CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – LONG KHÁNH ĐƯỢC ĐỀ XUẤT TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN Dự án trạm xử lý nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn – Long Khánh được tính toán thiết kế với thông số đầu vào được tham khảo từ nhà máy bia Sài Gòn – Nghệ An và nhà máy bia Heneiken Việt Nam – Tiền Giang. Với chi phí xây dựng và thiết bị 17,951,581,670 VNĐ (Mười bảy tỷ chín trăm năm mốt triệu năm trăm tám mốt nghìn sáu trăm bảy mươi đồng). Bản đồ dự kiến dự án xử lý nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn – Long Khánh 4 do an CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA 1. PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 1.1 Song chắn rác Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô có kích thước lớn chủ yếu là rác hữu cơ trong nước thải và là công trình đơn vị đầu tiên chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý tiếp theo.
Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào chiều rộng khe hở, tức là khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực quá lớn người ta phải thường xuyên cào rác. Tốc độ nước chảy qua các khe hở không được quá 1 m/s. Bể điều hòa Bể điều hòa làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải để tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình hoạt động của các công trình xử lý nước thải.
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỴ KHÍ Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành: - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng: như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Sludge Blanket), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước thải đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB); quá trình sinh học kỵ khí xáo trộn hoàn toàn. - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process), quá trình lọc kỵ khí tầng lơ lửng. Bể UASB Một tính chất quan trọng hàng đầu của UASB là khả năng duy trì một lượng sinh khối kỵ khí lớn trong hệ thống, vì vậy cho phép bể UASB hoạt động với tải trọng cao. 5 do an Nguyên lý hoạt động của bể Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đều trên diện tích đáy bể.
Hỗn hợp bùn kỵ khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (khoảng 70 – 80% CH4, 20 – 30% khí CO2) và nước. Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí được sinh ra nổi lên bề mặt làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, trộn đều nước thải với sinh khối. Khi hạt cặn nổi lên va phải tấm chắn bị vỡ ra, khí thoát lên trên, cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí qua khe cửa (8) vào ngăn lắng với vận tốc 9 – 10 m/h.
Hạt cặn trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy qua cửa (6) và tuần hoàn lại vùng phản ứng kỵ khí. Nước trong thu vào máng (10), theo ống (12) dẫn sang bể xử lý sinh học tiếp theo. Khí sinh học được dàn ống (11) thu vể bình chứa (13) rồi theo ống dẫn khí đốt (14) ra ngoài. Sơ đồ cấu tạo của bể UASB có ngăn lắng riêng 3.
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ 3.Hiếu khí lơ lửng Trong nước thải sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng, sinh sản và phát triển. Nước thải bao giờ cũng có những hạt chất rắn lơ lửng khó lắng. Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt lơ lửng này và phát triển thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các hợp chất hữu cơ nhiễm bẩn nước thể hiện bằng BOD. Các hạt bông này nếu được thổi khí và khuấy đảo lơ lửng ở trong nước và dần lớn lên do hấp phụ nhiều hạt 6 do an chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc.
Những hạt bông này khi ngừng thổi khí hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật trong nước cạn kiệt chúng sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn. Bùn này gọi là bùn hoạt tính. Hiếu khí dính bám trong quá trình này vi sinh vật cố định dính bám và phát triển trên bề mặt vật liệu đệm dạng rắn tạo thành các lớp màng sinh học (biofilms) hay màng vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động , vi sinh vật tiếp xúc với nước thải và tiêu thụ cơ chất (chất hữu cơ, dinh dưỡng, khoáng chất) có trong nước thải và làm sạch nước thải.
Trong quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám vẫn luôn tồn tại các chủng vi sinh kỵ khí ở lớp màng phía trong, nhiều hay ít tùy thuộc vào cường độ cấp khí. Bể lắng sinh học Bể lắng sinh học được sử dụng nhằm tách bùn hoạt tính sau xử lý nước thải ở bể aerotank, mương oxy hóa hoặc màng sinh học sau bể lọc sinh học. Cũng như bể lắng 1, bể lắng sinh học có thể xây dựng kiểu đứng, ngang hoặc ly tâm. Đối với nhà máy xử lý nước thải có lưu lượng trung bình và lớn thì thường sử dụng bể lắng ngang hoặc ly tâm.
PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ Các loại bể lọc, bồn lọc với vật liệu lọc dạng hạt được ứng dụng để loại bỏ màu và các hạt có kích thước nhỏ chứa trong nước thải công nghiệp 5. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI Nước thải sau khi đi qua các công trình xử lý, hàm lượng các chất ô nhiễm giảm đáng kể và lượng vi trùng cũng giảm theo nhưng vẫn còn vượt các tiêu chuẩn qui định và khử trùng là giai đoạn bắt buộc trước khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận. Các phương pháp khử trùng - Khử trùng bằng clo và các hợp chất chứa clo - Khử trùng bằng ozôn - Khử trùng bằng tia cực tím 7 do an CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA Nước thải từ nhà máy có thành phần, tính chất và nhiệt độ không ổn định, phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như: nước làm lạnh, nước ngưng tụ, nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng nấu, bể chứa, đường ống, sàn nhà,…nước thải từ hầm lên men, nước rửa chai,… Nước thải nhìn chung có giá trị COD vào khoảng 1500 mg/l hoặc có thể cao hơn, tỷ số BOD5/COD cao, hàm lượng các chất dinh dưỡng như N, P đồi dào, thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học.
THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – LONG KHÁNH Nhà nấu bia Nước thải sản xuất Đóng gói sản phẩm (1700 m3/ngày.đêm) Năng lượng Nước thải thu gom Căn tin Nước thải sinh hoạt Nhà vệ sinh tại khu vực nhà xưởng (30 m3/ngày.đêm) Khu vực văn phòng, phòng LAB Hình 3. Sơ đồ thành phần nước thải 8 do an 3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ THAM KHẢO 3. Sơ đồ công nghệ nhà máy bia Sài Gòn – Nghệ An Hình 3.
Sơ đồ công nghệ nhà máy bia Sài Gòn – Nghệ An (Nguồn: Công ty CP Cơ khí Môi trường ETM ) 9 do an 3. Sơ đồ công nghệ nhà máy bia Heneiken Việt Nam – Tiền Giang Hình 3. Sơ đồ công nghệ nhà máy bia Heneiken Việt Nam – Tiền Giang 4. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Bảng 3.
Thông số nước thải đầu vào nhà máy bia Sài Gòn – Long Khánh QCVN 40:2011/BTNMT Hiệu suất STT Thông số Đơn vị Giá trị Cột A (%) 1 COD mg/L 2350 75 98.5 2 sCOD mg/L 1720 - - 3 BOD5 mg/L 1400 30 97.86 10 do an 4 N tổng mgN/L 75 20 73.71 10 VSS mg/L 200 - - 11 SO42- mg/L 144 - - 12 pH - 5-11 6-9 - (Nguồn tham khảo từ thông số các chất ô nhiễm từ nhà máy bia Gài Gòn – Nghệ An và nhà máy bia Heneken – Tiền Giang) Tiêu chuẩn xả thải Nước thải của nhà máy sau khi qua hệ thống xử lý (được đề ra bên dưới) đạt quy chuẩn cột A QCVN 40:2011/BTNMT 4. Phương án 1 (hình 3. Phương án 2 (hình 3.5) Ghi chú Đường nước Đường bùn Đường hóa chất 11 do an Hình 3. Sơ đồ công nghệ phương án 1 12 do an Hình 3.
Sơ đồ công nghệ phương án 2 13 do an 5. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 5.Phương án 1 Phần nước Nước thải từ nhà máy bia gồm hai loại là nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt. Nước thải sản xuất (từ các công đoạn như vệ sinh nhà xưởng, đóng gói sản phẩm,…) cùng nước thải sinh hoạt từ các vị trí như: căn tin, nhà vệ sinh tại khu vực nhà xưởng, khu vực văn phòng, phòng LAB, được dẫn vào bể thu gom thứ nhất đồng thời trước bể có đặt song chắn rác thô nhằm giữ lại những loại rác thải có kích thước lớn. Các loại rác thải có kích thước nhỏ hơn tiếp tục được giữ lại ở song chắn rác tinh trước khi chúng được dẫn vào bể thu gom thứ hai.
Từ bể thu gom thứ hai, nước thải được bơm chìm bơm tới tháp giải nhiệt trước khi tiếp tục tự chảy xuống bể điều hòa, tháp giải nhiệt đóng vai trò giữ cho nhiệt độ nước thải luôn < 40oC. Để điều chỉnh pH nước thải trước khi vào các bể sinh học phía sau, nước thải được dẫn đến bể trung hòa pH, tại đây pH được trung hòa bằng NaOH và H2SO4. Nước thải tiếp tục được dẫn sang bể kỵ khí UASB nhằm xử lý các chất hữu cơ như COD, BOD, đồng thời chuyển hóa cắt mạch…các chất hữu cơ khó xử lý thành dạng dễ xử lý và hỗn hợp nhiều loại khí trong đó CH4 chiếm chủ yếu. Bên cạnh đó ở điều kiện kỵ khí còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý Nito, Photpho ở cụm bể sinh học thiếu – hiếu khí phía sau.
Nước thải được dẫn tiếp sang cụm bể thiếu khí (Anoxic tank) và bể hiếu khí (Aeration tank) nhằm xử lý photpho, nitơ cùng với phần COD, BOD còn lại. Bể lắng sinh học kế tiếp nhằm tách nước thải và bùn hoạt tính. Tiếp theo đó nước thải được dẫn sang hố thu một (đóng vai trò như bể chứa nước để bơm lọc) đồng thời tiến hành lọc bằng bồn lọc áp lực gồm hai lớp than anthracite và cát thạch anh nhằm xử lý màu và lượng SS còn lại.