà bột diatomite không giữ lại được, các tế bào nấm men lọt qua, các hạt hòa tan dạng keo. Các thành phần này sẽ tồn tại và tiếp tục xảy ra các biến đổi trong bia thành phẩm làm giảm đi độ bền hóa lý, độ bền sinh học của bia. Do vậy, lọc cấp 2 là để loại đi các tạp chất này, kéo dài thời gian bảo quản bia từ 6 tháng đến 1 năm. Bia được xử lý bằng polyamite thường có độ bền cao đối với các hiện tượng vẩn đục khi đưa xuống nhiệt độ thấp lúc tiêu thụ. Phương pháp thực hiện : Bia đi ra từ thiết bị lọc ống sẽ được bơm dẫn đến thiết bị lọc đĩa. Đối với cấp lọc này ta sử dung bột trợ lọc PVPP (polyvinylpyrolblidone). Đây là loại bột thuộc họ polyamite. Nó có tính chất đặc biệt là hấp phụ một cách có chọn lọc các polyphenol, tanin, các chất mang đặc tính phenol, các protein cao phân tử, tức là các chất có tính kết tủa ở điều kiện lạnh. Đầu tiên bột nhựa cũng được cho vào thùng hòa trộn với nước cho đều rồi mới bơm vào thiếi bị lọc. Hàm lượng bột PVPP đưa vào là 20g/hl đối với bia nội tiêu, và 25 g/hl đối với bia xuất khẩu. Tốc độ lọc là 280 – 380 hl/h. Áp suất vào lọc là 2 – 2.4 bar. Áp suất ra lọc là 1.8 – 2.2 bar. Bột PVPP rất đắt tiền, ta sẽ thu hồi tái sinh để sử dụng lại. Sau mỗi mẻ lọc thì lượng bột thất thoát khoảng 1 % do quá trình tẩy rửa hoặc cũng có thể do bột theo bia trong đi ra ngoài. Vì thế, khi bắt đầu mẻ lọc mới thì ta phải kiểm tra và bổ sung lượng bột cho đủ yêu cầu lọc cho mẻ sau. Cách kiểm tra và bổ sung bột như sau : Bột sau khi đã tẩy rửa sẽ cho hồi lưu về thùng hòa trộn. Ta chiết ra một lượng huyền phù bột – nước vào một ống đong có khắc vạch thể tích. Để yên ống đong đóù một thời gian để bột nhựa lắng xuống đáy. Ta có được lượng bột có trong một thể tích đã biết trước. Từ đó, có thể suy ra lượng bột cần bổ sung là bao nhiêu. Bột nhựa đủ khi hàm lượng bột phải đạt 550 ML trong 1000 ML mẫu. X. Lọc chỉ. Mục đích. Nhằm loại bỏ các bột lọc ra khỏi máy lọc đĩa nếu có. Phương pháp thực hiện : Bia sau khi đi ra từ máy lọc đĩa sẽ được bơm đến máy lọc chỉ. Nhờ cấu tạo của lớp chỉ quấn quanh ống lọc, các hạt bột lọc còn sót sẽ được loại bỏ, bia trong sẽ thẩm thấu vào trong ống và đi ra ngoài. Quá trình lọc này chỉ đơn thuần là lọc cơ học, không sử dụng bột trợ lọc. XI. Bão hòa CO2 . Mục đích : Khí CO2 có trong bia là do quá qrình lên men rượu. Tuy lượng CO2 vẫn có trong bia, nhưng trong thực tế sản xuất, bia sau quá trình lên men đến khi chiết chai còn phải qua nhiều quá trình xử lý khác, nên không thể tránh khỏi việc thất thoát và giảm hàm lượng CO2 trên đường vận chuyển đi. Nhất là sau quá trình lọc bia, CO2 bị thất thoát khá nhiều nên ta phải bão hòa CO2 đến nồng độ cần thiết. Ngoài ra việc bão hòa đầy đủ CO2 còn có tác dụng làm tăng độ bền cho bia trong thời gian bảo quản. Phương pháp thực hiện : Bia trong đi ra từ máy lọc chỉ sẽ được bơm tới thiết bị PT2 để bão hòa CO2. Đồng thời CO2 cũng sẽ được dẫn vào trong thiết bị để hòa vào bia. Bia đã được hòa CO2 sẽ được chuyển đến con heo bão hòa CO2. Đây chính là thiết bị để tính toán tự động hàm lượng CO2 cần thiết phải bão hòa mà ta đã cài đặt cho máy. Bia sau khi ra khỏi con heo bão hòa CO2 sẽ đạt hàm lượng CO2 yêu cầu là 5.30g/l. Nhưng thông thường nó dao động trong khoảng 5.10g/l – 5.40 g/l. Bia sau khi bão hoà CO2 sẽ được dẫn đến thùng bia TBF (bia sau khi lọc) Áp suất thùng chứa bia TBF là 1 – 1.2 bar. Thùng bia TBF là thùng 2 vỏ để giữ lạnh cho bia từ 2 – 5oC trong thời gian chờ chiết. Bia TBF sẽ được nhân viên phòng kỹ thuật công nghệ lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý, chỉ tiêu vi sinh. Các chỉ tiêu hóa lý cần kiểm tra : Độ balling : đối với mỗi loại bia khác nhau thì yêu cầu sẽ không giống nhau và sẽ được đo bằng máy. Độ trong : thực hiện bằng máy. Độ màu : thực hiện bằng máy. Độ chua : đối với bia nội tiêu thì độ chua yêu cầu là 1,2 – 1,5. Trước khi kiểm tra các chỉ tiêu trên ta phải lọc bia để loại đi khí CO2 rồi mới tiến hành kiểm tra. Khi đo độ chua ta cũng phải đun sôi mẫu bia cần đo trong 1 bình tam giác trước để loại triệt để khí CO2 còn lại, sau đó làm nguội rồi mới bắt đầu đo. Nếu các chỉ tiêu trên và chỉ tiêu vi sinh đều đạt yêu cầu tức bia không bị nhiễm vi khuẩn gây bệnh thì mới được chuyển xuống phân xưởng chiết rót để đóng chai, lon. Trường hợp không đạt yêu cầu thì sẽ có biện pháp xử lý thích hợp tương ứng với nó. XII. Vệ sinh thiết bị : Bâc ( thùng lắng cặn nóng), thùng lên men chính, thùng lên men phụ, và thùng bia TBF. Sau mỗi lần giải nhiệt hết một bâc thì vệ sinh bằng nước thường để xả bỏ các cặn lớn hoa houblon lắng ở giữa đáy thùng. Mỗi thứ hai đầu tuần thì tẩy rửa lại bằng NaOH 2 – 2.5 %. Ngoài ra, nhân viên phải vào trong thùng để cọ rửa dịch nha bám vào bâc. Đối với các thùng lên men thì chế độ vệ sinh cũng tương tự như bâc. Thiết bị giải nhiệt Giải nhiệt xong một mẻ sẽ vệ sinh máy bằng dung dịch septacid 0.7% một lần. Thứ hai đầu tuần, nhân viên phòng APV (phòng tiếp nhận nước nha) sẽ tháo máy ra để vệ sinh bề mặt giải nhiệt bên trong bằng dung dịch NaOH nồng độ 2.0 – 2.5% để tránh cặn bám trên bề mặt các tấm plage giải nhiệt làm giảm khả năng giải nhiệt của chúng. Đồng thời kiểm tra ron ở đầu mỗi ống có mòn hay không, nếu mòn thì sẽ thay mới để tránh tình trạng xì ra hoặc nước giải nhiệt bị lẫn vào nước nha. Đường ống trong phân xưởng lên men Kết thúc một mẻ, ta tiến hành vệ sinh một lần : Đầu tiên ta cho dung dịch Septacid nồng độ 0.7% chạy tuần hoàn trong các đường ống xuyên suốt phân xưởng lên men trong thời gian là 10 phút với tốc độ v = 15lit/ phút Cho nước thường chạy tuần hoàn thời gian là 10 phút để đuổi hết acid ra. Cuối cùng cho chạy nước nóng 95oC tuần hoàn trong thời gian là 15 phút để thanh trùng lại lần cuối. Thứ 2 đầu tuần ta sẽ tẩy rửa hệ thống đường ống bằng dung dịch NaOH nồng độ 2.0 –2.5 % một lần. Cách thực hiện cũng giống như trên nhưng ta thay dung dịch Septacid bằng dung dịch NaOH và cho chạy tuần hoàn trong thời gian là 15 phút. Thiết bị lọc Sau mỗi mẻ chiết thì ta chỉ vệ sinh bằng nước thường và hơi gió để đuổi hết bọt bia. Sau 2 mẻ thì ta vệ sinh thiết bị bằng dung dịch NaOH 2.0 – 2.5 %. 4.1 Máy lọc ống ( CIP FOS ) Đầu tiên ta đuổi hết bọt bia bằng nước thường cộng với sức gió trong thời gian là 5 – 10 phút. Chạy dung dịch NaOH 2.0 – 2.5 %. Thời gian để gia nhiệt NaOH từ nhiệt độ thường lên 60oC trong thời gian khoảng 20 phút. Ta quầng dung dịch NaOH ở 60oC (chạy không tải) thời gian là 15 phút. Đuổi dung dịch NaOH bằng nước nóng trong thời gian 60 – 90 phút cho đến khi thử bằng giấy quì thấy không đổi màu. Chạy dung dịch Septacid 0.1% ở 85oC trong thời gian 60 phút . Quầng acid ( chạy không tải ) trong thời gian là 15 phút. Đuổi acid bằng nước nóng trong thời gian là 30 phút. 4.2 Máy lọc đĩa ( CIP FOM ) Đầu tiên ta cũng đuổi hết bọt bia trong thời gian là 45 phút. Thời gian này dài hơn máy FOS vì bọt bia giai đoạn này nhiều hơn. Chạy dung dịch NaOH 2.0 – 2.5 %. Thời gian để gia nhiệt NaOH từ nhiệt độ thường lên 60oC trong thời gian là 20 phút. Ta quầng dung dịch NaOH ở 60oC (chạy không tải) trong thời gian là 15 phút. Đuổi dung dịch NaOH bằng nước nóng trong thời gian là 35 – 45 phút cho đến khi thử bằng giấy quì thấy không đổi màu. Chạy Septacid 0.1% ở 85oC trong thời gian là 20 - 25 phút . Quầng acid ( chạy không tải ) trong thời gian là 15 phút. Đuổi acid bằng nước nóng trong thời gian là 25 phút. Tank_outdoor : Sau mỗi lần lên men một mẻ thì nhân viên phòng lên men lại tiến hành vệ sinh 1 lần. Đầu tiên, ta sẽ cho nước thường đi vào trong thời gian là 25 phút. Kế đến, dung dịch NaOH 2.0 – 2.5 % đi vào trong thời gian là 45 phút. Dung dịch acid Trimeta nồng độ 8.8 – 9.2 MS/ m3 nước sẽ được đi vào trong thời gian là 40 phút để đuổi hết xút. Tiếp theo, ta sẽ chạy bằng dung dịch acid Desi nồng độ 28 – 32 MS/m3 nước trong thời gian là 30 phút. Sau đó, ta rửa lại tank bằng nước giếng trong thời gian là 5 phút. Cuối cùng, công nhân sẽ bơm nước thành phố vào trong tank khoảng 5 phút để rửa lại lần cuối. Người ta sẽ lấy mẫu nước rửa cuối cùng này để đem kiểm tra vi sinh. Nếu mẫu nước có vi sinh vật lạ hay vi sinh vật gây bệnh thì quá trình rửa chưa sạch cần phải tiến hành vệ sinh lại. 1.2. Nguồn gốc và thành phần nước thải trong quy trình sản xuất bia Nấu – đường hĩa: Nước thải của các cơng đoạn này giàu các chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vĩn…cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu. Cơng đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của cơng đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khống, vitamin cùng với bia cặn. Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hịa CO2, chiết bock, đĩng chai, hấp chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngồi… Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm: - Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã. - Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác. - Nước rửa chai và két chứa. - Nước rửa sàn, phịng lên men, phịng tàng trữ. - Nước thải từ nồi hơi - Nước vệ sinh sinh hoạt - Nước thải từ hệ thống làm lạnh cĩ chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp. Gạo Malt Nước mềm Nước cấp để rửa sàn,thiết bị Bia hơi Sục khí Glicol hay nước đá Nén CO2 Nước thải Hơi nước Nước thải Rửa chai Xút Hơi Bã lọc Chất trợ lọc Hoạt hĩa và dùng lại men Men giống Bã men Bã malt Hơi nước Hoa hublon Bã malt Hơi nước Enzim Đĩng nắp Chiết chai, lon Bão hịa CO2 Lọc bia Lên men chính, phụ Làm lạnh Tách bã Nấu hoa Lọc dịch đường Nấu – đường hĩa Chuẩn bị nguyên liệu Thanh trùng Kiểm tra, dán nhãn, nhập kho Sản phẩm Cơng nghệ sx bia và các dịng thải 1.3. Giới thiệu một số quy trình cơng nghệ xử lý nước thải sản xuất bia Hiện nay nhiều mơ hình xử lý nước thải sản xuất bia đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng ở nhiều nơi trên thế giới cũng như trong nước với nhiều loại và quy mơ khác nhau. Nhĩm xin đưa ra một số phương án. 1.4. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Nhà máy bia Việt Nam 1.4.1. Giới thiệu sơ lược về Cơng ty liên doanh nhà máy Bia Việt Nam (VBL). Cơng ty liên doanh nhà máy Bia Việt Nam là cơng ty liên doanh giữa Tổng cơng ty Thương Mại Sài Gịn (SATRA) và tập đồn Asia Pacific Breweries Ltd. (APBL), liên kết với Heineken N.V. (Hà Lan), chuyên sản xuất các loại bia Tiger, Heineken và Bivina tại Việt Nam. Được thành lập vào tháng 12/1991 với cơng suất thiết kế ban đầu là 50 triệu lít/năm, đến nay, cơng suất đã được nâng lên 150 triệu lít bia/năm, tổng số vốn đầu tư trên 100 triệu USD. Hiện Nhà máy đã cĩ phân xưởng nấu bia hồn tồn được vi tính hĩa, dây chuyền chiết lon cơng suất 40.000 lon/giờ và một dây chuyền chiết chai cĩ cơng suất chiết 50.000 chai 33cl./giờ hoặc 36.000 chai 64cl./giờ. Ngồi ra, Nhà máy cịn cĩ một dây chuyền chiết bia tươi (draft beer) cơng suất nhỏ hơn, nhưng tất cả các thiết bị đều được kiểm tra hiện đại. VBL đã vinh dự trở thành nhà máy bia đầu tiên tại Việt Nam được nhận chứng chỉ Hệ thống Quản lý chất lượng ISO 9002: 1994 và là nhà máy bia đầu tiên trên thế giới được cơng nhận đạt tiêu chuẩn Quản lý Chất lượng ISO 9001: 2000. Gần đây nhất, VBL đã vinh dự đĩn nhận chứng chỉ ISO 22000:2005 về An tồn thực phẩm và ISO 14001:2004 về quản lý mơi trường. Những thương hiệu bia nổi tiếng đều được sản xuất tại đây như Heineken, Tiger, Bivina, Amber và mới đây là bia Coors Light, sản xuất theo cơng nghệ của Hoa Kỳ. Tất cả các thương hiệu trên đều được người tiêu dùng Việt Nam ưa chuộng. Khơng chỉ chú trọng đầu tư vào việc sản xuất sản phẩm, VBL luơn đặt cơng tác bảo vệ mơi trường lên hàng đầu. VBL đã đầu tư trên 3 triệu USD cho hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quốc tế đầu tiên tại Việt Nam, với cơng suất xử lý 1,5 triệu héctơlít nước mỗi năm, xử lý tồn bộ nước thải của nhà máy, từ nước thải cơng nghiệp đến nước thải sinh hoạt bằng các phương pháp xử lý yếm khí (anaerobic) và hiếu khí (aerobic). Trong quá trình xử lý, các loại chất thải rắn như mảnh thủy tinh, giấy, rác... được tách riêng để xử lý. Giấy và thủy tinh được tái chế nhằm giảm thiểu tối đa việc gây ơ nhiễm mơi trường. Ở cuối hệ thống xử lý nước thải, VBL đã xây dựng 01 hồ nuơi hàng ngàn con cá diêu hồng và cá chép để minh chứng cho sự hồn hảo của chất lượng nước sau khi đã xử lý. 1.4.2. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải. Thành phần và tính chất nước thải VBL Thơng số Đơn vị Đầu vào Đầu ra pH 4.5 ~ 11 6 ~ 9 COD mg/l 1300 ~ 3000 < 100 BOD mg/l 600 ~ 1400 < 50 TSS mg/l 300 < 100 Nhiệt độ 0C 36 ~ 40 < 40 Nhĩm sử dụng bảng số liệu này làm thành phần và tính chất nước thải mà nhĩm xử lý. Hệ thống xử lý nước thải tại VBL được nhĩm bổ sung và lựa chọn tính tốn thiết kế cho đề tài này. SÂN PHÕI BÙN BỂ NÉN BÙN NÝỚC THẢI UASB AEROTANK BỂ LẮNG 2 MÁY CẤP KHÍ HỐ THU GOM V V V V V V ĐỐT GAS BỌT RÁC HỐ THU LỌC ĐỨNG BỂ CÂN BẰNG ĐIỀU CHỈNH pH KHỬ TRÙNG NỨỚC ĐẠT LOẠI B Thuyết minh quy trình cơng nghệ Nước thải từ các khu được đưa vào đường cống khu đĩ. Tại đây, ở mỗi đường cống cĩ 2 song chắn rác để loại bỏ rác, cặn kích thước lớn sau đĩ mới được dẫn về hệ thống cống chung của nhà máy. Nước thải trong đường cống chung chảy tiếp tục qua lưới chắn rác trước khi đưa vào hố thu. Sau đĩ được bơm lên hệ thống lọc đứng nhằm loại bỏ các tạp chất như hèm bia, vỏ trấu khơng được giữ lại ở lưới chắn rác. Nước qua lọc tự chảy vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ chất bẩn. Tiếp theo nước được bơm qua bể UASB, trên đường ống nước từ bể điều hịa qua UASB, Nước được trung hịa bởi hệ thống bơm định lượng H2SO4 và NaOH. Nước sau khi xử lý một phần tại UASB được thu gom bởi máng thu nước và tự chảy qua bể Aerotank cĩ hệ thống sục khí. Nước qua xử lý ở Aerotank được bơm qua bể lắng 2 và nước sau xử lý tràn qua hệ thống máng răng cưa chảy vào bể tiếp xúc với Clo là tác nhân khử trùng và cuối cùng xả ra nguồn tiếp nhận Rác và cặn lấy ra khỏi lưới chắn rác và lọc đứng bằng phương pháp thủ cơng được đem đi chơn lấp. Bùn lấy ra ở bể lắng 2, một phần được tuần hồn lại Aerotank, một phần được bơm vào bể nén bùn cùng với bùn sinh ra ở UASB. Bùn sau khi nén được đưa qua sân phơi bùn để tách nước trước khi đem đi chơn lấp. nước trong quá trình tách nước cho bùn ở bể nén bùn và sân phơi bùn được tuần hồn lại bể điều hịa và tiếp tục xử lý. TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 2.1. Lưới chắn rác. Nhiệm vụ. Lưới chắn rác cĩ nhiệm vụ tách các vật thơ như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu đá, gỗ và các vật khác trước khi đưa vào các cơng trình xử lý phía sau. Lưới chắn rác cĩ thể đặt cố định hoặc di động, song chắn rác giúp tránh các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây tắt nghẽn bơm. Tính tốn. Nước được chảy vào hố thu bằng 2 cống cĩ đường kính D = 0,4m và khồng cách của 2 cống là 0,6m. Như vậy chiều dài của lưới chắn rác L = 2*0,4 + 0,6 + 2*0.2 = 1,8m Với ld = 0,2m khoảng cách từ 2 cống đến 2 cạnh của lưới chắn rác Chọn chiều rộng của lưới CR là B=0,3m Chọn chiều cao lưới CR là H= 0,5m Vậy: LxBxH =1,8m x 0,3m x 0,5m Chọn mắc lưới cĩ kích thước 10mm Hiệu quả khử SS ở lưới chắn rác là 10% Thơng số SS qua LCR là 90%*300 =270mg/l 2.2. Hố thu nước thải. Nhiệm vụ. Là nơi chứa tồn bộ nước thải, giúp cho hệ thống hoạt động liên tục. Tính tốn. Q = 2000m3/ngàyđêm. Chọn thời gian lưu tại hố là: t = 5 phút Thể tích của hố: V=Q.t=2000.5/(60.24)=6,95 m3 Chọn V=L.B.H=2.4m x 1.2m x 2.5m Chọn hbv=0.5m Chọn vận tốc nước trong ống là 1m Đường kính ống dẫn nước lên cột lọc đứng Chọn đường kính ống D = 170mm Chọn 2 bơm và hai đường ống, 1 dự phịng và 1 làm việc Bơm phải bơm nước lên độ cao là 6m Tổn thất áp lực HP = 6 + 1.5=7,5m Cơng suất bơm là Cơng suất thực là 1,2*2,1=2.5KW Chọn bơm 3,4HP 2.2. Lọc đứng Nhiệm vụ. Cột lọc đứng cĩ nhiệm vụ giữ lại các cặn cĩ kích thước nhỏ như hèm hay vỏ trấu...mà bể lắng 1 khĩ lắng được. Tính tốn. Ta sẽ bố trí 3 cột lọc, 2 cột làm việc và 1 cột dự phịng. 1.6m 0.7mmm,m 0.4m Hiệu quả khử SS là 10% SS qua lọc là 90%*270=243mg/l 2.3. Bể cân bằng. Nhiệm vụ. Điều hịa lưu lượng và nồng độ. Tại đây cĩ sử dụng hệ thống cánh khuấy nhằm: giảm pH, giảm COD và BOD, cân bằng nhiệt độ, lên men acid hữu cơ, chống đĩng cặn ở đáy bể. Tính tốn. Do khơng cĩ số liệu về sự dao động của lưu lượng nước nên bể điều hịa được tính với thời gian lưu nước là 6h Thể tích bể: Vbể = Q*t = 83,33*6 = 500m3 Chọn chiều cao bể là 4,5m Diện tích mặt thống của bể là: F=Vbể/H=500/4,5=112m2Chọn kích thước bể là: LxB:14m x 8m Chọn chiều cao dự trữ là 0,5m Như vậy chiều cao xây dựng của bể là Hxd = 4,5 + 0,5 = 5m Hiệu quả khử SS ở bể điều hịa là 20% SS ra khỏi bể điều hịa là 80%*243=195mg/l Để trung hịa pH của nước thải ta sử dụng 1 bơm định lượng hồn tồn tự động với bộ đo pH giúp xác định thời điểm bơm H2SO4 hay NaOH và liều lượng của chúng vào bể điều hịa. Bể chứa dung dịch H2SO4: Lưu lượng thiết kế: Q=83,33m3/h pHvào = 11 pHra = 6 K = 0,000005mol/l MH2SO4=98g/mol Nồng độ dung dịch 98% Trọng lượng riêng của dung dịch 1,84 Liều lượng châm vào Thời gian lưu: 15 ngày Thể tích cần thiết của bể chứa: Thể tích bể chứa dd NaOH pHvào=4.5 pHra=6 K=0.00001mol/l MNaOH=40g/mol Nồng độ dung dịch là 20% Trong lượng riêng của dd 1,53 Liều lượng châm vào là Thời gian lưu là 15 ngày Thể tích bể chứa NaOH là V = 0.1*24*15 = 36l Chọn ống dẫn hĩa chất làm bằng nhựa PVC cĩ Ф =27 mm Bể UASB cĩ cao độ so với mặt đất là 1,5m Khoảng cách từ đáy bể điều hịa đến đường ống hút là 0,2m Khoảng cách từ đáy UASB đến ống đẩy là 0,3m Vậy tổn thất áp lực là HP= 1,6 + 3 = 4.6m Cơng suất bơm: Cơng suất thực 1,2*1,3=1,56KW. 1.5m 0.3m 0.2m Chọn bơm 2HP Ống dẫn nước đến UASB là Ф = 170mm 2.4. Bể UASB. Nhiệm vụ. Do cĩ hàm lượng chất ơ nhiễm cao nên sử dụng kết hợp cả phương pháp kỵ khí lẫn hiếu khí. Bể UASB cĩ tác dụng xử lý nhằm giảm tải cho Aerotank. Tính tốn. Chỉ tiêu đầu vào ở bể UASB: Cơng suất: 2000m3/ngđ BOD: 1400mg/l COD: 2300mg/l SS: 216mg/l to: 36 – 40oC pH: 4,5 – 11 Yêu cầu sau UASB: COD ≤ 500mg/l Kích thước bể Chọn hiệu quả xử lý của bể UASB là 75%. Ta cĩ tải lượng COD cần xử lý trong một ngày là: G = = = 3278KgCOD/ngđ Chọn tải trọng xử lý là L = 10KgCOD/ngđ → Thể tích phần xử lý yếm khí là: V = = = 327,8 m3 Chọn vận tốc nước dâng trong bể là Vn = 0,9m/s (tiêu chuẩn là: 0,6 – 0,9m/s) Diện tích của bể là: F = → Chiều cao phần xử lý yếm khí là: H1 = Chọn H = 3,5m Vậy kích thước của bể là: Chiều dài L = 12m Chiều rộng R = 8m Chiều cao xây dựng là: H = Hlắng + Hd + H1 Chọn chiều cao lắng là: Hlắng = 1,5m Chiều cao an tồn là: Hd = 0,5m → H = 1,5 + 3,5 + 0,5 = 5,5m Vậy thể tích thực xây dựng là: Vb = L*R*H = 12*8*5,5 = 528m3 Thời gian lưu nước là : T = (phù hợp tiêu chuần là từ 5 – 8h) Như vậy, ta sẽ chia bể UASB ra làm 4 đơn nguyên. Mỗi đơn nguyên cĩ kích thước: Chiều dài L’ = 6m Chiều rộng R’ = 4m Phễu thu khí Nước trước khi đi vào ngăn lắng trước hết phải được tách khí và bùn bới những tấm tách khí và hướng dịng đặt ngiêng so với phương ngang 45o – 60o. khí đã tách ra khỏi nước đi vào các phễu thu khí và dẫn ra ngồi qua các ống thu khí. Ta chọn gĩc nghiêng là α = 55o Mỗi đơn nguyên được chia làm 3 ngăn lắng Ta kiểm tra bể: Tg550 = → Hlắng + Hd = tg550*6/4 = 2,14m → Hlắng = 2,14 – 0,5 = 1,46m Thời gian lắng sẽ là: tlắng = Tính tốn phễu thu khí và tấm tách bùn Mỗi đơn nguyên ta sẽ bố trí 3 phễu thu khí. (xem hình vẽ) Ngăn lắng Tổng diện tích khe hở giữa các phễu thu khí chiếm 15 – 20% diện tích của mỗi đơn nguyên. Ta chọn Skhe = 16%Sđn = 20%*24 = 4,8m2 Chiều dài của khe Lkhe = R = 4m Theo hình vẽ ta cĩ 3 khe hở, khi đĩ bề rộng của mỗi khe là: Bkhe = Suy ra bề rộng của mỗi phễu sẽ là : Rphễu = Chiều cao của phểu chọn là 1.5m Chiều dài của phễu bằng chiều dài mỗi đơn nguyên: 6m. Các tấm tách bùn đặt song song với cách của phễu và cĩ bề rộng =3/4 bề rộng của phễu là:3/4*1.6=1.2m, và cũng cĩ bề dày 3mm Hệ thống phân phối nước vào bể Đối với bể UASB sử dụng bùn hoạt tính khi tải trọng xử lý L > 4KgCOD/m3.ngđ thì từ 2 - 5m2 diện tích bố trí một vị trí phân phối nước vào. Ta chọn 3m2 cĩ 1 vị trí phân phối nước. Như vậy mỗi đơn nguyên sẽ cĩ 8 vị trí phân phối nước. Nước được bơm vào đường ống chính sau dĩ qua 2 ống phụ và mỗi ống phụ cĩ 4 lỗ phân phối nước. Hệ thống phân phối nước cách dáy bể 0,3m. Dường ống chính ống nhánh2 ống phụ Chọn vận tốc nước chảy trong ống chính là 1,2m/s (tiêu chuẩn là 1 – 2m/s) Φchính = Chọn đường kính ống chính là Vc=160mm. làm bằng nhựa PVC Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống chính là: Vn = vẫn phù hợp với tiêu chuẩn. Chọn đường kính ống phụ là 100mm. ta cĩ vận tốc nước trong ống phụ: Vnp= Chọn đường kính ống nhánh là 80mm, khi đĩ vận tốc nước qua ống nhánh là: Vn = 1,47m/s Chọn đường kính lỗ là dlỗ = 20mm, mỗi ống nhánh cĩ 4 lỗ hướng xuống dưới và nghiêng một gĩc 450 sao với trục thẳng đứng của ống. vậy mỗi lỗ cách nhau 0,74m. Máng thu nước Trong bể UASB ta bố trí 6 máng thu nước đặt giữa ngăn lắng dọc theo chiều rộng của bể và thơng qua cả hai đơn nguyên nằm song song. Máng thu được tạo dốc dẫn về cuối bể rồi theo đường ống dẫn qua bể Aerotank Lưu lượng nước qua mỗi máng Qm = Q/3*24*3600 = 7,72.10-3m3/s = 7,72l/s Máng cĩ tiết diện hình chữ nhật, vận tốc nước chảy trong máng dao động từ 0,1 – 0,4m/s. Ta chọn vận tốc nước trong máng là 0,15m/s. Tiết diện ướt của máng là: Sướt = Qmáng/Vmáng = 7,72.10-3/0,15 = 51,46.10-3m2 Độ đầy của máng lấy bằng 0,7chiều cao máng Bề rộng b của máng lấy bằng 2lần chiều cao máng. Sướt = hướt*b =0,7h*2h = 1,4h2 h = =191mm chọn h = 192mm Vậy bề rộng của máng là 2*192=380mm Máng được làm bằng thép khơng gỉ cĩ bề dày là 5mm Tính độ dốc của máng (theo Fedrov và Volcop) Chu vi ướt của máng là Cướt = 2.(0,7*192 + 380) = 1028,8mm Bán kính thủy lực của tiết diện đang xét là: R=Sướt/Cướt = 0,7*192*380/1028,8 = 49,6mm = 0,0496m Hệ số nhớt động học ν = 0,008cm/s2 ở nhiệt độ 360C, hệ số Renol cho chế độ chảy tầng Re= 2332,5 Hệ số khơng thứ nguyên a= 79 Hệ số sức cản dọc đường chảy khơng áp: λ= 0,163 Độ dốc của máng là: i = Chọn độ dốc là 0,1% xung quanh mỗi máng bố trí 2 thanh răng cưa cĩ chiều dài 8m, bề dày 2mm, khoảng 500mm bố trí một đinh ốc cố định. Chiều cao một răng cưa là 70mm Đoạn vát của đỉnh răng cưa là 50mm Chiều cao của cả thanh là 160mm Khoảng cách giữa hai đỉnh răng cưa là 60mm Nước được đưa qua Aerotank với 2 đường ống nhựa PVC cĩ đường kính: 100mm. Nước tự chảy từ UASB qua Aerotank Tính lượng bùn cần cho vào thời điểm ban đầu Theo tiêu chuẩn thì lượng bùn trong bể phải đạt 31 – 37,5Kg/m3. Chọn nồng độ bùn ban đầu là Cr = 35Kg/m3 Lượng bùn nuơi cấy cho vào bể: Thể tích ngăn phản ứng của bể UASB: Vr = Vb – V = 528 – 2,14*12*8 = 322m3 Lượng bùn khơ cho vào bể là: Gb = Vr* Cr = 322*35 = 11270Kg Loại bùn được lấy cho vào bể là bùn được láy từ bể phân hủy phân gia súc cĩ độ ẩm 80%, khối lượng riêng ρ=1,1Kg/l. như vậy lượng bùn ướt cho vào bể ban đầu là: Vb = Lượng bùn sinh ra trong bể hằng ngày: Lượng bùn sinh ra dao động trong khoảng 0,05 – 0,1Kgbùn/KgCODbịkhử. Chọn là 0,07Kgbùn/KgCODbịkhử Do vậy lượng bùn sinh ra hằng ngày là: Gs= 327,8*0,07= 22,95 Kgbùn/ngày. Bằng cách lấy bùn ở những tầng bùn khác nhau, ta cĩ thể kiểm sốt được hoạt động của bể và quyết định khi nào cần xả bùn khỏi bể. Ống thu bùn Bố trí ba ống thu bùn dọc theo chiều dài bể và cách đáy bể 0.1m, sau đĩ 3 ống thu bùn sẽ được dẫn chung vào một đường ống cĩ Φ=100mm đưa bùn qua hố nén bùn. Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí; Lượng khí sinh ra đối với 1KgCODbịkhử là 0,5m3. vậy lượng khí sinh ra trong một ngày là: Vkhí = 0,5*3278 = 1639m3/ngày. Khí mêtan sinh ra khi 1KgCOD bị khử là 0,33m3. lượng khí mêtan sinh ra trong một ngày là: Vmêtan = 0,33*3278 = 1082m3 Mỗi đơn nguyên ta sẽ bố trí 4 ống thu khí nằm ở đáy phễu cách mặt nước khoảng 0,3m. Do đĩ ta cĩ tất cả 16 ống thu khí tại 16 điểm thu khí, khí ở tất cả các ống thu khí được dẫn về 2 ống thu khí chạy song song dọc theo chiều dài bể và về thùng chứa khí (được tách khí làm năng lượng cho lị hơi hoặc đốt bỏ). Ống thu khí: Vận tốc khí trong ống thu khí dao động từ 10 – 15m/s, chọn vận tốc khí là 10m/s khi đĩ đường kính ống thu khí là: Φ= Chọn đường kính ống là 15mm - Chọn 2 ống thu khí lớn cĩ đường kính 40mm Tất cả đều bằng thép. 2.5. Bể Aerotank. Nhiệm vụ. Là thiết bị chủ yếu để xử lý COD, BOD trong dịng thải bằng hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. Giảm một số tác nhân ơ nhiễm khác trong dịng thải như TSS, các muối SO42-, NO3-... Bể Aerotank cĩ quá trình cấp khí nhằm cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình hoạt động của các 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. Sản phẩm phân hủy sinh học là khí CO2, H2O và bùn hoạt hĩa (sinh khối). Tính tốn. Hiệu quả xử lý ở UASB là 75% nên: COD vào Aerotank là 25%*2185 = 547mg/l BOD5 vào Aerotank là 15%*1330 = 200mg/l SS vào Aerotank là 119mg/l Yêu cầu COD sau xử lý <100mg/l và BOD5 =50mg/l Nhận thấy BOD5 đầu vào là Aerotank 200mg/l là khơng quá cao so với giới hạn nên khơng cần tuần hồn nước để pha lỗng nước. như vậy lượng nước cần xử lý là Q= 2000m3/ngàyđ = 83,33m3/h. Các thơng số thiết kế Aerotank là: BOD5 đầu vào 200mg/l BOD5 đầu ra 50mg/l Nhiệt độ nước thải 360C Hệ số sản lượng bùn: Y = 0,6mgVSS/mgBOD5 Hệ số phân hủy nội bào: Kd = 0,06ngày-1 Tỉ số khối lượng cơ chất trên khối lượng bùn hoạt tính (biểu hiện mối quan hệ của tải trọng với trạng thái trao đổi chất của hệ thống): F/M=0,2 – 0,4kgBOD5/kgMLVSSngày. Thời gian lưu bùn θc=10ngày (tc: 5 – 15ngày) Tỉ số giữa chất lơ lững bay hơi và chất rắn lơ lững trong hỗn hợp bùn hoạt tính là MLVSS/MLSS: 0,8 Nồng độ bùn tuần hồn: 10000mgSS/l =8000mgVSS/l Tải trọng hữu cơ: 0,31 – 0,5KgBOD5/m3ngày Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank: X=2500mgVSS/l BOD5 =0,68COD Tốc độ tiêu thụ chất nền cựa đại k= 2- 10ngày-1 [ 5ngày-1] Giả sử cặn lơ lững đầu ra SS=20mg/l chứa 65% cặn hữu cơ cĩ thể phân hủy sinh học và 80% là VSS Tính tốn BOD5ra = BOD5 hịa tan trong nước ở đầu ra + BOD5 của chất lơ lững ở đầu ra. BOD5 của chất lơ lững ở đầu ra tính như sau: Phần cĩ thể phân hủy sinh học ở đầu ra: 0,65*20 = 13mg/l Cặn hữu cơ tính theo COD: 13*1,42*0,8 = 21mg/l [ Lượng BOD20 khi bị khử thành cặn tăng lên 1,42 lần (1mgBOD20 hay (COD) bị khử tiêu thụ 1,42mgO2)] BOD5 cĩ trong cặn lơ lững ra khỏi bể lắng là; 0,68*21 = 14,25mg/l BOD5 hịa tan trong nước ở đầu ra là: 50 – 14,25 = 35,75mg/l Hiệu quả xử lý của Aerotank theo BOD hịa tan là: E = Thể tích Aerotank V = Thời gian lưu nước t = thời gian lưu nước t = 6h Kích thước bể Chiều cao hữu ích của bể 4m Chiều cao bảo vệ 0,5m Chiều cao tổng H = 4 + 0,5 = 4,5m B:H = 2:1 → Chiều rộng B = 9m Chiều dài L = 12,5m Tính tốn lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày Hệ số sản lượng bùn quan sát Yb = Sản lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày Lượng bùn xả mỗi ngày Xr = 0,7*13 là lượng cặn bay hơi cĩ trong tổng cặn hữu cơ (0,7 tỉ lệ lượng cặn khơng tro cĩ trong tổng cặn hc) XT = 0,7*10000 = 7000mg/l lượng cặn bay hơi cĩ trong cặn tuần hồn. Thời gian tích lũy cặn (tuần hồn lại tồn bộ) khơng xả cặn ban đầu là: Thực tế sẽ dài hơn 3 – 4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong bể thì hiệu quả xử lý ở thời gian đầu thấp và lượng bùn sinh ra sinh ra ít hơn lượng bùn ban đầu Abùn. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì hàm lượng bùn sinh ra hằng ngày: B = Qxả*10000 = 130000g/ngày = 130Kg/ngày. Trong đĩ cặn bay hơi B’ = 0,7*130 = 91Kg/ngày Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng B’’ = Q*Xr = 2000*0,7*13 = 18200g/ngày = 18,2Kg/ngày Vậy tổng cặn sinh ra là: B’ + B’’ = 91 + 18,2 = 109,2Kg/ngày tương đương với Ab = 123,2Kg/ngày Lưu lượng bùn tuần hồn QT Ta cĩ: QT*XT = (Qv + QT)*X → QT = Qv*0,5555 = 2000*0,5555 = 1111m3/ngày Xác định lượng khơng khí cần cấp cho Aerotank, số thiết bị cấp khí và ống dẫn khí Lượng BODL cần xử lý mỗi ngày là: Lượng oxy yêu cầu theo lý thuyết: Thể tích khơng khí theo yêu cấu là: Giả sử hiệu quả vận chuyển oxy của thiết bị thổi khí là 8%, hệ số an tồn khi sử dụng trong thực tế là 2. Lượng khơng khí yêu cầu theo lý thuyết (khơng khí chứa 23,2%Oxy theo trọng lượng và trọng lượng riêng của khơng khí ở 200C là 0,0118KN/m3 = 1,18Kg/m3) Lượng khơng khí yêu cầu đối với hiệu suất vận chuyển khí là 8%: Lượng khơng khí thực tế: Qtt = Q’kk*2 = 14073,9*2 =28147,8m3/ngày = 0,325m3/s Áp lực và cơng suất của hệ thống nén khí Chọn thiết bị cấp khí cĩ dạng tấm xốp, hình vuơng, làm bằng ơxít nhơm trộn với keramit, đá thạch anh, than cốc, bakelit và bột thủy tinh rồi nung chảy. Kích thước lỗ cho bọt khí trung bình là d từ 2 – 5mm [chọn 4mm] Diện tích các tấm xốp chiếm khoảng 6-10% diện tích đáy bể [chọn 8%] Diện tích các tấm xốp: Stấmxốp = 8%*12,5*9 = 9m2 Chọn kích thước của mỗi tấm xốp là 0,3*0,3*0,04m Khi đĩ số tấm xốp cần lắp là N=9/0,3*0,3 = 100tấm Trung bình 12,5*9/100 = 1,125m2 sẽ lắp một tấm xốp. Cách bố trí: Bố trí như hình vẽ Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo cơng thức: Hct = hd + hc + hf + H Trong đĩ: hd: tổn thất áp lực do masát suốt chiều dài đường ống(m) hc: tổn thất áp lực cục bộ(m) hf: tổn thất qua thiết bị phân phối(m) H: chiều sâu hữu ích của bể 4m hd + hc ≤ 0,4m và hf ≤ 0,5m Hct = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m Áp lực khơng khí là: Cơng suất của máy nén khí là: Tính tốn đường ống dẫn khí Đường ống phân phối khí chính Chọn vận tốc khí Vk = 15m/s Chọn ống sắt tráng kẽm cĩ D=170mm Từ ống chính phân thành hai ống phụ: Lấy d1 = 120mm Trên mỗi ống phụ phân thành 10 ống nhánh Lấy d2 = 40mm Kiểm tra vận tốc khí trên các ống Ống chính: 1 Ống phụ: 1 Ống nhánh: Ta thấy tất cả đều thuộc khoảng 10 – 15m/s. Tính tốn ống dẫn nước và ống tuần hồn bùn vào bể: ống dẫn nước: chọn ống làm bằng nhựa PVC cĩ đường kính 175mm ống dẫn bùn tuần hồn: Chọn ống dẫn bùn làm bằng sắt tráng kẽm cĩ kích thước 35mm Tĩm tắt chi tiết Aerotank STT THƠNG SỐ GIÁ TRỊ 1 Chiều dài 12,5m 2 Chiều rộng 9m 3 Chiều cao cơng tác 4m 4 Chiều cao dự trữ 0,5m 5 Chiều cao xây dựng 4,5m 6 Thời gian lưu nước 6h 7 Lưu lượng bùn tuần hồn 1111m3/ngày 8 Đường kính ống dẫn nước 175mm 9 Đường kính ống tuần hồn bùn 35mm 10 Số đĩa phân phối khí 90 11 Ống dẫn khí Đường kính ống chính Đường kính ống nhánh 1 Đường kính ống nhánh 2 170mm 120mm 54mm Thơng số chỉ tiêu ơ nhiểm đầu ra BOD 36mg/l COD 98,5mg/l 2.6. Bể lắng 2. Nhiệm vụ. Taị đây các bông bùn hoạt tính lắng theo trọng lực xuống đáy bể Thanh gạt bùn quay quanh bể có nhiệm vụ: - Đưa bùn lắng vào tâm bể và bùn này chảy bằng trọng lực sang hố bùn hồi lưu. - Gom bọt trên bề mặt bể đưa về hố gom bọt. Bọt này chảy về hố gom nước. Tính tốn. Diện tích mặt bằng bể lắng: Trong đĩ: α : hệ số tuần hồn α = Q/QT =0,5555 Nồng độ bùn hoạt tính trong aerotank: C0 = X/0,8 = 3125g/m3 Nồng độ bùn trong dịng tuần hồn: CT = 10000mg/l Vận tốc lắng của mặt phân chia VL(m/h) phụ thuộc vào nồng độ cặn CL và tính chất của cặn. Nếu tính cả diện tích buồng phân phối trung tâm thì: Fbể = 1,1*115,73 = 127,3m2 Dbể = 12,73m Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0,25*12,73 = 3,18m Diện tích buồng phân phối trung tâm là: Diện tích vùng lắng là: Flắng = Fbể - F0 = 127,3-7,94 = 119,36m2 Tải trọng thủy lực của bể a = Q/Flắng = 2000/119,36 = 16,76m3/m2ngày Vận tốc nước dâng trong bể: Vn = a/24 = 16,76/24 = 0,7m/h Máng thu nước đặt ở đường trịn cĩ đường kính: dmáng = 0,8*D = 0,8*12,73 = 10,18m chiều dài máng thu nước: Lmáng = 3,14*10,18 = 31,97m Tải trọng thu nước trong một mét chiều dài máng là: aL = Q/Lmáng = 2000/31,97 = 65,56m3/mdài ngày <125 Nước được chảy qua tấm xẻ chữ V để vào máng thu nước. Chọn khe chữ V cao 15cm, đáy chữ V 10cm và khoảng cách giữa các đỉnh chữ V là 20cm. Tải trọng bùn Chọn chiều cao bể H = 4m Chiều cao dự trữ: h1 = 0,3m Chiều cao phần nước trong: h2 = 1,5m Chiều cao phần chĩp đáy cĩ độ dốc 2% về tâm: h3 = 0,02*12,73/2 = 0,3m Chiều cao phần chứa bùn: h4 = H – (h1 + h2 + h3) =4 – (0,3 + 1,5 + 0,3) =2,07m Chiều cao ống trung tâm htt =60%*3,5 = 2,1m đường kính ống trung tâm dtt=0,16*D = 0.16*12.73 = 2,03m [chọn là 2.2m] Thể tích phần chứa bùn: Vbùn = Fbể*h4 = 127,3*2,07 = 263,51m3 Nồng độ bùn trung bình: 0 Lượng bùn trong bể lắng: Gbùn = Vbùn*Ctb = 263,51*7,5 = 1976,33kg Lượng bùn cần thiết trong bể aerotank Gcần = V*C0 = 493*2500/0,8 = 1540,625Kg Thời gian lưu nước trong bể lắng Dung tích bể lắng là : V = (H – h1)*F = 3,7*127,3 =407 m3 Thời gian lưu nước trong bể lắng là: Trong đĩ: Thời gian lắng : tlắng = Vlắng/Q = 1,5*119,36/2000 = 0,09ngày = 2,15h Thời gian cơ đặc cặn: Đường kính ống dẫn nước vào Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính 175mm Đường kính ống xả bùn Chọn đường ống làm bằng sắt tráng kẽm cĩ đường kính 27mm Tĩm tắt chi tiết thiết kế bể lắng 2 STT THƠNG SỐ GIÁ TRỊ 1 Chiều cao bể 4m 2 Đường kính bể 12,73m 3 Đường kính buồng phân phối trung tâm 3,18m 4 Chiều cao ống phân phối trung tâm 2,1m 5 Thời gian lưu nước 3,6h 6 Đường kính vịng trịn đặt máng 10,18 7 Đường kính ống dẫn nước vào bể 175mm 8 Đường kính ống xả bùn 27mm BƠM TUẦN HỒN BÙN VÀ BƠM BÙN QUA BỂ NÉN BÙN Bơm bùn tuần hồn Giả sử HP = 5m thì cơng suất của bơm là: cơng suất thực là:1,2*N=0,94KW chọn bơm 1,2HP Bơm bùn qua bể nén bùn Coi như bể nén bùn và bể lắng 2 gần nhau, ta chọn Hp = 4m Cơng suất bơm là: Cơng suất thực là:1,2*0.0085=0.01KW Chọn bơm 0,02HP 2.7. Bể khử trùng. Nhiệm vụ. Bể tiếp xúc cĩ chức năng tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra mơi trường. Tính tốn. Liều lượng Clorine khử trùng dùng cho nước thải sau xử lý sinh học là 3 – 10mg/l Chọn liều lượng clo là a = 3mg/l Thời gian tiếp xúc là t =15phút ( tc: 15 – 30phút) Thể tích bể là: V = Q*t = 83,33*0,25= 20,83m3 Chọn vận tốc nước chảy trong bể là v = 3m/phút Tiết diện ngang của bể tiếp xúc là: S = Q/v =83,33/3*60=0,46m2 Giả sử chiều sâu của bể là H = 0,6m thì chiều rộng của bể: B = 0,46/0,6 =0,77m [lấy 0,8m] Do đĩ chiều dài của bể là L=V/B*H = 20,83/0,8*0,6 = 43,4m [lấy 45m] Kiểm tra tỉ số L/B = 45/0,8 = 56,25 > 10 đạt yêu cầu. Để giảm chiều dài xây dựng ta xây bể tiếp xúc thành 5ngăn mỗi ngăn cĩ kích thước: L*B*H: 9*0,8*0,6m, chảy theo kiểu zích zắc. Lượng clo tiêu thu cho một ngày đêm là: Gclo = Q*a = 2000*3 = 6000g/ngàyđ = 6Kg/ngàyđ 2.8. Bể nén bùn trọng lực. Nhiệm vụ. Bùn dư ra khỏi bể UASB và bể lắng 2 cĩ độ ẩm cao, vì vậy trước khi dưa qua các cơng trình xử lý khác hoặc thải ra mơi trường, làm phân bĩn cần phải được đưa về độ ẩm thích hợp. Thiết bị khuấy chậm nằm trên đỉnh bể dùng để : - Thúc đẩy quá trình lắng bùn - Gom bùn vào tâm bể Sau khi được nén khoảng 24 giờ,bùn được xả ra sân phơi vì nếu để lâu hơn sẻ xảy ra quá trình yếm khí gây mùi hôi. Tính tốn. Lượng bùn sinh ra hằng ngày trong UASB: 22.95Kgbùn/ngày Lượng bùn bơm ra mỗi ngày là: Qb = Gs/0,75*Css = 22.95/0,75*30 = 1m3/ngày Hàm lượng cặn trong bùn: MSS = Gb*Css = 1*30 = 30KgSS/ngày. Bùn từ bể lắng 2 là 15m3/ngày Nồng độ VSS trong bùn là 8000mg/l Mb2 = 8*15 = 120Kg/ngày Tổng lượng bùn cho vào bể nén là: M = Mb1 + Mb2 = 30 + 120 = 150Kg/ngày Lưu lượng bùn vào bể chứa là Qnén = 1 + 15 = 16m3/ngày. Với tải trọng riêng của hỗn hợp bùn a: 50 – 70KgSS/m2 ngày Chọn a = 60KgSS/m2ngày Diện tích bể nén bùn là F = M/a = 150/60 = 2.5m2 Diện tích bề mặt ống trung tâm: Đường kính của bể nén bùn Đường kính ống trung tâm d=16%D=0,16.1.8=0,3m Chọn chiều cao vùng nước trong và vùng vào là h=2m Chọn chiều cao vùng nén bùn là hnén=1m Chọn chiều cao bảo vệ là hbv=0,3m Vậy chiều cao bể nén bùn H=3,3m Thời gian lưu nước Chọn tg lưu là 13h Tại bể nén bùn đặt 1 bơm để bơm bùn về sân phơi bùn Chiều cao cột áp H= 1+ 3,3+0,3=4,6m Cơng suất của bơm Cơng suất thực tế của bơm Ntt=N.1,2=0,01.1,2=0,012KW Chọn bơm bơm 0,02HP 2.9. Sân phơi bùn Nhiệm vụ. Bùn sau khi nén được xả ra các sân phơi bằng trọng lực Mổi sân phơi được thiết kế vừa đủ cho một lần xả khoảng 0.5 m chiều cao, tương đương 36m3 bùn Thời gian phơi bùn từ 20 ~ 25 ngày ( phụ thuộc vào mùa trong năm) Bùn khô được lấy đi làm phân bón cho cây hoặc cải tạo các loại đất bạc màu. Tính tốn. Nồng độ bùn đưa vào sân phơi bùn là 5% được làm khơ đến nồng độ cặn là 25% tại sân phơi bùn. Trọng lựong bùn đưa vào sân phơi mỗi ngày là 150Kg Tỉ trọng dung dịch S = 1,02; tỉ trọng bùn khơ là 1,07 Sân phơi khơng cĩ mái che làm viẹc6 365 ngày/năm. Thể tích dung dịch bùn 5% đưa vào sân phơi mỗi ngày V = M/(S*P) = 0,150/(1,02*0,05) = 2.95m3chọn bề dày bùn 25% là 8cm. Sau 20 ngày 1m2 sân phơi được lượng cặn: G = V*S*P V= 1m2*0.08 = 0.08m3 G = 0.08*1.07*0.25 = 0.0214tấn = 21,4Kg/20ngày Lượng bùn cần phơi trong 20 ngày M = 20*150 = 3000kg Diện tích sân phơi: F = M/G = 3000/21,4 = 140m2 Tổng diện tích sân phơi bao gồm diện tích các ơ phơi, diện tích đường bao quanh, trạm bơm đưa nước về đầu khu xử lý Ftt = 1.5*140 = 210m2 Chia làm 20 ơ. Diện tích một ơ f = 210/20 = 10.5m2 ơ cĩ kích thước LxB: 3.5x3m Chiều cao thành sân phơi bùn H = h1 + h2 + h3 + h4 h1 chiều cao lớp sỏi 20cm h2 chiều cao lớp cát 20cm h3 chiều cao dung dịch bùn h3 = V/f = 10,17/36,375 = 0,28m = 28cmh4 chiều cao dự trữ 0,3m H = 20 + 20 + 28 + 30 = 98cm = 0,98m Vậy kích thước mỗi ơ phơi bùn là: LxBxH:3.5mx3mx1m 3. TÍNH KINH TẾ 3.1. Chi phí đầu tư xây dựng STT Tên cơng trình Thể Tích(m3) Số Lương Đơn giá(đồng VN) Thành tiền(Đồng VN) 1 Lưới chắn rác 1bộ 7.500.000 7.500.000 2 Bể điều hịa 70 1 1.500.000 105.000.000 3 Hố thu 5,69 1 1.500.000 8.544.000 4 Bể UASB 66 1 1.500.000 99.000.000 5 Bể AEROTANK 64 1 1.500.000 96.000.000 6 Bể lắng 2 60 1 1.500.000 90.000.000 7 Bể nén bùn 9,76 1 1.500.000 14.505.000 8 Sân phơi bùn 41 1 1.500.000 61.500.000 9 Bể khử trùng 11,488 1 1.500.000 17.232.000 10 Thiết bị lọc 3cái 15.000.000 45.000.000 11 Nhà điều khiển 1 100.000.000 100.000.000 12 Hệ thống lan can, cầu thang 24.000.000 24.000.000 Tổng cộng 644.305.000 Bảng: Giá vật liệu xây dựng Tên vật tư Chi tiết Số lượng Đơn giá Thành tiền Bơm nhúng chìm từ hố thu sang bể điều hịa H = 7m Q = 41.16 m3/h N = 1.02 kw = 1.37 HP 2 4.320.000 8.640.000 Bơm nhúng chìm hút bùn H = 4.6m Q=0,62m3 N=0.02HP 2 8 000 000 16 000 000 Bơm nhúng chìm từ bể điều hịa H=8m Model: 50PU 2.4, 0.4KW Xuất xứ: Japan 1 4.500.000 4.500.000 Bơm đinh lượng 2 450000 9.000.000 Đường ống D49-27 (Ống dẫn bùn, ống dẫn nước thải, ống dẫn khí) 60.000.000 60.000.000 Hệ thống điện động lực và chiếu sáng 50 000 000 50 000 000 Máy thổi khí (phụ kiện:ống giảm thanh hút đẩy, van 1 chiều,đồng hhồ áp lực, cuaro, khớp nối mềm, khung đế) Model RSR 8K, 5,5KW Xuất xứ: Nhật Bản 2 36.000.000 72.000.000 Bồn chứa hĩa chất PVC 3 800.000 2.400.000 Tấm chặn váng bọt 2 1.000.000 2.000.000 Máng tràn răng cưa 2 1.000.000 2.000.000 Giàn gạt cặn 1 35.000.000 35.000.000 Mơtơ kéo giàn gạt cặn bể lắng 2 1 30.000.000 30.000.000 Ống phân phối trung tâm bể lắng 2 1 1.700.000 1.700.000 Máng thu váng nổi bể lắng 2 2 1.500.000 3.000.000 Cánh khuấy bể điều hịa 2 11.000.000 22.000.000 Tủ điều khiển 1 23.000.000 23.000.000 Tổng cộng 341.240. 000 Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy mĩc 10 năm đồng/năm 3.2. Chi phí vận hành trạm. Lượng hố chất sử dụng Chi phí cho dung dịch H2SO4 để trung hịa nước thải 0.028l/h*24h/ngày*365*8.500đ/l=2.084.880 đồng/năm Chi phí cho dung dịch NaOH để trung hịa nước thải 0.1l/h*24*365*14.000đ/l=12.264.000 đồng/năm Chi phí cho dung dịch Clo lỏng 0.003kg/m3*2000*365*4000đ/kg=8.760.000 đồng/năm Tổng chi phí hĩa chất cho 1 năm Thc=2.084.880+12.264.000+8.760.000=23.108.880 đồng/năm 3.3. Chi phí điện năng Lượng điện tiêu thụ trong ngày theo dự tính: 700KW Giá điện cho sản xuất cơng nghiệp: 2500đ/KW Tđ= 700*365*2500 =638.750.000 đồng/năm Chi phí quản lý vận hành Chi phí cơng nhân Máy vận hành cụm cơng nghiệp liên tục chia làm 2 ca; mỗi ca 1 người. Lương cơng nhân : 2.000.000đ/tháng Lương cán bộ kỹ thuật: 3.500.000đ/tháng Tổng chi phí nhân cơng: Tcn= 48.000.000+42.000.000= 90.000.000 đồng/năm Chi phí sữa chữa nhỏ Chi phí sửa chữa nhỏ ước tính bằng 1% tổng chi phí đầu tư vào cơng trình xử lý Tsc=0.01*66.339.250=663.392.5 đồng/năm Tính giá thành chi phí xử lý 1m3 nước thải T = Tv + Tcn + Tđ + Thc + Tsc =66.339.250+90.000.000+638.750.000+23.108.880+663392.5=818.861523đồng/năm Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải đồng/m3