Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY BIA HÀ NỘI – QUẢNG BÌNH SVTH: Phí Mạnh Tiến Lớp: 01MT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 1 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ......................................... 6 I. CƠ SỞ HẠ TẦNG ............................................................................................. 6 1.1. Sơ đồ công nghệ đang lắp đặt bao gồm ...................................................... 7 1.1.1. Hệ thống xay nghiền........................................................................... 7 1.1.2. Hệ thống nấu ...................................................................................... 7 1.1.3. Hệ thống tank lên men........................................................................ 8 1.1.4. Hệ thống thiết bị sản xuất men ........................................................... 8 1.1.5. Máy lọc bia ......................................................................................... 8 1.1.6. Hệ thống tank chứa bia thành phẩm ................................................... 8 1.1.7. Hệ thống chiết bia hơi ........................................................................ 8 1.1.8. Hệ thống hoàn thiện sản phẩm ........................................................... 8 1.2. Sơ lƣợc quá trình sản xuất ........................................................................ 11 1.2.1. Xay nghiền ....................................................................................... 11 1.2.2. Nấu ................................................................................................... 11 1.2.3. Lên men ............................................................................................ 11 1.2.4. Lọc trong bia .................................................................................... 12 1.2.5. Chiết chai và hoàn thiện sản phẩm ................................................... 12 1.3. Nhân lực lao động và chế độ làm việc ..................................................... 12 1.4. Hệ thống giao thông vận tải ..................................................................... 13 II. VẤN ĐỀ CUNG CẤP NGUYÊN, NHIÊN LIỆU ........................................... 14 2.1. Cung cấp điện ........................................................................................... 14 2.2. Cung cấp hơi ............................................................................................. 14 2.3. Cung cấp lạnh ........................................................................................... 14 2.4. Cung cấp khí nén ...................................................................................... 14 2.5. Cung cấp nguyên liệu ............................................................................... 15 III. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ......................................................................... 16 3.1. Vị trí địa lý................................................................................................ 16 3.2. Điều kiện khí hậu...................................................................................... 16 3.2.1. Chế độ nhiệt ...................................................................................... 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 2 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2.2. Bức xạ mặt trời ................................................................................. 17 3.2.3. Chế độ mƣa ẩm ................................................................................. 17 3.2.4. Chế độ gió ........................................................................................ 18 3.3. Điều kiện địa hình, địa chất ...................................................................... 19 IV. HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG TẠI KHU VỰC CÔNG TY ......................... 20 4.1. Hiện trạng môi trƣờng không khí ............................................................. 20 4.2. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc ..................................................................... 20 4.3. Hiện trạng môi trƣờng sinh thái ............................................................... 21 CHƢƠNG II. HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ......................................... 22 I. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY KHI CHƢA CÓ DỰ ÁN NÂNG CẤP DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. ........................................................................................ 22 1.1. Nƣớc thải sinh hoạt................................................................................... 22 1.2. Nƣớc thải sản xuất .................................................................................... 23 1.3. Nhận xét.................................................................................................... 24 II. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SAU KHI LẮP ĐẶT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỚI .............................................................................................................. 24 2.1. Nƣớc thải sinh hoạt................................................................................... 24 2.2. Nƣớc thải sản xuất .................................................................................... 25 2.3. Nƣớc mƣa chảy tràn ................................................................................. 28 2.4. Nhận xét.................................................................................................... 28 CHƢƠNG III. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG KHÁC....................................... 29 I. MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ ......................................................................... 29 1.1. Khí thải ..................................................................................................... 29 1.2. Bụi ............................................................................................................ 29 1.3. Tiếng ồn .................................................................................................... 29 II. CHẤT THẢI RẮN ........................................................................................... 30 2.1. CTR sinh hoạt ........................................................................................... 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 3 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2.2. CTR sản xuất ............................................................................................ 30 III. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÕNG CHỐNG SỰ CỐ ........... 30 IV. CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ QUAN TRẮC MÔI TRƢỜNG ............... 30 4.1. Các biện pháp quản lý môi trƣờng ........................................................... 30 4.2. Các biện pháp quan trắc môi trƣờng ........................................................ 31 CHƢƠNG IV. THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI ................................... 32 I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .................................................................................... 32 1.1. Lƣu lƣợng nƣớc thải ................................................................................. 32 1.2. Mức độ làm sạch cần thiết của nƣớc thải ................................................. 35 1.2.1. Hiệu suất xử lý BOD5 ....................................................................... 35 1.2.2. Hiệu suất xử lý SS ............................................................................ 36 II. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ....................................................................................................................... 36 2.1. Lựa chọn phƣơng án xử lý ....................................................................... 36 2.1.1. Các thông số liên quan ..................................................................... 36 2.1.2. Phƣơng án xử lý ............................................................................... 36 2.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý .......................................................... 37 2.2.1. Phƣơng án I: xử lý nƣớc thải kết hợp kị khí và hiếu khí .................. 37 2.2.2. Phƣơng án II: xử lý sinh học hai bậc ................................................ 38 III. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ, PHƢƠNG ÁN I ........................ 39 3.1. Song chắn rác ........................................................................................... 39 3.1.1. Nhiệm vụ song chắn rác ................................................................... 39 3.1.2. Tính toán kích thƣớc song chắn rác ................................................. 39 3.1.3. Cấu tạo song chắn rác ....................................................................... 41 3.2. Bể điều hoà lƣu lƣợng .............................................................................. 42 3.2.1. Nhiệm vụ bể điều hoà ....................................................................... 42 3.2.2. Tính toán kích thƣớc bể điều hoà ..................................................... 42 3.2.3. Tính toán công suất máy nén khí ..................................................... 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 4 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2.4. Cấu tạo bể điều hoà .......................................................................... 48 3.3. Bể UASB .................................................................................................. 49 3.3.1. Cơ sở chọn phƣơng án ...................................................................... 49 3.3.2. Tính toán thiết kế bể UASB ............................................................. 49 3.3.3. Tính toán lƣợng khí mêtan sinh ra ................................................... 52 3.3.4. Tính toán dàn ống phân phối nƣớc vào ............................................ 52 3.3.5. Tính toán lƣợng bùn sinh ra ............................................................. 52 3.3.6. Cấu tạo bể UASB ............................................................................. 53 3.4. Bể Aeroten ................................................................................................ 55 3.4.1. Cơ sở lựa chọn phƣơng án ................................................................ 55 3.4.2. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn ............................. 55 3.4.3. Cấu tạo bể aeroten ............................................................................ 62 3.5. Bể lắng ...................................................................................................... 64 3.5.1. Cơ sở lựa chọn phƣơng án ................................................................ 64 3.5.2. Tính toán thiết kế bể lắng đứng ........................................................ 64 3.5.3. Cấu tạo bể lắng đứng ........................................................................ 66 3.6. Bể mêtan ................................................................................................... 69 3.6.1. Lƣợng bùn dẫn đến bể mêtan ........................................................... 69 3.6.2. Cấu tạo bể mêtan .............................................................................. 71 IV. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI PHƢƠNG ÁN II 72 4.1. Song chắn rác ........................................................................................... 72 4.2. Bể điều hoà ............................................................................................... 73 4.3. Bể lắng đợt I ............................................................................................. 73 4.3.1. Nhiêm vụ bể lắng I ........................................................................... 73 4.3.2. Thính toán thiết kế bể lắng đứng I ................................................... 74 4.4. Bể aeroten bậc I ........................................................................................ 76 4.4.1. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn ............................. 76 4.4.2. Cấu tạo bể aeroten ............................................................................ 82 4.5. Bể lắng II bậc I ......................................................................................... 82 4.6. Bể aeroten bậc II ....................................................................................... 83 4.7. Bể lắng II bậc II ........................................................................................ 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 5 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 4.8. Bể mêtan ................................................................................................... 86 4.8.1. Lƣợng bùn dẫn đến bể mêtan ........................................................... 86 4.8.2. Cấu tạo bể mêtan .............................................................................. 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 6 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I. CƠ SỞ HẠ TẦNG Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình trƣớc đây là nhà máy bia rƣợu Quảng Bình đi vào sản xuất từ đầu năm 1992 công suất sản xuất ban đầu là 1 triệu lít/năm với công nghệ sản xuất bia của Tiệp Khắc mang nhản hiệu bia Sládek. Thời gian đầu khi mới bƣớc vào sản xuất, hoạt động nhà máy gặp phải nhiều khó khăn đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ và thị trƣờng nên sản lƣợng sản xuất còn rất thấp, mức độ tiêu thụ còn hạn chế. Sau một thời gian hoàn chỉnh công nghệ, ổn định chất lƣợng sản phẩm, tăng cƣờng khai thác và mở rộng thị trƣờng, đến cuối năm 1993 sản lƣợng sản xuất của nhà máy không còn đáp ứng đủ cho nhu cầu tiêu thụ của thị trƣờng. Trƣớc thực tế đó, công ty đã từng bƣớc nâng công suất lên 1,5 triệu lít/ năm rồi 5 triệu lít/năm. Sản phẩm chủ yếu là bia hơi, phục vụ cho thị trƣờng trong và ngoại tỉnh. Tuy nhiên thị trƣợng tiêu thụ ngày càng rộng, nhu cầu tiêu thụ ngày càng nhiều trong khi nhà máy chỉ sản xuất bia hơi phục vụ trong thời gian hè mà nhu cầu tiêu thụ của thị trƣờng quanh năm. Vì vậy công ty đang đầu tƣ xây dựng một dây chuyền sản xuất bia hiện đại, đồng bộ để xản suất bia chất lƣợng cao với công suất đƣợc nâng từ 5 triệu lít/năm lên 20 triệu lít/năm. Trong đó có 5 triệu lít bia hơi và 15 triệu lít bia chai. Với thƣơng hiệu bia Hà Nội vốn đã rất nổi tiếng trong cả nƣớc, đặc biệt là khu vực phía Bắc. Với dự án nâng cấp công suất của công ty bia sẻ đƣa lại nhiều lợi ích về kinh tế xã hội trong tƣơng lai cho khu vực này nhƣ nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp, tăng mức nộp ngân sách cho nhà nƣớc, giải quyết công ăn việc làm, tăng thu nhập cho ngƣời lao động, gián tiêp tạo ra các công ăn việc làm thông qua các hoạt động dịch vụ, vận tải… Mặt bằng công ty cổ phần bia bao gồm: – Nhà hành chính – Nhà nấu bia Sládek – Phân xƣỡng hoàn thiện, chiết chai – Nhà nấu bia – Khu lên men, lọc bia ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 7 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Kho thành phẩm – Nhà đạt máy lạnh, máy nén khí – Nhà đặt lò hơi – Bể nƣớc sạch – Trạm điện – Nhà bỏa vệ – Nhà xe – Kho nguyên liệu – Khu đất dự kiến xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải – Hồ xử lý nƣớc thải tùy nghi Tổng diện tích mặt bằng là: 22.313m2 . 1.1. Sơ đồ công nghệ đang lắp đặt bao gồm 1.1.1. Hệ thống xay nghiền – Máy nghiền malt kiểu lô, công suất 1tấn/giờ. – Hệ thống phểu chứa, vít tải, gàu tải. 1.1.2. Hệ thống nấu – Điều khiển bán tự động. – Thể tích dịch lạnh: 7500lít/mẻ. – Số mẻ nấu: 12 mẻ/ngày. – Hiệu suất thu hồi: 97% – Các thiết bị bao gồm:  Nồi hơi hóa 2 cái: 4,2 m3  Nồi đƣờng hóa, 2 cái: 9,0 m3  Nồi lọc bã, 2 cái: 11,1 m3  Nồi trung gian, 1 cái: 9,0 m3  Nồi hublon hóa, 2 cái: 12,4 m3  Thùng lắng xoáy, 1 cái: 9,8 m3  Thiết bị làm lạnh nhanh,1 cái: 10,0 m3  Hệ thống CIP nấu, 3 cái: 1,8 m3  Thùng nƣớc lạnh 20C, 1 cái: 28,0 m3  Thùng nƣớc nóng 800C, 1 cái: 28,0 m3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 8 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng  Thùng nƣớc nấu bia, 1 cái: 30.0 m3 1.1.3. Hệ thống tank lên men – Điều khiển bán tự động. – Số mẻ nấu vào 1 tank: 7 mẻ – Thể tích tank lên men: 52.000lít/63.000lít – Số lƣợng tank: 30 tank Thời gian sử dụng cho một chu kỳ lên men bia chai Hà Nội là 20 ngày (lên men 18 ngày, 1 ngày nấu tank, 1 ngày lọc và vệ sinh tank). mổi tháng mổi tank lên men 1,5 chu kỳ. 1.1.4. Hệ thống thiết bị sản xuất men – Các tank nhân men, tank khuấy rửa men, tank nƣớc lạnh, tank bảo quản men đƣợc chế tạo trong nƣớc.  Tank nhân men loại 0,05m3: 2 cái  Tank nhân men loại 1,5m3: 1 cái  Tank nhân men loại 6,0m3: 1 cái  Tank bảo quản men loại 4m3: 3 cái  Tank bảo quản men loại 1m3: 3 cái – Hệ thống đƣờng ống, bơm men, phụ kiện, vật tƣ đƣợc nhập ngoại. 1.1.5. Máy lọc bia – Máy lọc công suất 10.000lít/giờ, có thiết bị đo độ đục tự động, thiết bị tự động điều chỉnh CO2 – Thời gian lọc của 1 tank lên men: 5giờ 1.1.6. Hệ thống tank chứa bia thành phẩm – Gồm 2 tank x 55.000lít – Điều khiển bán tự động – Hệ thống CIP cho tank thành phẩm và máy chiết bia 1.1.7. Hệ thống chiết bia hơi Sử dụng máy rửa, chiết két đƣợc sản xuất trong nƣớc, có công suất 60két/giờ 1.1.8. Hệ thống hoàn thiện sản phẩm – Chọn hệ thống thiết bị công suất 10.000 chai/giờ. – Hệ thống thiết bị bao gồm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 9 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng  Máy rửa chai  Máy chiết rót  Máy đóng nút (có thiết bị kiểm tra mức và nắp chai tự động)  Máy thanh trùng  Máy dán nhãn )thiết bị kiểm tra nhãn tự động)  Máy in phun hạn sử dụng lên nhãn  Máy gắp chai thành phẩm tự động vào két  Băng tải chai  Băng tải két ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 10 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Sơ đồ công nghệ sản xuất bia của công ty hiện tại đang lắp đặt với công suất 20 triệu lít/măn bao gồm: Traïm XLNT Hoà hoùa Ñöôøng hoùa Loïc dòch ñöôøng Houblon hoùa Laéng caën Laøm laïnh nhanh Leân men Loïc bia Chieát chai Thanh truøng Daùn nhaõn Röûa chai Voû chai O2 + men Houblon Ñöôøng Gaïo Malt Baõ malt Baõ hoa Bia chai thaønh phaåm Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 11 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 1.2. Sơ lƣợc quá trình sản xuất 1.2.1. Xay nghiền Malt và gạo đƣợc loại bỏ tạp chất, sau đó đƣợc nghiền nhỏ nhờ hệ thống xử lý nguyên liệu. 1.2.2. Nấu Bột gạo và malt lót đƣợc đƣa vào hồ nồi hoá, bột malt đƣợc đƣa vào nồi đƣờng hoá qua cân định lƣợng. Sau đó cháo gạo đƣợc bơm vào nồi malt để tiến hành đƣờng hoá. tại đây nhờ emzim có sẳn trong malt chuyển hoá tinh bột và protêin thành đƣờng, axitamin và các chất hoà tan khác. kết thúc quá trình đƣờng hoá hoàn toàn, toàn bộ khối dịch đƣợc bơm sang nồi lắng lọc để thu hồi dịch đƣờng trong và loại bỏ bả. Dịch đƣờng trong đƣợc đƣa vào nồi huoblon hóa để thực hiện quá trình huoblon hóa (đun sôi dịch đƣờng với hoa huoblon) để tạo mùi vị cho bia. Tiếp theo, dịch đƣờng đƣợc bm nhanh sang thùng lắng xoáy để tách cặn hoa và những kết tủa tạo thành qua giai đoạn huoblon hóa. Dịch đƣờng đã lắng cặn đƣợc làm lạnh nhanh để giảm nhiệt độ xuống 8-100C (nhiệt độ tối ƣu để lên men), sục khí vô trùng, gây men và đƣa vào các tank lên men. 1.2.3. Lên men – Quá trình lên men đƣợc chia làm 2 giai đoạn: lên men chính và lên men phụ. – Giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, sự tiêu hao cơ chất diển ra mạnh mẻ. Một lƣợng lớn đƣờng đƣờng đƣợc chuyển hòa thành rƣợu và CO2, sản phẩm của quá trình này là bia non, đục, có mùi đặc trƣng nhƣng chƣa thích hợp cho việc sử dụng. Thời gian lên men chính là 7 ngày. – Giai đoạn tiếp theo, bia non đƣợc tiến hành lên men phụ và tàng trữ với nhiệt độ 0-10C. quá trình lên men này diển ra chậm, tiêu hao ít cơ chất, chủ yếu tạo ra hƣơng vị đặc trƣng, ổn định, lắng trong và bảo hòa CO2 cho bia. Thời gian lên men phụ từ 10-12 ngày, sản phẩm của quá trình lên men phụ là bia đƣợc bảo hòa CO2 có hƣơng thơm đặc trƣng và dể chịu nhờ quá trình sinh hóa đặc biệt diển ra ở điều kiện nhiệt độ thấp. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 12 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 1.2.4. Lọc trong bia Sau khi kết thúc quá trình lên men phụ, bia đƣợc lọc trong và bảo hòa lại lƣợng CO2 bị tổn thất 1.2.5. Chiết chai và hoàn thiện sản phẩm Bia trong đƣợc chiết vào chai, lon sau đó đƣợc đƣa qua quá trình thanh trùng để tăng thời gian sử dụng cho bia. 1.3. Nhân lực lao động và chế độ làm việc Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình với đội ngủ cán bộ công nhân viên có trình độ và kinh nghiệm của hơn 15 năm sản xuất kinh doanh bia trên thị trƣờng, đồng thời có sự hổ trợ của các cán bộ quản lý, chuyên gia kinh tế kỹ thuật của tổng công ty Bia-Rƣợu-NGK Hà Nội Tổng số cán bộ công nhân viên của công ty bao gồm: 170 ngƣời, trong đó: – Khối văn phòng: 67 ngƣời  Ban Giám đốc: 3 ngƣời  Phòng TV-KT (gồm cả thủ kho): 10 ngƣời  Phòng thị trƣờng và tiêu thụ sản phẩm: 29 ngƣời  Phòng kế hoạch, vật tƣ, XDCB: 3 ngƣời  Phòng TC-HC: 11 ngƣời  Phòng KT-CN: 5 ngƣời  Phòng men-KCS: 6 ngƣời – Khối sản xuất: 103 ngƣời  PXCĐ: 23 ngƣời  PX bia chai: 33 ngƣời  PX bia hơi: 10 ngƣời  PX HTSP: 37 ngƣời Công ty thực hiện chế độ sản xuất 3 ca/ ngày, 8 giờ/ca Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày. Số mẻ nấu trong ngày: 12 mẻ Thể tích mổi mẻ nấu: 7,5 m3 dịch lạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 13 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 1.4. Hệ thống giao thông vận tải Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình nằm sát Quốc lộ 1A, gần nhà ga xe lửu, gần sân bay đồng hới, hệ thống giao thông hết sức thuận tiện cho việc lƣu thông vận chuyển hàng hóa và giao dịch. Hiện tại công ty có : 3 xe vận tải loại 2,5 tấn 1 xe vận tải loại 1,25 tấn 1 xe vận tải loại 1,0 tấn Khi đầu tƣ nâng cấp công suất, công ty cần trang bị thêm 3 xe vận tải loại từ 1 đến 1,25 tấn. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 14 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng II. VẤN ĐỀ CUNG CẤP NGUYÊN, NHIÊN LIỆU 2.1. Cung cấp điện Nguồn điện cung cấp cho quá trình sản xuất bia của nhà máy đƣợc lấy tƣ lƣới điện 22kV nằm trên đƣờng F325. Nhu cầu phụ tải của nhà máy bao gồm: – Khu nấu: 160 kW – Khu lên men: 40 kW – Khu hoàn thiện sản phẩm: 120 kW – Khu máy lạnh: 400 kW – Khu lò hơi: 50 kW – Máy nén khí: 50 kW – Hệ thống chiếu sáng: 25 kW – Văn phòng và các sinh hoạt khác: 25 kW Tổng công suất: 870 kW 2.2. Cung cấp hơi Công ty hiện có 2 nồi hơi sử dụng dầu FO: – 1 nồi có công suất 1.500 kghơi/giờ. – 1 nồi có công suất 750kghơi/giờ. Đầu tƣ thêm 2 nồi công suất 2.500 kghơi/giờ. 2.3. Cung cấp lạnh Hiện tại công ty có các máy lạnh với công suất nhỏ: – 1 máy CARRIER, công suất 129.000 kcal/h – 1 máy HAFNER, công suất 50.000 kcal/h – 1 máy MEIS, công suất 20.000 kcal/h Cần đầu tƣ lên công suất 750.000kcal/h: 3máy x 250.000 kcal/h 2.4. Cung cấp khí nén Hệ thống máy nén khí của công ty hiện tại có: – 1 máy nén khí thƣờng, công suất 0,5 m3/phút – 1 máy nén khí sạch, công suất 0,2 m3/phút Cần cấp thêm các máy: – 2 máy nén khí sạch, công suất: 1m3/phút ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 15 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – 1 máy nén khí thƣờng, công suất: 3m3/phút 2.5. Cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu chính sử dụng cho sản xuất bia của nhà máy đƣợc đảm bảo yêu cầu chất lƣợng: – Malt đại mạch, loại 2 hàng: đƣợc nhập ngoại từ Uc, Pháp, số lƣợng: 2.630tấn/năm – Gạo tẻ, thu mua trong nƣớc, số lƣợng 658tấn/năm – Hoa huoblon: đƣợc nhập ngoại từ Đức:  Houblon dạng cao: số lƣợng: 2.800 kg/năm (theo định mức sản xuất bia Hà Nội)  Huoblon dạng viên: số lƣợng: 6.000 kg/năm (theo định mức sản xuất bia Hà Nội) – Men giống: nhập về theo đúng chủng loại đặc trƣng của bia Hà Nội – Nƣớc đƣợc xử lý theo đúng yêu cầu công nghệ. Ngoài ra quá trình sản xuất bia còn sử dụng một số nguyên liệu phụ nhƣ: bao bì, đóng gói phải đảm bảo theo định mức yêu cầu kèm theo. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 16 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng III. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3.1. Vị trí địa lý Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình thuộc địa phận tiểu khu 13-phƣờng Bắc Lý-thành phố Đồng Hới-tỉnh Quảng Bình. Hình 1: Bản đồ vị trí công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình Tổng diện tích của công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình là 22313m2 – Phía Bắc giáp khu dân cƣ phƣờng Bắc Lý qua con đƣờng F325 rộng 15m. – Phía Tây giáp khu dân cƣ phƣờng Bắc Lý qua con đƣờng nội vùng rộng 5m. – Phía Nam giáp công ty Cầu đƣờng 1 qua con đƣờng nội vùng rộnh 5m. – Phía Đông giáp vùng ruộng rau của nhân dân phƣờng Bắc Lý và đƣờng quốc lộ 1A. Công ty cách đƣờng quốc lộ 1A 200m về phía Đông, cách trung tâm thành phố Đồng Hới 4km về phía Bắc. 3.2. Điều kiện khí hậu Căn cứ vào các số liệu thống kê từ hơn 40 năm gần đây tại các trạm khí tƣợng thủy văn của khu vực Đồng Hới, đặc điểm khí hậu của khu vực công ty bia nhƣ sau ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 17 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2.1. Chế độ nhiệt Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với 2 mùa chủ yếu là mùa đông (mùa lạnh, từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau) và mùa hè (mùa nóng, từ tháng 4 đến tháng 10), nhiệt độ bình quân hàng năm biến động từ 230C đến 250C. Mùa nóng với nhiệt độ trung bình từ 25-280C, các tháng nóng nhất trong năm là 6, 7, 8 có nhiệt độ trung bình cao trên 280C do ảnh hƣỡng của gió phơn Tây Nam khô và nóng. Nhiệt độ cao tuyệt đối nhiều lần đạt trên 400C. Mùa lạnh với nhiệt độ trung bình 200C. thời tiết lạnh nhất vào các tháng 12, 1, 2. nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 5,50C. Bảng 1: Nhiệt độ trung bình tại khu vực Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ(0C) 18,2 18,9 21,4 24,4 27,8 29,2 29,4 28,5 26,7 24,5 21,4 19,7 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia 3.2.2. Bức xạ mặt trời Số giờ nắng trong năm dao động từ 1700 đến 1800 giờ, tháng có số giờ nắng ít nhất là tháng 2 có số giờ nắng khoảng 64 giờ, tháng có số giờ nắng nhiều nhất là tháng 7 có số giờ nắng khoảng 240 giờ. Tổng bức xạ trung bình năm là 122,72 Kcal/cm2 Bảng 2: Số giờ nắng trung bình của khu vực có dự án Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Số giờ nắng 95 64 94 170 243 224 239 186 157 144 92 78 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia 3.2.3. Chế độ mưa ẩm Tổng lƣợng mƣa trung bình năm của khu vực Đồng Hới là 2261 mm. Mùa mƣa thƣờng tập trung trong các tháng 9, 10, 11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 18 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 3: Lƣợng mua và số ngày mƣa trong năm tại khu vực Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Lƣợng mƣa (mm) 54 50 49 54 106 80 80 163 488 644 360 133 2261 Số ngày mƣa 10,7 10,0 9,8 7,7 8,5 7,0 9,6 9,6 15,5 17,6 16,5 12,5 135,0 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia Độ ẩm không khí trung bình năm tại Đồng Hới là 81%. Giai đoạn từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau có độ ảm lớn 86%-92%. Độ ẩm lớn nhất trong tháng 2 và 3. mùa khô có độ ảm khoảng 72%-73%. Những ngày có gió phơn Tây nam thổi mạnh, thời tiết rất khô, nóng, độ ảm xuống rất thấp, có ngày xuống tới 28%. Bảng 4: Độ ẩm trung bình tại khu vực Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Độ ẩm (%) 88 85 90 87 79 73 72 76 85 87 88 87 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia Lƣợng bốc hơi nƣớc khá cao, biến động từ 1000 đến 1300mm. lớn nhất vào các tháng 5, 6, 7, 8 vì thời gian này chịu ảnh hƣỡng của gió phơn Tây Nam. Bảng 5: Lƣợng bốc hơi nƣớc trung bình trong các tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Lƣợng bốc hơi (mm) 62,6 46,4 52,7 71,0 136,1 170,4 201,1 160,6 89,1 19,8 77,3 75,1 1222,3 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia 3.2.4. Chế độ gió Có 2 mùa gió chính là gió Đông và gió Hè. Gió Đông: từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau. Hƣớng gió thịnh hành là gió Đông Bắc. Gió Hè: thịnh hành là gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 19 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 6: Tốc độ gió trung bình và lớn nhất của các tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trung bình (m/s) 3,2 2,9 2,5 2,4 2,5 2,7 3,1 2,5 2,5 3,2 3,5 3,1 Lớn nhất (m/s) 12 11 12 13 12 12 14 12 16 14 14 13 Nguồn: Báo cáo của Trung tâm khí tƣợng thủy văn Quốc gia 3.3. Điều kiện địa hình, địa chất Khu vực nhà máy có địa hình khá bàng phẳng, đây là vùng đất cao chƣa hề bị ngập lụt. Địa chất khu vực có kết cấu địa tầng khá ổn điịnh, khả năng chịu nén tốt, đẩm bả cho việc xây dựng các công trình có tải trọng lớn. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 20 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng IV. HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG TẠI KHU VỰC CÔNG TY Hiện trạng môi trƣờng tại khu vực công ty đƣợc phân tích ngày 13-15/07/2005 do Trung tâm môi trƣờng công nghiệp-Viện nghiên cứu mỏ và luyện kim tiến hành. 4.1. Hiện trạng môi trƣờng không khí Bảng 7: Hiện trạng môi trƣờng không khí khu vực công ty TT Thông số A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 01 Độ ẩm (%) 53,5 72 68,6 63,6 70,4 70,2 68,6 02 CO (mg/m 3 ) Kph Kph Kph Kph Kph Kph Kph 03 NO (mg/m3) Kph Kph Kph Kph Kph Kph Kph 04 SO2 (mg/m3) Kph Kph Kph Kph Kph Kph kph 05 NO2 (mg/m3) Kph Kph Kph Kph Kph Kph Kph 06 H2S (mg/m3) Kph Kph Kph Kph Kph Kph Kph 07 Bụi (mg/m3) 0,13 0,047 0,022 0,032 0,045 0,021 0,091 08 Tiếng ồn (dBA) 66 69 60 66 69 60 72 Chú thích: – kph: không phát hiện – A1, A2, …, A7: các vị trí đo (có trên sơ đồ) 4.2. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc Bảng 8: Hiện trạng môi trƣờng nƣớc mặt tại khu vực công ty TT Thông số B1 B2 B3 B4 B5 TCVN 01 Màu Hơi đục Hơi đục Hơi đục Không Không Không 02 Mùi Không Hơi hôi Hơi hôi Không Không Không 03 Độ muối (0/00) 2,4 0,2 0,2 0,1 0,1 - 04 pH 11,39 7,83 7,35 7,36 7,40 5,5-9 05 Độ dẩn (S/cm) 430 461 478 60,1 45,6 =<1750 06 Đô đục (NTU) 99,3 87,4 57,9 5,31 3,47 - 07 DO (mg/l) 1,32 1,39 1,52 3,93 4,06 >=2 08 TDS (mg/l) 2230 215 225 28 22 <1000 09 COD (mg/l) 1200 500 150 30 7 =<100 10 BOD5 (mg/l) 850 320 70 16 4 =<50 Chú thích: B1, B2, …, B5: các vị trí đo (có trên sơ đồ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 21 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 9: hiện trạng môi trƣờng nƣớc ngầm quanh khu vực công ty TT Thông số C1 C2 C3 C4 C5 TCVN 01 Màu Không Không Không Không Không Không 02 Mùi Không Không Không Không Không Không 03 Độ muối (0/00) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 - 04 pH 7,2 6,85 6,74 7,03 6,92 6,5-8,5 05 Độ dẩn (S/cm) 100 35,6 88,6 127 114 - 06 Đô đục (NTU) 19 11 20 13 12 - 07 DO (mg/l) 2,1 1,97 1,65 2,2 2,6 - 08 Fe (mg/l) 0,23 0,31 0,16 0,02 0,02 1-5 09 Mn (mg/l) 0,02 0,05 0,09 0,04 0,2 0,1-0,5 4.3. Hiện trạng môi trƣờng sinh thái Ở đây thực vật chủ yếu là các loại cây bụi, tre, bạch đàn, keo, bàng. Chỉ có động vật nuôi thông thƣờng nhƣ trâu, bò, lợn, gà, … một số loài cá, tôm nƣớc ngọt ở ao, hồ và một số loài côn trùng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 22 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG II. HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI Đối với nhà máy bia thì vấn đề môi trƣờng cơ bản nhất là nƣớc thải, tuy nhiên do trƣớc đây nhà máy có công suất nhỏ (5 triệu lít/năm) và hoạt động sản xuất theo mùa (sản xuất bia hơi) nên vẩn chƣa xây dựng hệ thống xữ lý nƣớc thải mà chỉ sử dụng hồ tự nhiên sẵn có để xũ lý. Hiện nay nhà máy đang lắp đặt công nghệ mới với công suất lên tới 20 triệu lít/năm tuy nhiên nhà máy vẩn chƣa chú trọng đến xữ lý nƣớc thải. I. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY KHI CHƢA CÓ DỰ ÁN NÂNG CẤP DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. Nƣớc thải của nhà máy bia bao gồm nƣớc thải sinh hoạt của công nhân viên chức làm việc trong nhà máy và nƣớc thải từ quá trình sản xuất. 1.1. Nƣớc thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh hoạt do các hoạt động vệ sinh của khoảng 100 cán bộ công nhân viên thải ra. Qua xem xét thực tế, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của nhà máy ƣớc tính khoảng gần 4m3/ngđ. Thành phần đặc trƣng của nƣớc thải sinh hoạt đƣợc nêu trong bảng 10. Bảng 10: thành phần, tính chất nƣớc thải sinh hoạt của nhà máy bia Chất ô nhiểm Đơn vị Nồng độ SS mg/l 350 BOD5 mg/l 110 COD mg/l 250 N tổng mg/l 4 P tổng mg/l 4 Tổng coliform MPN/1000ml 100-400 Hình 2: Theo tài liệu của tổ chức y tế Thế Giới Lƣợng nƣớc thải này chủ đều đƣợc xữ lý bàng bể tự hoại ba ngăn rồi cho thấm vào đất. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 23 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 1.2. Nƣớc thải sản xuất Sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp sinh ra lƣợng nƣớc thải lớn, nồng độ chất bẩn cao đòi hỏi cần phải có phƣơng pháp xữ lý triệt để. Truy nhiên trƣớc đây do công nghệ sản xuất củ, vốn đầu tƣ ít, công suất nhỏ (1 triệu lít/năm) nên nhà máy không đầu tƣ xây dựng hệ thống xữ lý mà chỉ dùng hồ xữ lý sinh học tùy nghi có sẵn trong khuôn viên của nhà máy, với tổng diện tích của hồ là 72000m2. Khi mới xây dựng lƣợng nƣớc thải của nhà máy lúc hoạt động với công suất tối đa là 100m3/ngđ, với thành phần các chất ô nhiểm nhƣ sau: Bảng 11: thải lƣợng các chất ô nhiểm trong nƣớc thải sản xuất của nhà máy TT Thông số Đơn vị Nồng độ 01 pH 7,22 02 SS mg/l 192 03 BOD5 mg/l 105 04 COD mg/l 168 Nguồn : báo cáo ĐTM nhà máy bia Quảng Bình (tháng 11/1997) Nƣớc thải của nhà máy bia thải ra từ các công đoạn sản xuất bia hơi sẻ đƣợc dẩn vào hệ thống cống dẩn nƣớc thải của nhà máy, rồi đƣa đến hố thu tập trung trƣớc khi thải vào hồ sinh học để tự xử lý. Nƣớc thải sau khi qua hồ xữ lý theo báo cáo ĐTM nhà máy bia Quảng Bình (tháng 11/1997) lƣợng chất bẩn còn lại là: Bảng 12: thải lƣợng chất bẩn sau khi qua hồ xữ lý sinh học TT Thông số Đơn vị Nồng độ TCVN (B) 01 pH 6,42 5,5-9 02 SS mg/l 70 =<100 03 BOD5 mg/l 58 =<50 04 COD mg/l 104 =<100 Nguồn : báo cáo ĐTM nhà máy bia Quảng Bình (tháng 11/1997) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 24 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Sơ đồ xữ lý nƣớc sản xuất củ: Song chaén raùc Hoà laéng Hoà xöõ lyù tuøy nghi Hoà xöõ lyù thöïc vaät Ra moâi tröôøng Nöôùc thaûi 1.3. Nhận xét Về mặt công nghệ, đây là phƣơng pháp xử lý khá lạc hậu, khó có khả năng xử lý các nguồn nƣớc thải có nồng độ chất hữu cơ cao nhƣ nƣớc thải của nhà máy bia. Mặt khác đây chỉ là sơ đồ trƣớc đây, trên thực tế hiện nay hồ không đủ khả năng xử lý vì vậy các bờ ngăn giữa các hồ đã không còn nũa, hiện nay chỉ còn một hồ chung duy nhất. Chính vì chỉ sử dụng hồ sinh học để xử lý nƣớc thải của nhà máy nên thƣờng gây ra mùi hôi rất khó chịu, làm ảnh hƣỡng đến đời sống của ngƣời dân sống quanh vùng nhà máy. II. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SAU KHI LẮP ĐẶT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỚI 2.1. Nƣớc thải sinh hoạt Theo nhu cầu cấp nƣớc cho sinh hoạt khi nhà máy đi vào sản xuất ổn định, trung bình mổi ngƣời sử dụng 30 lít/ngày, chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt cá nhân của 170 cán bộ công nhân viên. Nhƣ vậy lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của nhà máy thải ra ttrong một ngày là 5,1m3/ngđ, với tải lƣợng chất bẩn có trong nƣớc thải là: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 25 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 13: thành phần, tính chất nƣớc thải sinh hoạt của nhà máy bia Chất ô nhiểm Đơn vị Nồng độ SS mg/l 220 BOD5 mg/l 220 COD mg/l 500 N tổng mg/l 40 P tổng mg/l 8 Tổng coliform MPN/1000ml 100-400 Hình 3: Theo tài liệu của tổ chức y tế Thế Giới Lƣợng nƣớc thải này chủ đều đƣợc xữ lý bàng bể tự hoại ba ngăn rồi cho thấm vào đất. 2.2. Nƣớc thải sản xuất Hiện nay nhà máy bia Quảng Bình đã đƣợc cổ phần hóa và chuyển thành công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình nâng cấp công nghệ, công suất sản xuất bia từ 5 triệu lít/năm lên 20 triệu lít/ năm. Với công suất sản xuất nhƣ vậy sẻ sinh ra một lƣợng nƣớc thải rất lớn làm ảnh hƣỡng đến môi trƣờng, đến sức khỏe, đến đời sống của nhân dân lân cận nhà máy bia, đặc biệt sẻ làm ô nhiểm trầm trọng nguồn nƣớc mặt của khu vực này. Tuy nhiên dù công nghệ sản xuất lắp đặt tƣơng đối hoàn chỉnh nhƣng nhà máy vẩn chƣa chú trọng việc bảo vệ môi trƣờng, chƣa tiến hành xây dựng hệ thống xữ lý nƣớc thải phù hợp. Một khi việc lắp đặt hoàn chỉnh công nghệ và đi vào hoạt động thì đây sẻ là nguồn ô nhiểm rất lớn trong khi hồ sinh học chỉ xữ lý sơ bộ đối với các loại nƣớc thải có hàm lƣợng chất bản thấp. Nhu vậy công ty đã không tuân thủ việc bảo vệ môi trƣờng theo tiêu chuẩn môi trƣờng Việt Nam đối với một cơ sở sản xuất công nghiệp. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 26 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Theo tính toán sơ bộ bản đánh giá tác động môi trƣờng của công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình thì lƣợng nƣớc thải và tải lƣợng chất thải dự tính của công ty là: Bảng 14: thành phần, tính chất đặc trƣng của nƣớc thải sản xuất bia Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TCVN (B) Lƣu lƣợng m3/ngđ 500 500-5000 Nhiệt độ 0C 29 pH 12 5,5-9 BOD5 mg/l 1500 50 COD mg/l 2200 100 SS mg/l 500 100 Nguồn: báo cáo ĐTM dụ án đầu tư đổi mới thiết bị công nghệ, nâng công suất nhà máy bia thuộc công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình từ 5 triệu lít/năm lên 20 triệu lít/năm Nƣớc thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ các nguồn: – Nƣớc thải từ xƣỡng lên men,nấu bia, lọc bia. – Nƣớc thải từ rửa chai, đóng chai thành phẩm. – Nƣớc thải từ các phòng thí nghiệm. – Nƣớc thải từ công việc vệ sinh các nồi nấu. – Nƣớc thải từ vệ sinh nhà xƣỡng. – Nƣớc thải từ công đoan thanh trùng – Nƣớc ngƣng tụ. Nƣớc thải này rất giàu chất hữu cơ, giàu chất dinh dƣỡng dể bị phân hủy gây ra mùi hôi thối khó chịu và đay cũng là môi trƣờng dể sinh ra các loại vi trùng gây bênh. Đặc biệt loại nƣớc thải này có độ kiềm khá cao mà nguyên nhân chủ yếu là do quá trình rửa chai phải sử dụng xút để rửa. Vì vậy nƣớc thải của quá trình rửa chai trƣớc khi thải ra cống chung của nhà máy phải đƣợc trung hòa để không ảnh hƣỡng đến các công đoạn xử lý tiếp theo. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 27 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Sơ đồ phát sinh nƣớc thải trong các công đoạn chính: Traïm XLNT Hoà hoùa Ñöôøng hoùa Loïc dòch ñöôøng Houblon hoùa Laéng caën Laøm laïnh nhanh Leân men Loïc bia Chieát chai Thanh truøng Daùn nhaõn Röûa chai Voû chai O2 + men Houblon Ñöôøng Gaïo Malt Baõ malt Baõ hoa Bia chai thaønh phaåm Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Với một lƣợng nƣớc thải dự tính thải trong một ngày khoảng 500m3/ngđ khi công ty hoạt động hết công suất thì sẻ gây ra sự quá tải đối với hồ sinh học và với hàm lƣợng chất hữu cơ và chất dinh dƣỡng cao sẻ gây ô nhiểm trầm trọng cho các nguồn nƣớc trong khu vực, cũng nhƣ sẻ gây ra mùi hôi rất khó chịu đối với ngƣời ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 28 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng dân ở quanh đây. Là nguyên nhân gây ra các bệnh về đƣờng hô hấp, các bệnh về đƣờng ruột đối với ngƣời cũng nhƣ đối với các loại động vật. Từ các số liệu trên cho ta thấy rằng cần phải đặt vấn đề quan tâm hàng đầu của nhà máy bia lúc này là vấn đề xữ lý nƣớc thải sản xuất. 2.3. Nƣớc mƣa chảy tràn Vào mùa mƣa, nƣớc mƣa chảy tràn qua khu vực công ty sẻ cuốn theo đất , cát, dầu mở củng là một nguồn gây ô nhiểm cho ngồn nớc mặt trong khu vực, tuy nhiên do mức độ ô nhiểm không cao nên lƣợng nƣớc mƣa này sẻ đƣợc thoát theo hệ thống cống riêng dẩn ra hệ thống cống của thành phố. 2.4. Nhận xét Với công nghệ sản xuất bia hiện đại đang đƣợc lắp đặt, công ty bia Hà Nội- Quảng Bình theo dự báo sẻ là một cơ sở sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao và có nhiều đóng góp cho ngân sách của tỉnh Quảng Bình. Tuy nhiên công ty lại chƣa chú trọng quan tâm đến vấn đề xử lý nƣớc thải sản xuất của công ty. Đây là vấn đề cần đƣợc các cấp quản lý quan tâm để đảm bảo cho môi trƣờng đƣợc tốt hơn và tránh đƣợc các hậu quả về sau. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 29 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG III. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG KHÁC I. MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ 1.1. Khí thải Trong công nghệ sản xuất bia không sinh ra khí thải, khí thải chỉ sinh ra từ quá trình đốt chấy nhiên liệu của máy phát điện dự phòng, của nồi hơi, của các phƣơng tiện vận chuyển. Hiện tại công ty có đề xuất một số phƣơng pháp xữ lý khí thải nhƣ: sử dụng dầu FO có hàm lƣợng lƣu huỳnh thấp, sử dụng tháp hấp thụ, sử dụng kiềm pha loảng, nâng cao ống khói, mà chủ yếu là khí thải từ việc đốt dầu FO để đun nồi hơi. Mặc dù có đề xuất các phƣơng án xữ lý nhƣng công ty chỉ chọn phƣơng án nâng cao ống khói để giải quyết vấn đề khí thải. Đối với khí thải của máy phát điện dự phòng: máy phát điện dự phòng chỉ sử dung trong trƣờng hợp có sự cố về nguồn điện, con bình thƣờng không hoạt động, do đó nguồn khí thải này không liên tục, chỉ mang tính tạm thời nên mức độ tác động và ảnh hƣởng tới môi trƣờng không khí trong khu vức không đáng kể. 1.2. Bụi Nguồn gây ô nhiểm không khí do bụi chủ yếu sinh ra trong quá trình xữ lý sơ bộ (làm sạch, nghiền), quá trình xay nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào nấu bia. Thới gian hoạt động của máy xay nghiền là rất ít, vì vậy khả năng gây ô nhiểm bụi ở đây là không liên tục. Mạt khác nó chỉ tác động trong phạm vi phàng xay, gây ảnh hƣỡng đến công nhân vận hành chỉ trong thời gian hoạt động. Do đó để không làm ảnh hƣỡng đến môi trƣờng xung quanh, khi chế biến có thể dùng bạt để che chắn, không cho bụi ra ngoài, đối với công nhân thì trang bị đầy đủ trang bị bảo hộ lao động. 1.3. Tiếng ồn Nguồn ồn trong phân xƣỡng sản xuất bia chủ yếu là từ máy nghiền, máy đóng thùng, băng chuyền đóng chai, máy nén khí , tháp làm nguội, …vì vây cần áp dụng các biện pháp chống ồn nhƣ: – Tra dầu thƣờng xuyên cho máy móc. – Thay thế những bộ phận bị hỏng hóc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 30 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Trang bị bảo hộ lao động phù hợp cho công nhân vận hành. – Trồng cây xanh xung quanh khuôn viên nhà máy. II. CHẤT THẢI RẮN 2.1. CTR sinh hoạt Rác thải sinh hoạt đƣợc thu gom triệt để vào thùng rác bằng nhựa và đƣớc vận chuyển đến bải chôn lấp của thành phố. 2.2. CTR sản xuất – CTR khó phân hủy: bao gồm vỏ thùng bị bể vỡ, két nhựa, bao bì, thùng giấy…tuy nhiên lƣợng rác này không lớn nên có thể tái chế. – CTR dể phân hủy: bao gồm bã malt, cặn men bia, … sẻ đƣợc thu gom hăng ngày và bán cho các xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc hoặc các cơ sở chăn nuôi. III. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÕNG CHỐNG SỰ CỐ Để đảm bảo trong an toàn lao động và phòng chống sự cố thì công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình đã áp dụng một số biện pháp: – Tuân thủ các nguyên tắc an toàn lao động tại nơi sản xuất quy định. – Giáo dục ý thức về vệ sinh môi trƣờng, vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động cho cán bộ công nhân viên. – Cài đặt các hệ thống biển báo tại các vị trí cần thiết – Khám định kỳ cho cán bộ công nhân viên, có chế độ bồi dƣỡng cho các công nhân làm việc tại các khu vực có khả năng gây ảnh hƣỡng sức khỏe cao. – Đinh kỳ kiểm tra , bảo dƣỡng máy móc thiết bị. IV. CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ QUAN TRẮC MÔI TRƢỜNG 4.1. Các biện pháp quản lý môi trƣờng Để đảm bảo hoạt động lâu dài của nhà máy, đảm bảo an toàn về sức khỏe của ngƣời dân, an toàn môi trƣờng khu vực thì công ty đã có chƣơng trình giám sát môi trƣờng. Trong đố đặc biệt chú trọng các vấn đề: – Quản lý các yếu tố ô nhiểm nguồn nƣớc: BOD, COD, SS, Nitơ, Photpho,… – Quản lý các yếu tố gây ô nhiểm không khí: bụi, tiếng ồn, khí thải,… – Quản lý chất thải rắn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 31 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Quản lý vệ sinh môi trƣờng công nghiệp: phòng chống cháy nổ, tai nạn lao động, … 4.2. Các biện pháp quan trắc môi trƣờng Kế hoạch quan trắc môi trƣơng của công ty đƣợc thống kê trong bảng 16 Bảng 15: Kế hoạch và chƣơng trình giám sát môi trƣờng TT Đối tƣợng Vị trí Số điểm Các thông số Tần suất (tháng/lần) 01 Môi trƣờng không khí Trong và ngoài khu vực công ty 4 CO, CO2, NOx, nhiệt độ,… 6 02 Bụi Trong và ngoài khu vực công ty 5 Bụi lơ lửng 6 03 Tiếng ồn Trong và ngoài khu vực công ty 5 Độ ồn 6 04 Môi trƣờng nƣớc Mƣớc mặt, nƣớc ngầm 3 BOD, COD, SS, pH, … 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 32 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG IV. THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1.1. Lƣu lƣợng nƣớc thải Công ty cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình với công suất sản xuất bia hàng năm là 20 triệu lít/năm, trong đó 15 triệu lít bia chai và 5 triệu lít bia hơi. Hiện tại công ty đang tiến hành lắp đặt công nghệ sản xuất mới, vì vậy các số liệu thực tế về chất lƣợng nƣớc thải sản xuất của nhà máy chƣa thể xác định chính xác đƣợc mà chỉ lấy các số liệu lý thuyết dựa trên bảng tiêu chuẩn của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và dựa vào thực tế nƣớc thải sản xuất của một số nhà máy bia. Dựa vào công suất sản xuất và công nghệ sản xuất của công ty ta có bảng tra nhƣ sau: Bảng 16: hệ số thải Hệ số thải theo WHO Tải trọng nƣớc thải (m3/m3bia) BOD5 (kg/m 3bia) SS (kg/m3bia) 11 18,8 7,3 Bảng 17: lƣợng chất bẩn sinh ra mổi ngày Công suất sản xuất (m3/ngđ) Lƣợng BOD5 thải ra mổi ngày kgBOD/ngđ) Lƣợng SS sinh ra mổi ngày (kgSS/ngđ) 55 1030 400 Với lƣu lƣợng sản xuất: lít/naêm trieäu 20QSX  Ta có: Bảng 18: lƣu lƣợng sản xuất bia của công ty Lƣu lƣợng sản xuất tính theo Đơn vị Giá trị Năm m3/năm 20000 Ngày m3/ngày 54,8 Ca m3/ca 6,85 Từ bảng 1 và 2 ta tính đƣợc lƣu lƣợng nƣớc thải: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 33 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng )ngñ/(m 600118,54NQQ 3SXngngñ  Trong đó: Qngđ : lƣu lƣợng nƣớc thải sản xuất, (m 3/ngđ) QSXng : công suất sản xuất bia tính theo ngày, QSXng = 54,8 (m 3/ngđ) N : tải trọng nƣớc thải, N = 11 (m3nƣớc thải/m3 bia) Nhu cầu oxy hoá sinh học của nƣớc thải: (mg/l) 17091000 11 8,18 1000 N N BOD BOD5  Trong đó: NBOD : tải trọng BOD5, NBOD = 18,8 (kgBOD/m 3bia) Nhu cầu oxy hoá hoá học của nƣớc thải COD = 2200 (mg/l) Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải: (mg/l) 6641000 11 3,7 1000 N N SS SS  Trong đó: NSS : tải trọng SS, NSS = 7,3 (kgSS/m 3bia) Bảng 19: thống kê các số liệu tính toán Thông số Đơn vị Giá trị Qngđđ (m 3/ng) 600 pH 10 SS (mg/l) 664 BOD5 (mg/l) 1709 COD (mg/l) 2200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 34 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 20: phân bố lƣu lƣợng nƣớc thải theo từng giờ trong ngày Giờ trong ngày %Q Q, m3/h 1 2,9 17,2 2 2,9 17,2 3 2,4 14,3 4 2,4 14,3 5 2,9 17,2 6 3,0 18,4 7 5,7 34,4 8 8,1 48,8 9 7,1 43,0 10 6,7 40,2 11 4,3 25,8 12 4,0 24,4 13 2,9 17,2 14 2,9 17,2 15 3,3 20,1 16 7,1 43,0 17 5,7 34,4 18 4,5 27,0 19 4,8 28,7 20 4,2 25,2 21 3,8 23,0 22 3,3 20,1 23 2,9 17,2 24 2,4 14,3 Tổng 100 600 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 35 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 21: giá trị lƣu lƣợng giới hạn theo giờ Lƣu lƣợng Đơn vị Giá trị Qmaxh m 3/h 48,5 Qminh m 3/h 14,3 Qtbh m 3/h 25,0 Bảng 22: giá trị giới hạn theo giây Lƣu lƣợng Đơn vị Giá trị Qmaxs l/s 13,49 Qmins l/s 3,97 Qtbs l/s 6,94 1.2. Mức độ làm sạch cần thiết của nƣớc thải Hiện tại thành phố Đồng Hới chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung mà công ty lại nằm trong khu vực dân cƣ, nƣớc thải đƣợc đổ vào cống thải chung của thành phố. Vì vậy nƣớc thải sản xuất của công ty cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình sau khi xử lý cần đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 – 1995 trƣớc khi thải vào môi trƣờng tiếp nhận (cống thải thành phố). Bảng 23: TCVN 5945 – 1995 (nƣớc thải công nghiệp tiêu chuẩn thải) TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn TCVN A B C 1 pH 6 – 9 5.5 – 9 5 – 9 2 BOD5 mg/l 20 50 100 3 COD mg/l 50 100 400 4 SS mg/l 50 100 200 5 TP mg/l 4 6 8 6 TN mg/l 30 60 60 7 Coliform MNP/100ml 5000 1000 – 1.2.1. Hiệu suất xử lý BOD5 %97%100 1709 501709 %100 L LL BOD% A CA 5      ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 36 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Trong đó: LA : nồng độ BOD5 của nƣớc thải trƣớc khi xử lý, LA = 1709 (mg/l) LC : nồng độ BOD5 của nƣớc thải cần đạt đƣợc sau xử lý, LC = 50 (mg/l) 1.2.2. Hiệu suất xử lý SS %85%100 664 100664 %100 C CC SS% A CA      Trong đó: CA : nồng độ chất rắn lơ lửng của nƣớc thải trƣớc khi xử lý, CA = 664 (mg/l) CC : nồng độ chất rắn lơ lửng của nƣớc thải cần đạt đƣợc sau xử lý, CC = 100 (mg/l) II. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1. Lựa chọn phƣơng án xử lý 2.1.1. Các thông số liên quan Bảng 24: các thông số liên quan đến lựa chọn phƣơng án xử lý Thông số Đơn vị Giá trị Qngđđ (m 3/ngđ) 600 pH 10 SS (mg/l) 664 BOD5 (mg/l) 1709 COD (mg/l) 2200 2.1.2. Phương án xử lý Nƣớc thải sản xuất bia có đặc trƣng là nồng độ chất bản cao, có tính kiềm, chứa nhiều chất hƣu cơ dể phân huỷ. Với nƣớc thải sản xuất có nồng độ chất bẩn cao nhƣ vậy thì ta cần xử lý bằng biện pháp sinh học kết hợp cả kị khí lẩn hiếu khí hoặc xử lý sinh học hai bậc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 37 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý 2.2.1. Phương án I: xử lý nước thải kết hợp kị khí và hiếu khí Vaän chuyeån Raùc Song chaén raùc Beå ñieàu hoøa Beå UASB Beå aeroten Beå laéng Hoà sinh hoïc Coáng thaûi thaønh phoá Buøn Nöôùc thaûi Khí gas Vaän chuyeån Buøn tuaàn hoaøn Khí neùn Hình 4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải phƣơng án I ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 38 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2.2.2. Phương án II: xử lý sinh học hai bậc Vaän chuyeån Raùc Song chaén raùc Beå ñieàu hoøa Beå laéng I Beå aeroten baäc I Beå laéng I I baäc I Hoà sinh hoïc Coáng thaûi thaønh phoá Nöôùc thaûi Khí gas Vaän chuyeån Buøn tuaàn hoaøn Khí neùn Beå aeroten baäc I I Beå laéng I I baäc I I Buøn tuaàn hoaøn Beå meâtan Hình 5: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải phƣơng án II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 39 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng III. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ, PHƢƠNG ÁN I 3.1. Song chắn rác 3.1.1. Nhiệm vụ song chắn rác Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ, mục đích của quá trình này là khử các tạp chất thô (giẻ, rác, lá cây, … ) có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành xử lý nƣớc thải nhƣ làm tắc bơm, tăc đƣờng ống hoặc kênh dẩn… Đây là bƣớc quan trọng bảo đảm an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống. 3.1.2. Tính toán kích thước song chắn rác Nƣớc thải sau khi qua ngăn tiếp nhận sẻ đƣợc dẩn tới song chắn rác bằng mƣơng dẩn. Do lƣu lƣợng nƣớc thải nhỏ nên ta chỉ sử dụng một song chắn rác với việc cào rác tiến hành bằng thủ công. Bảng 25: các thông số thủy lực mƣơng dẩn nƣớc thải Thông số Qmaxs (l/s) Qtbs (l/s) Qmins (l/s) 13,55 6,98 3,98 Bm (m) 0,3 0,3 0,3 Độ dốc i 0,001 0,001 0,001 V (m/s) 0,38 0,3 0,27 H (m) 0,12 0,09 0,06 – Chiều sâu của lớp nƣớc ở song chắn rác lấy bằng độ đầy của mƣơng dẩn ứng với Qmax H1 = Hmax = 0,12 m – Số khe hở của song chắn rác đƣợc tính theo công thức: 205,1905,1 12,0016,038,0 55,13 K HlV Q n 1 max      Trong đó: n : số khe hở Qmax : lƣu lƣợng lớn nhất của nƣớc thải, Qmax = 0,01355 m 3/s Vmax : vận tốc nƣớc chảy qua song chắn rác, Vmax = 0,38 m/s l : khoảng cách giửa các khe hở, l = 16mm = 0,016 m k : hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, k = 1,05 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 40 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Chiều rộng của song chắn rác đƣợc tính theo công thức: Bs = s(n – 1) + (l  n) = 0,008(20 – 1) + (0,016  20) = 0,5 m Trong đó: s : bề dày của thanh song, s = 0,008 m – Tổn thất áp lực qua song chắn rác: m 014,03 81,92 38,0 628,0K g2 V h 2 1 2 max s    Trong đó: Vmax : vận tốc của nƣớc thải trƣớc song chắn ứng với Qmax, Vmax = 0,38 m/s K1 : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vƣớng rác, K1 = 3  : hệ số sức cản cục bộ, 628,060sin 016,0 08, 83,1sin l s 0 4/33/4               : hệ số phụ thuộc vào tiết diện thanh song, lấy theo bảng 3-7 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết), lấy  = 1,83  : góc nghiêng của song chắn so với hƣớng dòng chảy,  = 600 – Chiều dài phần mở rộng của song chắn: m275,0 20tg2 3,05,0 tg2 BB L 0 ms 1       Trong đó: Bs : chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,5 m Bm : chiều rộng của mƣơng dẩn, Bm = 0,3 m  : góc nghiêng phần mở rộng,  = 200 – Chiều dài xây dựng song chắn rác: L = 2  L1 + L2 = 2  0,275 + 1 = 1,55 m Trong đó: L2 : chiều dài phần công tác song chắn rác, L2 = 1 m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 41 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Chiều sâu xây dựng của song chắn rác: H = H1 + hs + 0,3 = 0,12 + 0,014 + 0,3 = 0,434 m Trong đó: hs : tổn thất áp lực qua song chắn rác, hs = 0,014 m – Hiệu suất khử SS đạt 5%, vậy SS ra khỏi song chắn rác là: SSr = SSv  (100% - 5%) = 664  (100% - 5%) = 630 mg/l Bảng 26: nồng độ chất bẩn ra khỏi song chắn rác Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng ra Dòng vào BOD5 mg/l 1709 1709 COD mg/l 2200 2200 SS mg/l 664 630 3.1.3. Cấu tạo song chắn rác Bảng 27: các thông số kĩ thuật song chắn rác Thông số Đơn vị Giá trị B m 0,5 L m 1,55 H m 0,434 60 0 50 0 30 0 120 43 4 42 0 1550 1000 50 0 30 0 1550 1000 MAËT CAÉT DOÏC SONG CHAÉN RAÙC MAËT BAÈNG SONG CHAÉN RAÙC Hình 6: cấu tạo song chắn rác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 42 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2. Bể điều hoà lƣu lƣợng 3.2.1. Nhiệm vụ bể điều hoà Nƣớc thải công nghiệp đƣợc thải ra với lƣu lƣợng thƣờng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mƣa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải đƣợc cung cấp nƣớc thải đều đặn về thể tích cũng nhƣ về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của một bể điều hoà là hết sức cần thiết. Bể điều hoà lƣu lƣợng đƣợc dùng để duy trì dòng thải vào gần nhƣ không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lƣu lƣợng nƣớc thải gây ra, giảm đƣợc kích thƣớc các công trình sinh học sau đó và nâng cao hiệ suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. 3.2.2. Tính toán kích thước bể điều hoà Để xác định thể tích bể điều hoà ta dựa vào lƣu lƣợng thải theo giờ Qh, thể tích tích tuỷ vào Vv và thể tích tích luỷ bơm đi Vb, lập bảng thể tích tích luỷ cho mổi giờ trong ngày. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 43 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 28: Thể tích tích luỷ theo giờ. Giờ %Q Qh (m3/h) Vv (m 3) Vb (m 3) Hiệu số thể tích (m3) 1 2,9 17,2 17,2 25,1 7,9 2 2,9 17,2 34,4 50,2 15,8 3 2,4 14,3 48,8 75,3 26,6 4 2,4 14,3 63,1 100,5 37,3 5 2,9 17,2 80,3 125,6 45,2 6 3,0 18,4 98,7 150,7 52,0 7 5,7 34,4 133,1 175,8 42,7 8 8,1 48,8 181,9 200,9 19,0 9 7,1 43,0 224,9 226,0 1,1 10 6,7 40,2 265,1 251,1 -13,9 11 4,3 25,8 290,9 276,3 -14,6 12 4,0 24,4 315,3 301,4 -13,9 13 2,9 17,2 332,5 326,5 -6,0 14 2,9 17,2 349,7 351,6 1,9 15 3,3 20,1 369,8 376,7 6,9 16 7,1 43,0 412,8 401,8 -11,0 17 5,7 34,4 447,2 426,9 -20,3 18 4,5 27,0 474,2 452,1 -22,2 19 4,8 28,7 502,9 477,2 -25,7 20 4,2 25,2 528,2 502,3 -25,9 21 3,8 23,0 551,1 527,4 -23,7 22 3,3 20,1 571,2 552,5 -18,7 23 2,9 17,2 588,4 577,6 -10,8 24 2,4 14,3 600 600 0,0 Tổng 100 600 – Thể tích lý thuyết bể điều hoà bằng hiệu đại số giá trị dƣơng lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích luỷ: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 44 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 52 – (-25,9) = 77,9 m 3 Trong đó: Vđh(lt) : thể tích lý thuyết của bể điều hoà, m 3 Vmax : hiệu số thể tích tích luỷ lớn nhất, Vmax = 52 m 3 Vmin : hiệu số thể tích tích luỷ nhỏ nhất, Vmin = -25,9 m 3 – Thể tích thực tế bể điều hoà: Vđh(tt) = 1,2  Vđh(lt) = 1,2  77,9 = 93,4 m 3 – Thời gan lƣu nƣớc trong bể: giôø 7,3 25 4,93 Q V t h )tt(ñh  – Bể điều hoà có hình dạng chử nhật, chọn chiều cao công tác của bể Hct = 3 m, chiều cao phần bảo vệ hbv = 0,4 m, vậy chiều cao xây dựng bể điều hoà: H = Hct + hbv = 3 + 0,4 = 3,4 m – Diện tích bể: m6m2,5LBm 31 3 4,93 H V F 2 ct )tt(ñh  Bể điều hoà thiết kế với hệ thống khuấy trộn kiểu thổi khí, thiết bị sục khí làm bằng các ống đục lổ dl = 5mm bố trí mặt dƣới ống, cách đáy 610cm (theo điều 6.4.3. trong 20 TCN-51-84). – Lƣợng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: qkhí = R  Vđh(tt) = 0,012  93,4 = 1,12 m 3/phút = 67,3 m3/giờ = 18,7 l/s Trong đó: R : tốc độ khí nén, R = 1015 l/m3.phút, theo bảng 9-7 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết), chọn R = 12 l/m3.phút = 0,012 m3/m3.phút Vđh(tt) : thể tích thực tế bể điều hoà, Vđh(tt) = 93,4 m 3. Bể điều hòa khuấy trộn bằng khí nén sử dụng ống đục lổ, bố trí theo dạng lƣới. Lƣu lƣợng khí qua mổi lổ từ 28 – 133 l/phút.lổ, hiệu suất chuyển hoá ôxy từ 22 – 29%. Chọn lƣu lƣợng khí l = 40 l/phút.lổ, hiệu suất chuyển hoá oxy  = 26%. – Số lổ khuếch tán khí: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 45 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng loå 301000 40 12,1 1000 l q n khí  – Lƣu lƣợng khí qua mổi lổ khuếch tán thực tế: l/phuùt 37,3 30 1120 n q l khítt  Chọn số lổ theo chiều dài bể nl = 6 lổ, số lổ theo chiều rộng bể nr = 5 lổ, nhƣ vậy khoảng cách giữa các lổ theo chiều dài là: m1 6 6 n L l l l  Trong đó: L : chiều dài bể điều hoà, L = 6 m. – Khoảng cách giữa các lổ theo chiều rộng bể: m04,1 5 2,5 n B l r r  Trong đó: B : chiều rộng bể điều hoà, B = 5,2 m. Với lƣu lƣợng qkhí = 18,7 l/s, chọn vận tốc khí trong ống chính nằm trong khoảng 6 – 9 m/s, vậy đƣờng kính ống chính nằm trong khoảng 51 – 63mm, chọn đƣờng kính ống D = 63mm, kiểm tra lại vận tốc trong ống: m/s 6 06,014,3 40187,0 D14,3 4q v 22 khí        Vận tốc trong ống nhánh chọn trong khoảng 9 – 15 m/s, vậy đƣờng khính ống nhánh nằm trong khoảng từ 20 – 27 mm, chọn đƣờng kính ống nhánh d = 27 mm, vnh = 8 m/s. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 46 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 29: thông số kỹ thuật bể điều hoà lƣu lƣợng Thông số Đơn vị Giá trị Vđh(lt) m 3 77,9 Vđh(tt) m 3 93,4 t Giờ 3,7 F m2 31 H m 3,4 Hct m 3 hbv m 0,4 B m 5,2 L m 6 Bảng 30: thông số kỹ thuật về cấp khí cho bể điều hoà lƣu lƣợng Thông số Đơn vị Giá trị qkhi m 3/phút 1,12 n Lổ 8 ltt Lít/phút 37,3 v m/s 6 D m 0,063 qnh m 3/s 0,005 vnh m/s 8 Dnh m 0,027 Nƣớc thải sau khi ra khỏi bể điều hoà sẻ có lƣu lƣợng không đổi theo thời gian: Q = 25 lít/s Hiệu suất khử BOD5 và COD đạt 25%, nồng độ các chất ra khỏi bể điều hoà còn lại là: BOD5(ra) = BOD5(v)  (100% - 25%) = 1709  (100% - 25%) = 1282 mg/l COD(ra) = COD(v)  (100% - 25%) = 2200  (100% - 25%) = 1650 mg/l ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 47 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 31: nồng độ các chất vào và ra khỏi bể điều hoà Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1709 1282 COD mg/l 2200 1650 SS mg/l 630 630 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 0 5 10 15 20 25 30 Thôøi gian (Giôø) Lö u lö ôï ng (m 3/ h) löu löôïng tröôùc khi vaøo beå löu löôïng sau khi ra khoûi beå Hình 7: Đồ thị phân bố lƣu lƣợng trƣớc khi vào bể điều hoà và sau khi ra khỏi bể điều hoà. 3.2.3. Tính toán công suất máy nén khí – Lƣu lƣợng không khí cần thiết lý thuyết: qkhí = 18,7 l/s = 0,0187 m 3/s – Lƣu lƣợng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển 8%: s/m 234,0 08,0 0187,0 %8 q q 3khíy  – Lƣợng không khí thiết kế để chọn máy nén khí: qtk = qy  2 = 0,234  2 = 0,468 m 3/s – Ap lực của hệ thống nén khí: Hk = hd + hc + hf + Hct = 0,1 + 0,3 + 0,5 + 3 = 3,9 m Trong đó: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 48 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống, hd = 0,1 m hc : tổn thất cục bộ, hc = 1,3 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối, hf = 0,5 m – Ap lực không khí tính theo đơn vị at: at38,1 33,10 9,333,10 33,10 H33,10 P k      – Công suất máy nén khí:     kW19 8,0102 468,0138,34400 102 q1P34400 N 29,0 tk 29,0        Trong đó:  : hiệu suất máy nén khí,  = 80% Chọn 2 máy nén khí, một máy hoạt động và một máy dự phòng. 3.2.4. Cấu tạo bể điều hoà MAËT BAÈNG BEÅ ÑIEÀU HOAØ MAËT CAÉT DOÏC BEÅ ÑIEÀU HOAØ 5 2 0 0 3 4 0 0 3 0 0 0 1000 1 0 0 0 10006000 Hình 8: Cấu tạo bể điều hoà ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 49 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.3. Bể UASB 3.3.1. Cơ sở chọn phương án Xử lý sinh học bằng vi sinh vật yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ có trong nƣớc thải trong môi trƣờng không có oxy. Quy trình này đƣợc áp dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nƣớc thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao ( 500 mg/l) áp dụng quy trình xử lý hai bậc, bậc một xử lý yếm khí, bậc hai xử lý hiếu khí. 3.3.2. Tính toán thiết kế bể UASB Bảng 32: các thông số thiết kế bể UASB Chỉ số Đơn vị Giá trị Lƣu lƣợng m3/ngđ 600 BOD5 mg/l 1282 COD mg/l 1650 SS mg/l 630 Yêu cầu sau bể UASB: CODr  500 mg/l để đƣa qua quy trình xử lý hiếu khí tiếp theo, chọn CODr = 450 mg/l. – Hiệu quả làm sạch cần đạt của bể UASB: %73 1650 4501650 COD CODCOD E v rv      Trong đó: CODv : nồng độ COD dẩn vào bể UASB, CODv = 1650 mg/l. CODr : nồng độ COD dẩn ra khỏi bể UASB, CODr = 450mg/l. – Lƣợng COD cần khử 1 ngày:     kg/ngaøy72010450165060010CODCODQG 33rvngñ   Tải trọng khử COD hàng ngày (lấy theo bảng 12-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải TS. Trịnh Xuân Lai): a = 8 kgCOD/m3.ngày – Dung tích phần xử lý yếm khí: 3 k m 90 8 720 a G V  Tốc độ nƣớc đi lên trong bể: h/m 9,06,0  chọn v = 0,8 m/h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 50 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Diện tích mặt bằng bể cần thiết: 2tbh m 3,31 8,0 25 v Q F  Trong đó: Qtbh : lƣu lƣợng nƣớc thải dẩn vào bể UASB tính theo giờ, Qtbh = 25 m 3/h. v : vận tốc đi lên của nƣớc trong bể, v = 0,8 m/s – Chiều cao phần xử lý yếm khí: m9,2 4,31 90 F V H k1  – Chọn chiều cao vùng lắng: H2 = 1,2 m – Chọn chiều cao phần dự trữ: H3 = 0,3 m. – Chiều cao xây dựng bể UASB: H = H1 + H2 + H3 = 2,9 + 1,2 + 0,3 = 4,4 m – Thể tích toàn bộ bể UASB: Vt = H  F = 4,4  31,4 = 138 m 3 – Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc trong bể:   giôø1,5 25 3,04,44,31 Q )HH(F t tbh 3      Kích thƣớc bể UASB: ta có diện tích mặt bằng bể F = 31,4 m2, chọn chiều dài của bể L = 6 m vậy chiều rộng của bể B = 5,2 m. 2m4,31m6m2,5LBF  Tính toán phần máng lắng cặn: chọn góc nghiêng của máng lắng nghiêng một góc  = 500 so với tƣờng của bể UASB – Bể đƣợc chia làm 2 ngăn lắng, chiều rộng mỗi máng: m6,2 2 2,5 2 B b  – Chiều cao phần máng lắng: m6,150tg 4 2,5 tg 4 B H 0L  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 51 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: tỷ số giửa chiều cao máng lắng so với chiều cao xây dựng bể phải  30% %30 H HC  %30%6,35 4,4 6,1  Nhƣ vậy chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế. – Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng, thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng phải đảm bảo  1giờ Kiểm tra thời gian lƣu:   giôø6,1 25 3,06,14,31 Q )HH(F Q V t giôø 3L giôø l l      Trong đó: tl : thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng, (giờ) Vl : thể tích ngăn lắng, Vl = F  (H1 + H3) Qgiờ : lƣu lƣợng nƣớc thải theo giờ, Qgiờ = 25 m 3/h F : diện tích mặt bằng bể, F = 31,4 m2 HL : chiều cao ngăn lắng, HL = 1,6 m H3 : chiều cao phần bảo vệ, H3 = 0,3 m Nhƣ vậy thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế. Tính toán tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng – Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí: vận tốc nƣớc chảy qua khe vào ngăn lắng nằm trong khoảng 9  10 m/h, chọn v = 10 m/h Ta có: h/m10 b64 25 S Q v kkhe h      m104,0 1064 25 bk    Trong đó: bk : khoảng cách giửa hai tấm chắn khí, m Skhe : tổng diện tích tiết diện ngang của các khe, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 52 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Skhe = 4  L  bk (m 2) 3.3.3. Tính toán lượng khí mêtan sinh ra – Lƣợng khí sinh ra khi phân huỷ 1 kg COD là: m = 0,5 m3/kg COD – Vậy lƣu lƣợng khí sinh ra trong một ngày là: Qkhí = m  G = 0,5  720 = 360 m 3/ngđ Trong đó: G : lƣợng COD kgử mổi ngày, G = 720 kgCOD/ngđ Trong tổng toàn bộ thể tích khí sinh ra thì khí CH4 chiếm 75% thể tích, nhƣ vậy lƣợng khí mêtan do bể UASB sinh ra trong ngày là: /ngñm 270%75360%75QQ 3khíCH4  3.3.4. Tính toán dàn ống phân phối nước vào Phân phối nƣớc vào bể UASB bằng dàn ống xƣơng cá. Sơ đồ bố trí ống đƣợc thể hiện trên hình 6 Chọn vận tốc nƣớc trong ống chính vc = 1 m/s, vận tốc nƣớc trong ống nhánh vn = 1 m/s, vận tốc trong ống xƣơng cá vx = 1 m/s, đƣờng kính lổ phân phối dl = 15 mm. Tra bảng tính toán lƣu lƣợng ta có: – Đƣờng kính ống phân phối chính: Dc = 100 mm. – Đƣờng kính ống nhánh: Dn = 60 mm. – Đƣờng kính ống xƣơng cá d = 27 mm. 3.3.5. Tính toán lượng bùn sinh ra – Lƣợng sinh khối hình thành mỗi ngày:       ngñ/kgVS6,1110 60025,01 600450165004,0 k1 QCODCODY P 3 cd ngñrv x         Trong đó: Y : hệ số sản lƣợng bùn, Y = 0,04gVSS/gCOD = 0,04kgK/S/kgCOD CODv : nồng độ COD dẩn vào bể UASB, CODv = 1650 mg/l. CODr : nồng độ COD dẩn ra khỏi bể UASB, CODr = 450 mg/l Qngđ : lƣu lƣợng nƣớc thải, Qngđ = 600 m 3/ngđ kd : hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,025ngay -1 c : thời gian lƣu bùn trong bể, c = 60 ngày ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 53 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Lƣợng bùn bơm ra mỗi ngày: ngñ/m23,0 50 6,11 C P W 3 SS x b  Trong đó: CSS : nồng độ bùn trong bể UASB, Css = 50kg/m 3. Bảng 33: nồng độ các chất vào và ra khỏi bể UASB Chỉ số Đơn vị Giá trị Hiệu suất khử chất bẩn(%) Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1282 320 75 COD mg/l 1650 450 73 SS mg/l 630 189 70 3.3.6. Cấu tạo bể UASB Bảng 34: Các thông số cấu tạo bể UASB Thông số Đơn vị Giá trị  độ 50 HL m 1,6 H4 m 2,8 B m 5,2 L m 6 bk m 0,208 H1 m 2,9 H2 m 1,2 H3 m 0,3 H m 4,4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 54 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng AA MAËT BAÈNG BEÅ UASB 52 00 6000 Hình 9: Mặt bằng bể UASB B B MAËT CAÉT A-A 6000 41 00 28 00 44 00 Hình 10: Mặt cắt A-A bể UASB ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 55 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng MAËT CAÉT B-B 5420 28 00 41 0044 00 Hình 11: Mặt cắt B-B bể UASB 3.4. Bể Aeroten 3.4.1. Cơ sở lựa chọn phương án Nƣớc thải sau khi qua các công trình xử lý cơ học và sinh học bậc I nồng độ của các chất bẩn vẩn còn khá cao vì vậy nếu áp dụng bể aeroten cổ điển thông thƣờng để xử lý sẻ không đảm bảo tiêu chuẩn áp dụng và không đạt hiệu quả cao. Aeroten xáo trộn hoàn toàn là một giải pháp khá thông dụng vì phƣơng pháp này cho phép nồng độ BOD5 vào bể  1000 mg/l mà hiệu suất xử lý của công trình vẩn đảm bảo yêu cầu. 3.4.2. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn Đối với bể aeroten xáo trộn hoàn toàn thì hàm lƣợng chất rắn lơ lửng đầu vào không quy định và nồng độ BOD5 cho phép dƣới 1000mg/l (theo điều 6.5.3 sách 20 TCN 51-84) Bảng 35: Các thông số đầu vào của bể aeroten Chỉ số Đơn vị Giá trị Lƣu lƣợng m3/ngđ 600 BOD5 mg/l 320 BOD20 mg/l 470 COD mg/l 450 SS mg/l 189 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 56 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Để tính toán thiết kế bể aeroten cho hệ thống xử lý nƣớc thải của một cơ sở sản xuất thì cần có cá số liệu thực nghiệm. Tuy nhiên trong điều kiện không cho phép thì các số liệu có thể lấy theo giả thiết theo các tài liệu của một số nhà máy bia sẵn có trong khu vực miền trung, và theo các số liệu nghiên cứu trong các sách tính toán nƣớc thải. a. Xác định lƣu lƣợng bùn tuần hoàn cho bể aeroten AEROTEN Beå Laéng Q, X0 Qth, Xth Q+Qth, X Q, Xr Qb, Xth Hình 12: Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh aeroten – Viết phƣơng trình cân bằng vật chất cho bể aeroten:   XQQXQXQ ththth0  Trong đó: Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600 m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tuần hoàn, m 3/ngđ X0 : nồng độ chất rắn lơ lửng dễ bay hơi trong nƣớc thải dẫn vào bể aeroten, Xo = 189 mg/l. Xth : nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn, Xth = 10.000 mg/l. X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, X = 3000 mg/l. Giá trị X0 thƣờng rất nhỏ so với X và Xth, do đó trong phƣơng trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ qua đại lƣợng QX0. Khi đó phƣơng trình cân bằng vật chất sẽ có dạng:   XQQXQ ththth  ngñ/m 257 300010000 3 00 600 XX X QQ 3 th th      – Tỉ số bùn tuần hoàn lại bể aeroten: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 57 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng %40%100 300010000 3 00 %100 XX X a th      b. Xác định kích thƣớc bể – Xác định thể tích bể aeroten:     )m( k1X LLY)QQ( W 3 Cd tathC    Trong đó: c : thời gian lƣu bùn, c = 5  15ngày, chọn c = 10 ngày. Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600 m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tần hoàn, Qth = 257 m 3/ngđ Y : hệ số sản lƣợng bùn, Y = 0,40,8 mgVSS/mgBOD5 chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 La : nồng độ BOD5 dẩn vào bể aeroten, La = 320 mg/l Lt : nồng độ BOD5 ra khỏi bể aeroten, Lt = 70 mg/l X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, X = 3000mg/L. kd : Hằng số phân hủy nội bào, kd = 0,05ngày -1.     3m290 1005,013000 703206,0)25760(10 W     – Diện tích mặt bằng bể: 2 1 m83 5,3 290 H W F  Trong đó: H1 : chiều cao công tác bể aeroten, chọn H1 = 3,5 m W : thể tích công tác bể aeroten, W = 290 m3 – Chọn số đơn nguyên bể n = 2, chiều rộng mổi bể b = 4m, vậy chiều dài bể aeroten là: m10 42 83 b2 F L      – Chiều rộng toàn bộ bể aeroten: B = 2  b = 2  4 = 8m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 58 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Tính toán thời gian lƣu nƣớc trong bể: h1,8 24 1 257600 290 24 1 QQ W t th      Trong đó: t : thời gian lƣu nƣớc trong bể aeroten, giờ W : thể tích công tác bể aeroten, W = 290 m3 Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600 m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tần hoàn, Qth = 257 m 3/ngđ c. Tính toán lƣợng bùn dƣ sinh ra mổi ngày – Hệ số sản lƣợng bùn quan sát tính theo công thức:   mgBOD/mgVSS4,0 1005,01 6,0 k1 Y Y Cd b      – Lƣợng sinh khối bùn gia tăng mỗi ngày:     ngñ/kg60 10 703206004,0 10 LLQY P 33 tab x      Trong đó: La : nồng độ BOD5 dẩn vào bể aeroten, La = 320 mg/l Lt : nồng độ BOD5 ra khỏi bể aeroten, Lt = 70 mg/l Giả sử hàm lƣợng chất rắn lơ lửng dể bay hơi (VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, khi đó lƣợng tăng sinh khối bùn tổng cộng sẻ là:   kg/ngñ75 %80 60 %80 P P xSSx  – Khối lƣợng bùn thải bỏ mỗi ngày:   ngñ/kg15101006007510SSQPW 33 rngñSSxb   Trong đó: Wb : khối lƣợng bùn thải bỏ mổi ngày (kg/ngđ) SSr : lƣợng chất rắn lơ lửng còn lại trong dòng ra, SSr = 100mg/l – Xác định lƣu lƣợng bùn thải Ta có công thức: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 59 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng rarab C XQXQ XW    Trong đó: W : thể tích bể aeroten, W = 290m3. X : nồng độ bùn hoạt tính ở bể aeroten, X = 3000mg/l. Xra : nồng độ bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng, Xra = 80%  SSra = 80%  100 = 80mg/l. Qb : lƣu lƣợng bùn thải (m 3/ngđ) Qra : lƣu lƣợng nƣớc thải đã xử lý ra khỏi bể lắng, Qra = Q = 600m 3/ngđ. c : thời gian lƣu bùn, c = 10 ngày. Từ công thức trên ta có: ngñ/m 13 300010 8060013000290 X XQ-XW Q 3 C raraC b        d. Xác định lƣợng không khí cần thiết cung cấp cho aeroten – Lƣu lƣợng không khí đi qua 1m3 nƣớc thải cần xử lý (lƣu lƣợng riêng của không khí): 33a m/m2,19 5,314 4702 HK L2 D        nƣớc thải Trong đó: La : BOD20 của nƣớc thải vào bể aeroten, La = 470mg/l K : Hằng số sử dụng không khí: K = 14  18g/m4 khi sử dụng thiết bị khuyếch tán khí nhỏ mịn, chọn K = 16g/m4. H : Chiều sâu công tác bể, H1 = 3,5m – Thời gian thổi khí cần thiết vào bể aeroten chính bắng thời gian lƣu nƣớc trong bể: h8tt l  – Xác định cƣờng độ nạp khí: h.m/m3,8 8 5,32,19 t HD I 23 1 1      ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 60 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Lƣợng không khí thổi vào bể aeroten trong một đơn vị thời gian: h/m4782,1925DQV 3h  – Chọn thiết bị sục khí bằng đĩa phân phối với lƣu lƣợng không khí qua đĩa: 9611d  l/phút, chọn 80d  l/phút. – Số lƣợng đĩa phân phối: 100 6080 1000478 d V N     đĩa Giả sử số lƣợng đĩa theo bề rộng: Nb = 8đĩa/2bể = 4 đĩa/bể. Nhƣ vậy số lƣợng đĩa theo chiều dài bể: 12 8 100 N N N b l  đĩa Khoảng cách giữa các đĩa theo chiều rộng bể: m1 8 8 N B m b b  Khoảng cách giữa các đĩa theo chiều dài bể: m833,0 12 10 N L m l l  Chọn hiệu suất chuyển hóa Oxy của thiết bị E = 9%, hệ số an toàn của máy nén khí f = 2. – Lƣu lƣợng cần thiết của máy thổi khí tính theo công thức: s/m95,2 360009,0 478 2 3600E V fR 3m      – Ap lực của hệ thống nén khí: Hk = hd + hc + hf + Hct = 0,3 + 1,5 + 0,7 + 3,5 = 6 m Trong đó: hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống, hd = 0,3 m hc : tổn thất cục bộ, hc = 1,5 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối, hf = 0,7 m Hct : chiều sâu hữu ích của bể, Hct = 3,5m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 61 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Ap lực không khí tính theo đơn vị at: at58,1 33,10 633,10 33,10 H33,10 P k      – Công suất máy nén khí:     kW177 8,0102 95,2158,34400 102 R1P34400 N 29,0 m 29,0        Trong đó:  : hiệu suất máy nén khí,  = 80% Chọn 3 máy nén khí, mổi máy công suất 90kW, 2 máy hoạt động và một máy dự phòng. e. Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng hữu cơ – Tỉ số F/M: ngaøy.kg/kg47,0 300033,0 470 Xt L M F 1 a      Trong đó: F/M : tỉ lệ BOD có trong nƣớc thải và bùn hoạt tính (kgBOD/kgbùn.ngày) La : hàm lƣợng BOD20 nƣớc thải đầu vào, La = 470 mg/L t1 : thời gian lƣu nƣớc trong bể aeroten, t = 0,33ngày X : nồng độ bùn trong bể, X = 3000 mg/l – Tải trọng thể tích: ngñ.m/kgBOD23,110 230 600470 10 W QL 333a      Cả hai giá trị này đều nằm trong giới hạn cho phép đối với aeroten xáo trộn hoàn toàn nhƣ đã đề cập ở phía trƣớc: Tỷ số F/M trong khoảng: 0,2 ÷ 0,6 (kg/kg.ngày) và tải trọng thể tích trong khoảng: 0,8 ÷ 1,92 (kgBOD5/m 3.ngày). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 62 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.4.3. Cấu tạo bể aeroten Bảng 36: Các thông số cấu tạo bể aeroten Thông số Đơn vị Giá trị B m 8 b m 4 L m 10 H1 m 3,5 H m 4 N đĩa 161 Nl đĩa 10 Nb đĩa 8 ml m 1 mb m 0,833 A A B B 833 10 00 150 10 00 1000 40 00 40 00 10000 700 50 0 833 10 00 OÁn g da ån nö ôùc ra OÁng daån buøn tuaàn hoaøn OÁng daån khí neùn Hình 13: Mặt bằng bể aeroten xáo trộn hoàn toàn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 63 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 700 300 1220700 10000 OÁng daån nöôùc ra Hình 14: Mặt cắt A-A 8660 4000 500 500 OÁng daån khí neùn Hình 15: Mặt cắt B-B ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 64 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.5. Bể lắng 3.5.1. Cơ sở lựa chọn phương án Bể lắng đứng thƣờng đƣợc áp dụng cho các trạm xử lý nƣớc thải có công suất vừa và nhỏ. Khi sử dụng bể lắng đứng sau bể aeroten còn có tác dụng nén bùn trƣớc khi đƣa bùn đến các công trình xử lý cặn. 3.5.2. Tính toán thiết kế bể lắng đứng Các thông số tính toán bể lắng đứng (theo bảng 9-12 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết)) Đối với nƣớc thải sau khi xử lý bằng bùn hoạt tính: – Tải trọng bề mặt: AL = 25m 3/m2ngày – Tải trọng bùn: AS = 5g/m 2.h – Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng bề mặt: 2 A L m24 25 600 L Q A  – Diện tích bề mặt lắng theo tải trọng chất rắn:     2 S th S m8,26 100058,024 3000257600 A XQQ L       So sánh diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt và tải trọng bùn ta có: As > AL vậy chọn diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bùn: F = AS = 26,8m 2 – Đƣờng kính của bểlắng đứng: chọn số đơn nguyên của bể lắng đứng bằng hai bể: m4,4 214,3 8,264 2 F4 D        – Đƣờng kính ống trung tâm lấy bằng 20% đƣờng kính bể: m9,0m88,04,42,0D%20d  – Xác định chiều cao vùng lắng: Kiểm tra vận tốc đi lên của nƣớc trong bể lắng s/mm5,0v  (theo điều 7.11.1 sách 20 TCN 51-84) s/mm37,01000 3600248,26 257600 F QQ v th       ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 65 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Chiều cao hữu ích chủa bể lắng nằm trong khoảng: m8,37,2H1  , chọn H1 = 3m – Chiều cao phần chứa bùn lắng: m3,250tg 2 5,04,4 tg 2 dD h n2      Trong đó: h2 : chiều cao phần chứa bùn lắng (m) D : đƣờng kính bể lắng đứng, D = 4,4m dn : đƣờng kính đáy phần chứa bùn, dn = 0,5m  : góc nghiêng đáy bể lắng so với phƣơng ngang,  = 500 (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84) – Chiều cao bảo vệ: h3 = 0,4m – Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng: H = H1 + h2 + h3 = 3 + 2,3 + 0,4 = 5,7m – Chiều cao ống trung tâm: h = H1 = 3m (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84) Đƣờng kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đƣờng kính ống trung tâm (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84): dl = hl = 1,35  d = 1,35  0,9 = 1,19m Đƣờng kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đƣờng kính miệng loe và bằng (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84): dh = 1,3 dl = 1,3  1,19 = 1,54m Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84). Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục đƣợc tính theo công thức: m16,0 360024)9,04,4(14,3015,0 )257600( )dD(v Q4 m k       Trong đó: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 66 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vk : tốc độ dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk = 15mm/s = 0,015m/s (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84). – Thể tích phần lắng mổi bể:     322122l m7,4339,04,4 4 14,3 HdD 4 V    – Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc: h44,2 257600 247,43 2 QQ 24V 2t th l        – Thể tích phần chứa bùn của mỗi bể: 3 22 2 2 n 2 b m3,173,2 4 5,04,4 14,3 2 1 h 4 dD 2 1 V      3.5.3. Cấu tạo bể lắng đứng Bảng 37: Các thông số cấu tạo bể lăng đứng Thông số Đơn vị Giá trị H1 m 3 n Bể 2 D m 4,4 d m 0,9  Độ 50 h2 m 2,3 h3 m 0,4 H m 5,7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 67 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng MAËT BAÈNG BEÅ LAÉNG ÑÖÙNG II 10 00 10 80 1000 R770 R2420 R2200 R2050 R770 R696 R440 R2420 R2200 R2050 B A A B Hình 16: Mặt bằng bể lắng đứng MAËT CAÉT A-A BEÅ LAÉNG ÑÖÙNG II 1000 90 0 500 26 00 34 00 Hình 17: Mặt cắt A-A bể lắng II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 68 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng MAËT B-B BEÅ LAÉNG ÑÖÙNG II 1180 Hình 18: Mặt cắt B-B bể lắng II Nƣớc thải sau khi ra khỏi bể lắng đứng sẻ đƣợc dẩn ra hồ sinh học có sẵn của công ty, ở đây nƣớc thải sể tiếp tục đƣợc xử lý và khử trùng đến đạt tiêu chuẩn trƣớc khi thải ra cống thải thành phố. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 69 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 38: Các chỉ tiêu chất bẩn theo nƣớc thải ra khỏi bể lắng Chỉ số Đơn vị Giá trị Lƣu lƣợng m3/ngđ 600 pH 6,57,5 BOD5 mg/l 70 COD mg/l 99 SS mg/l 100 3.6. Bể mêtan 3.6.1. Lượng bùn dẫn đến bể mêtan – Bùn từ bể UASB: theo tính toán ở phần bể UASB Wbu = 0,23m 3/ngđ – Bùn từ bể lắng II: bùn trong bể lắng II sẻ đƣợc nén trƣớc khi dẩn ra, độ ẩm của bùn trƣớc khi nén P1 = 99,7%, độ ẩm sau khi nén đạt P2 = 97%, vậy lƣợng bùn dẩn vào bể mêtan là: ngñ/m3,1 97100 7,99100 13 P100 QW 3 2 1 bbl        Trong đó: Qb : lƣợng bùn dƣ tf bể aeroten, theo tính toán ở phần bể aeroten, Qb = 13m 3/ngđ – Lƣợng bùn tổng cộng: W = Wbu + Wbl = 0,23 + 1,3 = 1,53m 3/ngđ. – Dung tích bể mêtan: Wm = W  t = 1,53  30 = 46m 3 d 100W Wm   Trong đó: d : liều lƣợng cặn ngày đêm dẫn vào bể mêtan (%), d = 11% (lấy theo bảng 42-TCN-51-84) 3 m m14 11 1001,53 W    – Chọn chiều cao công tác bể mêtan H1 = 3m, số đơn nguyên n = 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 70 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Diện tích mặt bằng bể: 2 1 m m7 2 14 H W F  – Đƣờng kính mỗi bể: m2,2 14,32 74 2 F4 D        – Chọn chiều cao chóp trên H2 = 1m, chiều cao chóp đáy: H3 = 1m. – Tính lƣợng khí đốt sinh ra từ bể mêtan: Khả năng phân huỷ chất hƣu cơ: y = a – n.d = 44 – 0,4  11 = 39,6%. Trong đó: a : khả năng lên men tối đa của các chất hƣu cơ trong cặn đƣa vào bể, a = 44% ( điều 6.18.5 sách 20 TCN 51-84). n : hằng số phụ thuộc độ ẩm của cặn và chế độ lên men (lấy theo bảng 43-TCN-51-84), n = 0,4. d : liều lƣợng cặn ngày đêm dẫn vào bể mêtan (%), d = 11% (lấy theo bảng 42-TCN-51-84) – Lƣợng khí đốt tổng cộng ngày đêm: k = y(C0 + R0 + B0 )1000 = 0,396(0 + 0 +0,027)1000 = 10m 3/ngđ. Trong đó: C0 : lƣợng chất không tro trong cặn tƣơi, C0 = 0 R0 : lƣợng chất không tro trong rác, R0 = 0 B0 : lƣợng chất không tro bùn hoạt tính, /ngñ0,027m 100 27100 100 610 039,0 100 T100 100 A-100 BB 3bbk0        Với: Ab : độ ẩm háo nƣớc của bùn hoạt tính, Ab =6%. Tb : tỉ lệ độ tro trong bùn hoạt tính, Tb = 27% Bk : lƣợng chất khô trong bùn hoạt tính dƣ với độ ẩm 97% ngñ/m039,0 100 )97(3,1 100 )P1 0(W B 3blk      ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 71 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Bùn thải sau khi bể xử lý ở bể mêtan thì lƣợng bùn còn lại khoảng 70%: Wc = 70%  W = 70%  1,53 = 1,1m 3/ngđ Lƣợng bùn này không nhiều vì vậy sẻ đƣợc vận chuyển hàng ngày bằng xe ô tô ra bải chôn lấp của thành phố. 3.6.2. Cấu tạo bể mêtan Bảng 39: Thông số cấu tạo bể mêtan Thông số Đơn vị Giá trị H1 m 2 n Bể 2 D m 2,2 h2 m 1 h3 m 1 H m 4 MAËT BAÈNG BEÅ MEÂTAN 1 2 R500 R610 R720 R1100 R1320 400 60 0 400 A A 40 0 5 60 0 400 3 R1320 R1100 R720 R6 0 R500 2 1 Hình 19: Mặt bằng bể mêtan ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 72 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng MAËT CAÉT A-A BEÅ MEÂTAN 1220 415 600 400 32 00 20 00 4 3 2 1 Hình 20: Mặt cắt A-A bể mêtan. Chú thích: 1 : ống dẩn bùn vào bể mêtan, 100 2 : ống dẩn bùn ra khỏi bể mêtan, 100. 3 : ống thải khí mêtan, 27. 4 : nắp dan đậy bể mêtan. 5 : ngăn phân phối bùn. IV. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI PHƢƠNG ÁN II 4.1. Song chắn rác Tính toán thiết kể song chắn rác giống với phƣơng án I Bảng 40: Các thông số cấu tạo song chắn rác Thông số Đơn vị Giá trị B m 0,5 L m 1,55 H m 0,434 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 73 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 41: Nồng độ chất bẩn ra khỏi song chắn rác Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng ra Dòng vào BOD5 mg/l 1709 1709 COD mg/l 2200 2200 SS mg/l 664 630 4.2. Bể điều hoà Tính toán thiết kế bể điều hoà giống với phƣơng án I Bảng 42: Thông số cấu tạo bể điều hoà Thông số Đơn vị Giá trị Vđh(lt) m 3 77,9 Vđh(tt) m 3 93,4 t Giờ 3,7 F m2 31 H m 3,4 Hct m 3 hbv m 0,4 B m 5,2 L m 6 Bảng 43: Nống độ chất bẩn ra khỏi bể điều hoà Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1709 1282 COD mg/l 2200 1650 SS mg/l 630 630 4.3. Bể lắng đợt I 4.3.1. Nhiêm vụ bể lắng I Bể lắng I có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nƣớc. Ơ đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nƣớc sẻ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọnh nhẹ hơn sẻ nổi lên mặt nƣớc. Do công suất trạm xử lý nhỏ nên chọn bể lắng đứng để làm bể lắng I. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 74 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 4.3.2. Thính toán thiết kế bể lắng đứng I – Diện tích ống trung tâm tính theo công thức: 2 t s m 276,0 025.0 00694,0 v Q f  Trong đó: Qs : lƣu lƣợng nƣớc thải, Qs = 0,00694m 3/s vt : vận tốc nƣớc chuyển động trong ống trung tâm, vt  30mm/s, chọn vt = 25mm/s = 0,025m/s ( điều 6.5.4 sách 20 TCN 51-84). – Diện tích bề mặt ƣớt bể lắng tính theo công thức: 2s u m 6,11 0006.0 00694,0 v Q F  Trong đó: Qs : lƣu lƣợng nƣớc thải, Qs = 0,00694m 3/s v : vận tốc nƣớc chuyển động trong bể lắng, v  0,7mm/s, chọn vt = 0,6mm/s = 0,0006m/s (điều 6.5.4 sách 20 TCN 51-84). – Diện tích mặt bằng bể lắng : F = Fu + f = 11,6 + 0,276 = 11,876m 2 – Đƣờng kính của bể lắng: chọn số đơn nguyên làm việc n = 2bể m8,2 14,32 876,114 2 F4 D        – Đƣờng kính của ống trung tâm: m4,0 14,32 276,04 2 f4 d        – Chiều cao vùng lắng: H1 = v  t = 0,0006  1,5  3600 = 3,3m Trong đó: t : thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng, t = 1,5giờ – Chiều cao pần chóp cụt: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 75 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng m4,150tg 2 5,08,2 tg 2 dD h 0n2      Trong đó: dn : đƣờng kính phần đáy bể lắng, dn = 0,5m  : góc nghiêng đáy bể lắng so với phƣơng ngang,  = 500 (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84) – Chiều cao xây dựng bể lắng I: H = H1 + h2 + 0,3 = 3,3 + 1,4 + 0,3 =5m – Đƣờng kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đƣờng kính ống trung tâm (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51- 84): dl = hl = 1,35  d = 1,35  0,4 = 0,54m – Đƣờng kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đƣờng kính miệng loe và bằng (theo điều 6.5.9.c sách 20 TCN 51-84): dh = 1,3 dl = 1,3  0,54 = 0,702m – Tính hàm lƣợng cặn trôi theo nƣớc ra khỏi bể lắng I: l/mg315 100 50100 630 100 E100 CC lvr      Trong đó: Cv : hàm lƣợng chất rắn lơ lửng đƣa vào bể, Cv = 630mg/l. El : hiệu suất lắng của bể lắng I, El = 50%. – Lƣợng BOD5 qua bể lắng đứng đợt I giảm E = 15%, vậy nồng độ BOD5 ra khỏi bể lắng: l/mg1095 100 15100 1288 100 E100 CC BODvBOD      Trong đó: CBODv : hàm lƣợng BOD5 đƣa vào bể, CBODv = 1288mg/l. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 76 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bảng 44: Thông số cấu tạo bể lắng I Thông số Đơn vị Giá trị F m2 11,876 H m 5 H1 m 3,3 h2 m 1,4 hbv m 0,3 D m 2,8 d m 0,4 Bảng 45: Nống độ chất bẩn ra khỏi bể điều hoà Chỉ số Đơn vị Giá trị Dòng vào Dòng ra BOD5 mg/l 1282 1095 COD mg/l 1650 1402 SS mg/l 630 315 4.4. Bể aeroten bậc I Việc tính toán aeroten và chọn các thông số giống với phƣơng án I 4.4.1. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn Bảng 46: Các thông số đầu vào của bể aeroten Chỉ số Đơn vị Giá trị Lƣu lƣợng m3/ngđ 600 BOD5 mg/l 1095 BOD20 mg/l 1610 COD mg/l 1402 SS mg/l 315 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 77 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Xác định lƣu lƣợng bùn tuần hoàn cho bể aeroten AEROTEN Beå Laéng Q, X0 Qth, Xth Q+Qth, X Q, Xr Qb, Xth Hình 21: Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh aeroten – Viết phƣơng trình cân bằng vật chất cho bể aeroten:   XQQXQXQ ththth0  Trong đó: Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600 m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tuần hoàn, m 3/ngđ X0 : nồng độ chất rắn lơ lửng dễ bay hơi trong nƣớc thải dẫn vào bể aeroten. Xth : nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn, Xth = 10.000 mg/l. X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, X = 3000 mg/l. Giá trị X0 thƣờng rất nhỏ so với X và Xth, do đó trong phƣơng trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ qua đại lƣợng QX0. Khi đó phƣơng trình cân bằng vật chất sẽ có dạng:   XQQXQ ththth  ngñ/m 257 300010000 3 00 600 XX X QQ 3 th th      – Tỉ số bùn tuần hoàn lại bể aeroten: %40%100 300010000 3 00 %100 XX X a th      ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 78 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Xác định kích thước bể – Xác định thể tích bể aeroten:     )m( k1X LLY)QQ( W 3 Cd tathC    Trong đó: c : thời gian lƣu bùn, c = 5  15ngày, chọn c = 10 ngày. Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600 m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tần hoàn, Qth = 257 m 3/ngđ Y : hệ số sản lƣợng bùn, Y = 0,40,8 mgVSS/mgBOD5 chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 La : nồng độ BOD5 dẩn vào bể aeroten, La = 1095 mg/l Lt : nồng độ BOD5 ra khỏi bể aeroten, Lt = 582 mg/l X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, X = 3000mg/L. kd : Hằng số phân hủy nội bào, kd = 0,05ngày -1.     3m666 1005,013000 58219 56,0)257600(10 W     – Diện tích mặt bằng bể: 2 1 m166 4 666 H W F  Trong đó: H1 : chiều cao công tác bể aeroten, chọn H1 = 4m. – Chọn số đơn nguyên bể n = 2, chiều rộng mổi bể b = 6m, vậy chiều dài bể aeroten là: m14 62 166 b2 F L      – Chiều rộng toàn bộ bể aeroten: B = 2  b = 2  6 = 12m – Tính toán thời gian lƣu nƣớc trong bể: h1824 257600 666 24 QQ W t th      ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 79 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Trong đó: t : thời gian lƣu nƣớc trong bể aeroten, giờ W : thể tích công tác bể aeroten, W = 666m3 Q : lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 600m3/ngđ Qth : lƣu lƣợng bùn hoạt tính tần hoàn, Qth = 257m 3/ngđ – Tính toán lƣợng bùn dƣ sinh ra mổi ngày – Hệ số sản lƣợng bùn quan sát tính theo công thức:   mgBOD/mgVSS4,0 1005,01 6,0 k1 Y Y Cd b      Xác định lưu lượng bùn thải – Ta có công thức: rarab C XQXQ XW    Trong đó: W : thể tích bể aeroten, W = 666m3. X : nồng độ bùn hoạt tính ở bể aeroten, X = 3000mg/l. Xra : nồng độ bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng, Xra = 80%  SSra = 80%  315 = 252mg/l. Qb : lƣu lƣợng bùn thải (m 3/ngđ) Qra : lƣu lƣợng nƣớc thải đã xử lý ra khỏi bể lắng, Qra = Q = 600m 3/ngđ. c : thời gian lƣu bùn, c = 10 ngày. Từ công thức trên ta có: ngñ/m 13 300010 2526001300666 X XQ-XW Q 3 C raraC b        – Lƣu lƣợng không khí đi qua 1m3 nƣớc thải cần xử lý (lƣu lƣợng riêng của không khí): 33a m/m34 416 10952 HK L2 D        nƣớc thải Trong đó: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 80 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng La : BOD20 của nƣớc thải vào bể aeroten, La = 1095mg/l K : Hằng số sử dụng không khí: K = 14  18g/m4 khi sử dụng thiết bị khuyếch tán khí nhỏ mịn, chọn K = 16g/m4. H : Chiều sâu công tác bể, H1 = 4m – Thời gian thổi khí cần thiết vào bể aeroten chính bắng thời gian lƣu nƣớc trong bể: h18tt l  – Xác định cƣờng độ nạp khí: h.m/m6,7 18 434 t HD I 23 1 1      – Lƣợng không khí thổi vào bể aeroten trong một đơn vị thời gian: h/m8503425DQV 3h  – Chọn thiết bị sục khí bằng đĩa phân phối với lƣu lƣợng không khí qua đĩa: 9611d  l/phút, chọn 80d  l/phút. – Số lƣợng đĩa phân phối: 177 6080 1000850 d V N     đĩa Số lƣợng đĩa theo bề rộng: Nb = 12đĩa/2bể = 6 đĩa/bể. Số l