Đề tài Tìm hiểu thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến mủ cao su

Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng PHAÀN I:BIA &PHÖÔNG PHAÙP SAÛN XUAÁT I. Giôùi Thieäu : -Bia laø moät nöôùc giaûi khaùt coù töø laâu ñôøi 7000 naêm tröôùc coâng nguyeân ñaõ coù ghi cheùp veà saûn xuaát bia. -Hieän nay nhu caàu bia treân theá giôùi cuõng nhö ôû Vieät Nam raát lôùn vì bia laø moät loaïi nöôùc uoáng maùt, boå, coù ñoä coàn thaáp, coù ñoä min xoáp, coù höông vò ñaëc tröng cuûa hoa houblon vaø caùc saûn phaåm trong quaù trình leân men taïo ra. Ñaëc bieät CO2 baõo hoaø trong bia coù taùc duïng laøm giaûm nhanh côn khaùt cuûa ngöôøi uoáng, nhôø nhöõng öu ñieåm naøy maø bia ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû haàu heát khaép caùc nöôùc treân theá giôùi vaø saûn löôïng ngaøy caøng taêng. -ÔÛ Vieät Nam cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa neàn kinh teá daãn ñeán thu nhaäp cuûa ngöôøi daân ngaøy caøng cao. Nhu caàu söû duïng caùc loaïi nöôùc giaûi khaùt cuõng nhö bia caøng taêng, trong nhöõng naêm qua caùc nhaø maùy bia ñöôïc ñaàu tö xaây döïng ngaøy caøng nhieàu baèng kinh phí cuûa nhaø nöôùc, tö nhaân vaø nöôùc ngoaøi, ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa ngöôøi tieâu duøng. -Vôùi söï xuaát hieän cuûa nhieàu nhaø maùy saûn xuaát bia thì caùc loaïi chaát thaûi ra trong qui trình saûn xuaát bia cuõng khoâng ngöøng taêng leân.Cuøng vôùi caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi cuûa caùc ngaønh coâng nghieäp khaùc ñaõ gaây ra söï oâ nhieãm naëng neà ñoái vôùi moâi tröôøng vaø ngaøy caøng trôû thaønh vaán ñeà caáp baùch mang tính chaát xaõ hoäi vaø chính trò cuûa coäng ñoàng.Vì vaäy vieäc nghieân cöùu, thieát keá ra caùc heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi trong ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia laø moät yeâu caàu caáp thieát cho vieäc baûo veä moâi tröôøng cuøng vôùi caùc hoaït ñoäng mang tính thieát thöïc ñoái vôùi moâi tröôøng seõ ñaûm baûo cho söï phaùt trieån beàn vöõng cuûa xaõ hoäi loaøi ngöôøi vaø caùc loaïi sinh vaät soáng treân haønh tinh chuùng ta. II. Qui Trình Saûn Xuaát Cuûa Nhaø Maùy Bia: 1.Bia ñöôïc saûn xuaát theo hai phöông phaùp leân men cô baûn: -Phöông phaùp saûn xuaát truyeàn thoáng. -Phöông phaùp saûn xuaát hieän ñaïi. Theo phöông phaùp leân men truyeàn thoáng, quaù trình saûn xuaát baét buoäc phaûi qua nhöõng gia ñoaïn chuû yeáu sau ñaây: -Ñöôøng hoaù tinh boät thaønh ñöôøng nhôø enzym amylase cuûa malt hoaëc amylase cuûa vi sinh vaät(neáu söû duïng nguoàn tinh boät thay theá malt). -Leân men chính. -Leân men phuï, taïo saûn phaåm. Theo phöông phaùp leân men hieän ñaïi, caùc quaù trình cuõng töông töï nhö TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng ñaët trong thieát bò leân men, ngöôøi ta ñieàu khieån quaù trình leân men chính, phuï xen keõ vaø cuoái cuøng toaøn boä heä thoáng ñöôïc leân men phuï. Hieän nay, phöông phaùp leân men truyeàn thoáng vaãn ñöôïc aùp duïng trong saûn xuaát vaø vaãn ñöôïc phaùt trieån raát maïnh ôû nhieàu nöôùc treân theá giôùi 2.Sô ñoà quy trình saûn xuaát bia: Malt khoâ Xay nghieàn Pheá lieäu Ngaâm naáu, ñöôøng hoaù Loïc trong Nöôùc Xöû lyù TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng 3.Thuyeát minh coâng ngheä saûn xuaát bia: · Nghieàn nguyeân lieäu :muïc ñích laø nghieàn thaønh nhieàu maûnh, taêng dieän tích tieáp xuùc vôùi nöôùc ñeå quaù trình thuyû phaân vaø ñöôøng hoaù xaûy ra nhanh hôn vaø deã daøng hôn. -Thieát bò duøng ñeå nghieàn malt laø maùy nghieàn truïc. -Ñoái vôùi nguyeân lieäu haït chöa qua khaâu öôm maàm, haït tinh boät cöùng, khoù phaù vôõ vaø naáu chín, vì vaäy chuùng phaûi ñöôïc nghieàn thaät mòn.Thieát bò duøng ñeå nghieàn nguyeân lieäu thay theá laø maùy nghieàn buùa. -Maùy nghieàn buùa coù theå duøng ñeå nghieàn malt trong tröôøng hôïp chaát löôïng keùm,tyû leä haït naûy maàm khoâng cao. Hoà hoaù vaø ñöôøng hoaù: ñoái vôùi caùc loaïi nguyeân lieäu haït chöa öôm maàm nhö TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng -Giaûi phaùp thieát bò cho vieäc hoà hoaù laø naáu chaùo bình thöôøng ôû noài hoà hoaù voû hoaëc haáp döôùi aùp suaát cao (2,5kg/cm2 vaø thôøi gian 15ph). -Muïc ñích cuûa quaù trình thuyû phaân vaø ñöôøng hoaù laø taïo ñieàu kieän thích hôïp veà nhieät ñoä vaø pH cuûa moâi tröôøng ñeå heä enzim thuyû phaân trong malt chuyeån hoaù caùc hôïp chaát cao phaân töû (chuû yeáu laø hydrat cacbon vaø protein ) thaønh caùc saûn phaåm thaáp phaân töû, hoaø tan beàn vöõng, taïo thaønh chaát chieát cuûa dòch ñöôøng. -Yeâu caàu kyõ thuaät: +Caùc ñieåm döøng : 520C – 15-20 ph 630C – 20-30 ph 730C – 20-30 ph ñun soâi – 10-15ph. +Tyû leä phoái troän nöôùc : Bia vaøng :1/5(1kg boät / 5lít nöôùc). Bia ñen : 1/3 · Loïc baõ: loïc baõ, nhaèm muïc ñích taùch pha loûng khoûi dung dòch hoaù caàn tieán haønh 2 böôùc : eùp dòch vaø röûa baõ malt. Yeâu caàu kyõ thuaät: -Dòch eùp phaûi trong. -Nhieät ñoä loïc :700C. -Thieát bò duøng ñeå loïc laø thuøng loïc ñaùy baèng, maùy loïc eùp khung baûn, eùp vít, ly taâm v.v.. -Sau khi loïc ngöôøi ta phaân nöôùc ñöôøng theo haøm löôïng ñöôøng ra laøm hai loaïi ñeå saûn xuaát bia coù chaát löôïng khaùc nhau. -Nöôùc ñöôøng coù haøm löôïng ñöôøng 8 - 9% ñeå saûn xuaát bia chai. -Nöôùc ñöôøng coù haøm löôïng ñöôøng 10 –12% ñeå saûn xuaát bia lon. -Quaù trình röûa baû keát thuùc khi noàng ñoä ñöôøng trong nöôùc giaûm xuoáng coøn 1 – 2%.Noàng ñoä chung cuûa hoãn hôïp dòch eùp vaø nöôùc röûa baõ caàn ñaït 90% so vôùi noàng ñoä yeâu caàu. · Naáu dòch ñöôøng vôùi hoa houblon : naáu dòch ñöôøng vôùi hoa houblon nhaèm caùc muïc ñích : -Hoaø tan caùc thaønh phaàn chaát trong hoa vaøo dòch ñöôøng( chuû yeáu laø chaát ñaéng, tinh daàu thôm, polyfenol vaø caùc hôïp chaát chöùa azot). -Keát laéng protit cao phaân töû ( do phaûn öùng vôùi polyfenol cuûa hoa) vaø laøm trong dòch ñöôøng. -Taïo phaûn öùng vôùi melanoid. -Taêng cöôøng ñoä maøu, noàng ñoä chaát hoaø tan vaø dieät caùc vi sinh vaät. Yeâu caàu kyõ thuaät: -Soâi maïnh, thôøi gian 1,5 – 2 giôø. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng -Taùch caùc loaïi caën khoûi dòch. -Baõo hoaø O2 cho dòch. -Thieát bi thoâng duïng ñeå haï nhieät ñoä cuûa dung dòch ñöôøng laø thuøng laéng Wirpool vaø maùy laïnh taám baûn. -Trong nhieàu tröôøng hôïp, sau maùy laïnh taám baûn ngöôøi ta ñaët maùy ly taâm ñeå taùch heát caën trong dòch ñöôøng. -Thôøi gian haï nhieät ñoä: 1 – 1,5h -Nhieät ñoä cuoái caàn ñaït: 8 – 100C. · Leân men chính: muïc ñích cuûa quaù trình laø ñeå chuyeån hoaù caùc chaát hoaø tan ôû trong dòch ñöôøng thaønh C2 H5 OH, CO2 vaø caùc saûn phaåm phuï khaùc ( sinh toång hôïp trong quaù trình hoaït ñoäng soáng cuûa teá baøo naám men).Quaù trình leân men chính ñöôïc tieán haønh trong ñieàu kieän nhieät ñoä 6 – 80C. -Gioáng naám men cho vaøo quaù trình leân men thöôøng vaøo khoaûng 10 – 15%. -Phöông phaùp leân men gia toác hieän nay ñöôïc tieán haønh ôû nhieät ñoä 10 – 120C. -Thieát bò duøng laøm leân men chính raát ña daïng. Tröôùc ñaây ngöôøi ta duøng thuøng goã soài, thuøng nhoâm, xaây beå ximaêng coát theùp ôû ñieàu kieän hôû. Ngaøy nay ngöôøi ta leân men trong caùc thieát bò kín ñöôïc gia coâng baèng theùp khoâng gæ.Hình daïng thuøng laø thaân truï ñaùy hình noùn vôùi goùc vaùt taïo thaønh 700. -Thôøi gian leân men: 7 – 12 ngaøy. -Quaù trình leân men chính keát thuùc khi haøm löôïng ñöôøng trong bia non coøn laïi khoaûng 30 – 35% so vôùi noàng ñoä ban ñaàu. · Leân men phuï vaø laøm chín bia: leân men phuï laø tieáp theo quaù trình leân men chính ñeå leân men tieáp phaàn ñöôøng coøn laïi nhöng vôùi toác ñoä chaäm. -Laøm chín bia laø quaù trình khöû diaxetil xuoáng döôùi haøm löôïng 0,2 mg/l, khöû röôïu baäc cao, aldehit, baõo hoaø CO2, taïo este vaø caùc saûn phaåm khaùc. -Vì hai quaù trình xaûy ra ñoàng thôøi, trong cuøng moät thieát bò vaø cuøng ñieàu kieän neân ta hay goïi chung laø taøng tröõ bia. -Ñieàu kieän nhieät ñoä : 1 – 20C. -Thôøi gian taøng tröõ : 20 – 180 ngaøy. · Loïc bia: bia sau khi taøng tröõ vaãn coøn ñuïc, löôïng teá baøo naám men, coøn nhieàu( khoaûng 30 – 50 vaïn teá baøo/ ml) vì vaäy muïc ñích cuûa quaù trình loïc laø ñeå laøm cho bia trong. -Loïc bia phaûi tieán haønh ôû ñieàu kieän nhieät ñoä 1 – 40C.Thieát bò duøng ñeå loïc bia thoâng thöôøng laø maùy loïc chaân khoâng khung baûn vôùi vaät lieäu loïc laø giaáy xen luloza coù ñoä xoáp khaùc nhau vaø chaát trôï loïc diatomit, maùy loïc TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng · Baõo hoaø CO2: bia sau khi loïc neáu haøm löôïng CO2 hoaø tan chöa ñaït yeâu caàu, ta phaûi baõo haøo boå sung. Khí CO2 tröôùc luùc naïp vaøo bia phaûi loïc ñeå khöû muøi. -Nhieät ñoä bia luùc naïp CO2 1 –4 0C -Aùp suaát laøm vieäc : 2 – 3 kg/cm2 · Ñoùng goùi bao bì: muïc ñích laø ñeå vaän chuyeån ñeán ngöôøi tieâu duøng vaø deã baûo quaûn. · Thanh truøng bia: bia sau khi ñoùng chai hoaëc lon phaûi thanh truøng. Muïc ñích cuûa quaù trình laø dieät naám men trong bia ñeå oån ñònh thaønh phaàn sinh hoïc vaø taêng thôøi gian baûo quaûn. -Nhieät ñoä toái ña luùc thanh truøng : 650C. -Thôøi gian giöõ nhieät ñoä toái ña: 10 - 15ph PHAÀN II:CAÙC NGUOÀN NÖÔÙC THAÛI GAÂY OÂ NHIEÃM I.Nöôùc Thaûi Trong Saûn Xuaát Bia Bao Goàm: -Nöôùc töø coäng ñoaïn röûa töø boä phaän naáu – ñöôøng hoùa, chuû yeáu laø nöôùc veä sinh thuøng naáu, beå chöùa, saøn nhaø,boàn leân men…coù chöùa nhieàu caën malt, tinh boät, baõ hoa vaø caùc hôïp chaát höõu cô carbonateous do vaäy coù haøm löôïng oâ nhieãm höõu cô raát cao. -Coâng ñoaïn chieát chai – dòch bia rôi rôùt trong quaù trình chieát. -Nöôùc röûa chai laø moät trong nhöõng doøng thaûi coù haøm löôïng oâ nhieãm lôùn trong saûn xuaát bia.Ngoaøi ra, nöôùc thaûi töø quaù trình röûa chai coù ñoä pH cao do nguyeân lyù röûa chai ñöôïc tieán haønh qua caùc böôùc: röûa vôùi nöôùc noùng, röûa baèng dung dòch kieàm loaõng noùng (1% - 3% NaOH), tieáp ñoù laø röûa saïch baån vaø nhaõn beân ngoaøi chai vaø cuoái cuøng laø phun kieàm noùng röûa beân trong vaø beân ngoaøi chai, sau ñoù röûa saïch baèng nöôùc noùng. -Nöôùc laøm nguoäi cuûa caùc thieát bò giaûi nhieät loaïi nöôùc naøy ñöôïc xem laø töông ñoái saïch. -Nöôùc röûa ngöôïc heä thoáng xöû lyù nöôùc. -Nöôùc veä sinh cuûa coâng nhaân. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng II.Sô Ñoà Doøng Thaûi Nhaø Maùy Bia: Chuaån bò NL Nöôùc meàm Nöôùc caáp ñeå röûa saøn thieát bò Naáu ñöôøng hoaù Loïc dòch ñöôøng Baõ malt Naáu hoa Taùch baõ Baõ malt Laøm laïnh Leân men chính phuï Baõ men Loïc bia Baõ loïc Baõo hoaø CO2 Chieát chai, lon Ñoùng naép Röûa chai Hôi nöôùc, Phuï gia Hoa houblon Hôi nöôùc Glycol hay nöôùc ñaù Men gioáng Hôi Xuùt TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng II.Thaønh Phaàn Vaø Tính Chaát Cuûa Nöôùc Thaûi: -Ñaëc tröng nöôùc thaûi bia laø coù haøm löôïng caùc chaát höõu cô protein vaø cacbonateous cao. · Nöôùc thaûi loïc baõ heøm trong coâng ngheä: -Ñaây laø loaïi nöôùc thaûi oâ nhieãm khaù maïnh.Nöôùc thaûi phaùt sinh töø coâng ngheä loïc pheøn, neân chuùng bò nhieãm baån chuû yeáu bôûi caùc chaát höõu cô, caën baõ heøm caùc Vi sinh vaät.Chæ tieâu oâ nhieãm nhö sau: COD = 4000- 5000 mg/l SS = 200- 300 mg/l · Nöôùc thaûi loïc dòch ñöôøng: -Loaïi nöôùc thaûi naøy thöôøng bò nhieãm baån höõu cô löôïng Glucoâ trong nöôùc naøy cuõng ôû möùc cao, laø moâi tröôøng thuaän lôïi cho söï phaùt trieån cuûa caùc loaïi vi sinh vaät. Ngoaøi ra, nöôùc thaûi loïc ñöôøng coù ñoä ñuïc vaø ñoä maøu khaù cao. · Nöôùc thaûi cuûa caùc thieát bò giaûi nhieät ñöôïc coi laø saïch nhöng coù nhieät ñoä cao 40- 450C coù theå coù moät löôïng daàu môõ nhöng khoâng ñaùng keå. -Trong saûn xuaát bia coâng ngheä ít thay ñoåi töø nhaø maùy naøy san nhaø maùy khaùc, söï khaùc nhau coù theå chæ laø söû duïng phöông phaùp leân men noåi hay chìm. Söï khaùc nhau cô baûn laø löôïng nöôùc söû duïng cho muïc ñích röûa chai, maùy moùc thieát bò, saøn nhaø, soá löôïng coâng nhaân söû duïng nöôùc cho sinh hoaït,…Ñieàu naøy daãn ñeán taûi löôïng nöôùc thaûi vaø haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm cuûa caùc nhaø maùy bia khaùc nhau. · Keát quaû phaân tích ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa moät soá nhaø maùy bia: Nhaø maùy II Nhaø maùy III Thoâng soá Ñôn vò Nhaø maùy I PH 5,7 –11,7 BOD5 mg/l 185 –2400 775 1622 COD mg/l 310 –3500 1220 2944 Nitô toång mg/l 48 –348 19,2 Photpho toång mg/l 1,4 –9,09 7,6 - Chaát khoâng tan mg/l 158 –1530 - - Taûi löôïng nöôùc thaûi m3/1000 lít bia 3,2 - - Taûi troïng kgBOD5/1000 3,5 - - TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng thaûi’’ Traàn Vaên Nhaân –Ngoâ Thò Nga) PHAÀN III:QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ I.Thoâng Soá Nhieãm Ñaàu Vaøo Vaø Caùc Chæ Tieâu Ñaàu Ra: · Caùc chæ tieâu ño ñöôïc cuûa nöôùc thaûi ñaàu vaøo: -pH: 8. -COD: 2000 mg/l. -BOD5: 1500 mg/l. -SS: 300 mg/l. · Caùc chæ tieâu sau khi xöû lyù ñaït tieâu chuaån thaûi loaïi B theo TCVN 5945 – 1995: -pH: 5,5 –9 -SS<100 mg/l. -BOD5<50 mg/l. -COD<100 mg/l. II.Caùc Chæ Tieâu Aûnh Höôûng Ñeán Vieäc Löïa Choïn Quy Trình Coâng Ngheä Xöû Lyù Nöôùc Thaûi: o Nhu caàu oxy sinh hoaù BOD (Biochemical Oxygen Demand): laø löôïng oxy caàn thieát cho vi khuaån soáng vaø hoaït ñoäng ñeå oxyhoaù caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi.Nhu caàu oxy sinh hoaù laø chæ tieâu raát quan troïng vaø tieän duøng ñeå chæ möùc ñoä nhieãm baån cuûa nöôùc thaûi bôûi caùc chaát höõu cô . - Trò soá BOD ño ñöôïc duøng roäng raõi ñeå: 1.Xaùc ñònh gaàn ñuùng löôïng oxy caàn thieát ñeå oån ñònh sinh hoïc caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. 2.Xaùc ñònh kích thöôùt thieát bò xöû lyù. 3.Xaùc ñònh hieäu suaát xöû lyù cuûa moät soá quaù trình. 4.Xaùc ñònh söï chaáp thuaän tuaân theo nhöõng quy ñònh cho pheùp thaûi chaát thaûi. o Nhu caàu oxy hoaù hoïc COD (Chemical Oxygen Demand): laø löôïng oxy caàn thieát ñeå oxy hoaù caùc chaát höõu cô vaø moät phaàn caùc chaát voâ cô coù trong nöôùc thaûi. Chæ tieâu BOD khoâng phaûn aûnh heát khaû naêng oxy hoaù caùc chaát höõu cô khoù bò oxy hoaù vaø caùc chaát voâ cô coù theå bò oxy hoùa trong nöôùc thaûi, nhaát laø nöôùc thaûi coâng nghieäp. Do vaäy, chæ tieâu COD coù giaù trò cao hôn giaù trò BOD. -Tyû soá COD/BOD caøng nhoû thì xöû lyù sinh hoïc caøng deã noùi caùch khaùc tyû soá BOD/COD caøng gaàn 1 thì nöôùc bò oâ nhieãm höõu cô caøng lôùn neân bieän TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR U NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng ñöôïc, coù theå loaïi boû khoûi nöôùc thaûi nhôø quaù trình keo tuï, laéng, loïc. Haøm löôïng chaát raén lô löûng laø chæ tieâu ñeå tính toaùn caùc beå laéng vaø xaùc ñònh soá löôïng caën laéng. Söï toàn taïi cuûa caën laéng lô löûng trong coâng trình söû lyù sinh hoïc seõ aûnh höôûng raát nhieàu ñeán hieäu xuaát cuûa quaù trình xöû lyù, do ñoù nöôùc thaûi caàn phaûi ñöôïc loaïi boû caën tröôùc khi ñi vaøo beå xöû lyù sinh hoïc( ñoái vôùi beå Aeroten thì löôïng caën lô löûng tröôùc khi vaøo beå naøy khoâng vöôït quaù 150 mg/l;vôùi beå UASB thì löôïng caën coù theå leân tôùi 3000mg/l). o Trò soá pH: cho bieát nöôùc thaûi coù tính trung hoaø pH=7 hay tính acid pH<7 hoaëc tính kieàm pH>7. Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc raát nhaïy caûm vôùi söï dao ñoäng cuûa trò soá pH. Quaù trình xöû lyù hieáu khí ñoøi hoûi giaù trò pH trong khoaûng 6,5 ñeán 8,5 khoaûng toái öu 6,8 ñeán 7,4; quaù trình xöû lyù kò khí giaù trò pH trong khoaûng 6,6 ñeán 7,6. o Ngoaøi caùc chæ tieâu neâu treân caùc chæ tieâu veà oxy hoaø tan DO; caùc kim loaïi naëng; caùc chaát dinh döôõng nhö nitô, photpho, sunfat;… aûnh höôûng raát nhieàu ñeán vieäc löïa choïn quy trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi ñeå ñaûm baûo hieäu quaû xöû lyù. Iii. Löïa Choïn Coâng Ngheä Xöû Lyù Nöôùc Thaûi: -Khi choïn moät coâng ngheä xöû lyù nöôùc phaûi caên cöù vaøo caùc yeâu caàu sau: ü Löu löôïng, thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc thaûi. ü Dieän tích maët baèng hieän coù, cuõng nhö caùc ñieàu kieän maø nhaø maùy coù theå chaáp nhaän. ü Tieâu chuaån ñaàu ra cuûa doøng thaûi. ü Ñaëc tính cuûa nguoàn tieáp nhaän. ü Kinh phí ñaàu tö ban ñaàu vaø chi phí vaän haønh. ü Ñaûm baûo khaû naêng xöû lyù khi nhaømaùy môû roäng saûn xuaát. -Taïi Vieät Nam caùc nhaø maùy bia haàu nhö khoâng ñöôïc ñöa vaøo caùc khu coâng nghieäp maø thöôøng coù nhaø maùy saûn xuaát ôû gaàn vôùi khu daân cö do vaäy nhaø maùy thöôøng coù dieän tích ñaët nhaø maùy nhoû. Trong quy trình xöû lyù nöôùc thaûi caàn coù caùc coâng trình chieám dieän tích vöøa phaûi phuø hôïp vôùi maët baèng hieän coù cuûa nhaø maùy. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng IV.Sô Ñoà Quy Trình Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Nhaø Maùy Bia: Beå gom Löôùi loïc raùc Beå ñieàu hoøa UASB Thieát bò ñònh löôïng Acid Sunfuric Maùy neùn khí Song chaén raùc Nöôùc thaûi TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng 1.Song chaén raùc: thöôøng laøm baèng kim loaïi, ñaët ôû cöûa vaøo cuûa keânh daãn seõ giöõ laïi caùc taïp vaät thoâ nhö gieû, raùc, bao nilon, vaø caùc vaät thaûi khaùc ñöôïc giöõ laïi, ñeå baûo veä caùc thieát bò xöû lyù nhö bôm, ñöôøng oáng, möông daãn…Döïa vaøo khoaûng caùch giöõa caùc thanh, ngöôøi ta chia song chaén raùc thaønh hai loaïi: -Song chaén raùc thoâ coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 60 ñeán 100mm. -Song chaén raùc mòn coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 10 ñeán 25mm. -Choïn song chaén raùc mòn coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh laø 25mm ñöôïc ñaët coá ñònh, nghieâng moät goùc 600 ñaët ôû cöûa vaøo beå gom vaø ñöôïc laáy raùc vaøo cuoái ngaøy. 2.Beå gom: laø nôi tieáp nhaän nguoàn nöôùc thaûi tröôùc khi ñi vaøo caùc coâng trình xöû lyù tieáp theo. Beå gom thöôøng ñöôïc laøm baèng beå toâng, xaây baèng gaïch. Trong quy trình naøy beå gom coøn coù taùc duïng ñieàu hoaø löu löôïng nöôùc thaûi. 3.Löôùi loïc: ñeå giöõ laïi caùc chaát lô löûng coù kích thöôùc nhoû. Löôùi coù kích thöôùc loã töø 0,5 ñeán 1mm.Khi tang troáng quay vôùi vaän toác 0,1 ñeán 0,5 m/s, nöôùc thaûi ñöôïc loïc qua beà maët trong hay ngoaøi, tuyø thuoäc vaøo söï boá trí ñöôøng daãn nöôùc vaøo. Trong nhaø maùy bia laø caùc maãu traáu, huyeàn phuø… bò troâi ra trong quaù trình röûa thuøng leân men, thuøng naáu, nöôùc loïc baõ heøm, seõ ñöôïc giöõ laïi nhôø heä thoáng löôùi loïc coù kích thöôùc loã 1mm.Caùc vaät thaûi ñöôïc laáy ra khoaûi beà maët löôùi baèng heä thoáng caøo. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng Voøi Phun Nöôùc Röûa Thuøng Quay Vôùi Löôùi Loïc Cöûa Daãn Nöôùc Thaûi Vaøo Cöûa Daãn Nöôùc Thaûi Ra Cöûa Thaùo Vaät Raén Cöûa Thaùo Caën 4.Beå ñieàu hoaø: ñöôïc duøng ñeå duy trì löu löôïng doøng thaûi vaøo gaàn nhö khoâng ñoåi, quan troïng laø ñieàu chænh ñoä pH ñeán giaù trò thích hôïp cho quaù trình xöû lyù sinh hoïc.Trong beå coù heä thoáng thieát bò khuaáy troän ñeå ñaûm baûo hoaø tan vaø san ñeàu noàng ñoä caùc chaát baån trong toaøn theå tích beå vaø khoâng cho caën laéng trong beå, pha loaõng noàng ñoä caùc chaát ñoäc haïi neáu coù. Ngoaøi ra coøn coù thieát bò thu gom vaø xaû boït, vaùng noåi. Taïi beå ñieàu hoaø coù maùy ñònh löôïng löôïng acid caàn cho vaøo ñeå ñaûm baûo pH töø 6,6 - 7,6 tröôùc khi ñöa vaøo beå xöû lyù UASB. 5.Beå UASB: taïi ñaây dieãn ra quaù trình phaân huyû caùc chaát höõu cô, voâ cô coù trong nöôùc thaûi khi khoâng coù oxy. Nöôùc thaûi ñöôïc ñöa tröïc tieáp vaøo phía döôùi ñaùy beå vaø ñöôïc phaân phoái ñoàng ñeàu ôû ñoù, sau ñoù chaûy ngöôïc leân xuyeân qua lôùp buøn sinh hoïc daïng haït nhoû vaø caùc chaát höõu cô, voâ cô ñöôïc tieâu thuï ôû ñaây. Quaù trình chuyeån hoaù caùc chaát baån trong nöôùc thaûi baèng vi sinh yeám khí xaûy ra theo ba böôùc: -Giai ñoaïn 1: moät nhoùm caùc vi sinh vaät töï nhieân coù trong nöôùc thaûi thuyû phaân caùc hôïp chaát höõu cô phöùc taïp vaø lipit thaønh caùc chaát höõu cô ñôn giaûn coù troïng löôïng nheï nhö monosacarit, amino acid ñeå taïo ra nguoàn thöùc aên vaø naêng löôïng cho vi sinh hoaït ñoäng. -Giai ñoaïn 2: nhoùm vi khuaån taïo men acid bieán ñoåi caùc hôïp chaát höõu cô ñôn giaûn thaønh caùc acid höõu cô thöôøng laø acid acetic, acid butyric, acid Propionic.ÔÛ giai ñoaïn naøy pH cuûa dung dòch giaûm xuoáng. -Giai ñoaïn 3: caùc vi khuaån taïo meâtan chuyeån hoaù hydroâ vaø acid acetic thaønh khí meâtan vaø cacbonic, pH cuûa moâi tröôøng taêng leân. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng 8 9 10 11 7 5 6 12 14 13 4 1 2 3 15 6.Beå Aeroten: sau khi nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù taïi beå UASB thì noàng ñoä caùc chaát höõu cô giaûm xuoáng seõ ñöôïc xöû lyù tieáp ôû beå Aeroten. Khi ôû trong beå, caùc chaát lô löûng ñoùng vai troø laø caùc haït nhaân ñeå cho vi khuaån cö truù, sinh saûn vaø phaùt trieån daàn leân thaønh caùc boâng caën goïi laø buøn hoaït tính.Buøn hoaït tính laø caùc boâng caën coù maøu naâu saãm chöùa caùc chaát höõu cô haáp thuï töø nöôùc thaûi vaø laø nôi cö truù ñeå phaùt trieån cuûa voâ soá vi khuaån vaø caùc vi sinh vaät soáng khaùc .Vi khuaån vaø caùc vi sinh vaät soáng duøng chaát neân(BOD) vaø chaát dinh döôõng (N,P) laøm thöùc aên ñeå chuyeån hoaù chuùng thaønh caùc chaát trô khoâng hoaø tan vaø thaønh caùc teá baøo môùi.Quaù trình chuyeån hoaù ñöôïc thöïc hieän xen keõ vaø noái tieáp nhau.Beå Aeroten ñöôïc cung caáp khí lieân tuïc vaøo beå ñeå troän ñeàu, giöõ cho buøn ôû traïng thaùi lô löûng trong nöôùc thaûi vaø caáp ñuû löôïng oxy caàn thieát cho caùc phaûn öùng sinh hoaù xaûy dieãn ra trong beå ñeå ñaùp öùng möùc ñoä xöû lyù yeâu caàu. -Taïi beå coù heä thoáng oáng daãn buøn tuaàn hoaøn töø ñaùy beå laéng ñôït 2 ñeå hoaø troän vôùi nöôùc thaûi ñi vaøo. 1.Beå ñieàu hoaølöu löôïng vaø traïm bôm 2;3Boä phaän ño vaø ñieàu chænh pH vaø chaát dinh döông N,P 4.OÁng daãn vaø phaân phoái nöôùc 5.Theå tích vuøng phaûn öùng yeám khí 6.Cöûa tuaàn hoaøn laïi caën laéng 7.Taám chaén khí 8.Cöûa daãn hoãn hôïp buøn nöôùc sau khi taùch khí 9.Theå tích vuøng laéng buøn 10.Maùng thu nöôùc 11.OÁng daãn hoãn hôïp khí 12.OÁng daãn nöôùc san beå Aeroten 13.Thuøng chöùa khí 14.OÁng daãn khí ñoát 15.OÁng xaû buøn TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng caën vaø nöôùc. Ñoàng thôøi coâ ñaëc buøn hoaït tính ñeán noàng ñoä nhaát ñònh ôû phaàn döôùi cuûa beå ñeå bôm tuaàn hoaøn laïi beå aeroten. 8.Beå khöû truøng: nhaèm muïc ñích phaù huyû tieâu dieät caùc loaøi sinh vaät gaây beänh chöa ñöôïc hoaëc khoâng theå tieâu dieät trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi.Trong nöôùc thaûi cuûa bia thì caùc loaïi naám, vi sinh vaät coù raát nhieàu. -Ñeå tieâu dieät hoaøn toaøn caùc vi sinh vaät gaây beänh, ta coù theå khöû truøng baèng caùc phöông phaùp khaùc nhau nhö: Clo hoaù, Ozon hoùa, tia cöïc tím UV…Thoâng thöôøng, phöông phaùp Clo hoaù ñöôïc ñöôïc söû duïng roâng raõi hôn. v Phaàn buøn ñaëc sau khi phaân huyû ñònh kyø ñöôïc bôm sang beå neùn buøn. Buøn dö töø beå UASB, Aeroten vaø buøn dö töø beå laéng ñôït 2 cuûa quaù trình buøn hoaït tính cuõng ñöôïc bôm sang beå neùn buøn.Buøn töø caùc quaù trình treân sau khi neùn ñöôïc bôm sang maùy eùp buøn eùp thaønh baùnh buøn. Baùnh buøn coù theå ñem laøm phaân boùn, choân laáp hôïp veä sinh. PHAÀN IV:TÍNH TOAÙN BEÅ UASB -Nöôùc thaûi sau khi söû lyù ôû beå UASB caàn ñaûm baûo noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm sao cho thuaän lôïi cho vieäc xöû lyù ôû beå Aeroten. -Caùc chæ tieâu ñaàu vaøo cuûa beå UASB: +pH:6,6 – 7,6. +COD: 2000 mg/l. +BOD5: 1500 mg/l. +SS: 300 mg/l. -Choïn hieäu quaû xöû lyù BOD laø 75%, ta coù löôïng COD caàn khöû trong moät ngaøy: gñ750kgCOD/n 100 5500.2000.7 100 .75Q.COD G bd === -Choïn taûi troïng xöû lyù trong beå UASB laø L=10kgCOD/m3.ngñ. -Theå tích phaàn xöû lyù yeám khí caàn thieát: 75 10 750 === L GV m3 -Choïn vaän toác nöôùc daâng trong beå laøvn= 0,9m/h(tieâu chuaån 0,6-0,9m/h .TL Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi.TS-Trònh Xuaân Lai) -Dieän tích beà maët cuûa beå: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng m F VH 24,3 148,23 75 1 === .Choïn H1=3,5 m. v Vaäy kích thöôùc xaây döïng cuûa beå UASB: -Chieàu daøi L=6m -Chieàu roäng R=4m -Toång chieàu cao xaây döïng cuûa beå UASB: H=H1+Hlaéng+Hd +Vôùi chieàu cao Hlaéng /1 m .Choïn Hlaéng=1,5m +Chieàu cao phaàn döï tröõ cuûa beå,choïn Hd=0,5m Vaäy: H=3,5+1,5+0,5=5,5m -Theå tích thöïc cuûa beå khi xaây döïng: Vb=6. 4. 5,5=132m3. -Thôøi gian löu nöôùc trong beå: h Q V T b 76,5 500 24.13224. === v Nöôùc tröôùc khi ñi vaøo ngaên laéng tröôùc heát phaûi taùch khí ra khoûi hoãn hôïp nöôùc thaûi baèng caùc taám taùch khí ñaët nghieâng so vôùi phöông ngang moät goùc töø 45-600.Choïn goùc nghieâng giöõa caùc taám khí vaø phöông ngang laø 550 ta coù: -Trong beå ta chia thaønh 2 ngaên laéng 4/ 55 L HH tg dlaéng + = èHlaéng+Hd=tg55.L/4 =tg55.6/4=2,14m -Chieàu cao phaàn laéng: H0=2,14-0,5=1,64 m -Khi thieát keá beå UASB, toång chieàu cao ngaên laéng vaø chieàu cao döï tröõ chieám treân 30% chieàu cao cuûa beå 1,5m 3m 1,5m TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng ht x Q RLH x Q V t laéng laénglaéng laéng 9,1 2/500 24.4).2/6.64,1(2/1.2 24 2/ ).2/.(2/1.2 24 2/ == == tieâu chuaån tlaéng/1h(Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi. TS-Trònh xuaân Lai) v Tính Taám Chaén Khí Vaø Taám Höôùng Doøng: -Choïn khe hôû giöõa taám chaén khí vaø höôùng doøng laø nhö nhau vaø cuøng nghieâng moät goùc 550.Toång dieän tích caùc khe hôû chieám töø 15-20% dieän tích cuûa beå.Choïn Skhe=16%Sbeå. -Vaäy dieän tích moät khe hôû: 48,0 8 24.16,0.16,0 === n SSkhe vôùi n soá khe hôû n=8 -Beà roäng moät khe hôû: mmm R S S khekhe 12012,04 48,0 ==== -Trong beå ta boá trí 8 taám chaén khí vaø 6 taám höôùng doøng · Tính toaùn taám chaén khí: -Taám chaén khí 1: +Chieàu daøi l=R=4000m +Choïn chieàu roäng b1=1000mm. +Taám chaén khí coù beà daøy 5mm +Vaäy chieàu cao cuûa taám chaén khí: h1=b1.sin55=1000.sin55=819mm -Taám chaén khí 2: Taám 2 Taám 1 b2 y1 b1 ld l1 TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng +Chieàu roäng cuûa taám thöù 2: b2=l1+ldö =1528,6+300=1828,6.Choïn b2=1800mm ldö phaàn dö ra cuûa taám chaén 2 choàng leân taám chaén 1 +Taám chaén khí thöù 2 coù chieàu daøy 5mm -Taám höôùng doøng: Taám cha én 1 Taám cha én 2 55 +Khoaûng caùch cuûa hai taám chaén khí1: R/2 – l – 2(b1+b2 – 300).cos55 +2.bkhe/sin55= 3000 – 200 – 2.2319cos55+2.120/sin55=432,7mm +Ñaây cuõng laø beà roäng cuûa taám höôùng doøng 1. Choïn beà roäng cuûa taám höôùng doøng thöù nhaát laød1= 440mm +Beà roäng cuûa taám thöù 2:d2=440/2.cos55=383,5mm.Choïn d2=380mm. -Caû 3 taám höôùng doøng ñeàu coù beà daøy 5mm v Heä thoáng phaân phoái nöôùc: -Ñoái vôùi beå UASB söû duïng buøn hoaït tính khi taûi troïng xöû lyù L> 4 kgCOD/m3.ngñ thì töø 2m2 dieän tích beà maët beå trôû leân ta seõ boá trí 1 vò trí phaân phoái nöôùc.Choïn 3m2 trôû leân coù moät vò trí phaân phoái nöôùc. +Soá vò trí phaân phoái nöôùc: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng -Vaän toác nöôùc chaûy trong oáng chính dao ñoäng töø 1- 2m/s.Choïn vaän toác doøng chaûy trong oáng chính vchinh=1,2m/s -Ñöôøng kính oáng chính seõ laø: mmm v Q oáng oáng 3,780783,02,1..3600.24 500.4 ..3600.24 .4 ====F pp +Choïn oáng chính Foáng=80mm ñöôïc laøm baèng nhöïa PVC +Kieåm tra laïi vaän toác nöôùc thaûi trong oáng chính voáng= sm Q oáng /15,1 3600.24.)10.80( 500.4 .3600.24.)( .4 232 ==F - pp -Nöôùc trong oáng chính töø beå bôm seõ ñöôïc chia laøm 2 oáng phuï, treân moãi nhaùnh boá trí 4 oáng nhaùnh phaân phoái nöôùc caùch ñaùy beå 0,3m.Taïi moãi nhaùnh boá trí van ñieàu tieát löu löôïng, van ño löu löôïng vaø oáng co(coù höôùng leân treân beà maët beå). -Choïn ñöôøng kính cuûa 2 oáng phuï coù ñöôøng kính 50mm ñöôïc laøm baèng nhöïa PVC, vaän toác nöôùc chaûy trong oáng: smQv oáng oáng /47,12..3600.24.)10.50( 500.4 2..3600.24.)( .4 232 ==F = - pp -Vaän toác nöôùc trong oáng nhaùnh phaân phoái nöôùc dao ñoäng töø 4 – 8m/s.Choïn 1000mm 6000m 4000mm OÁng chính OÁng phuï 1500mm 750mm OÁng nhaùnh TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng mmm v Q nhaùnh nhaùnh 12012,06..3600.24.4.2 500.4 ..3600.24.4.2 .4 ====F pp +Choïn oáng nhaùnh laø oáng nhöïa PVC coù ñöôøng kính 15mm +Kieåm tra laïi vaän toác nöôùc trong oáng nhaùnh: smQv nhaùnh oáng /09,42.4..3600.24.)10.15( 4.500 2.4..3600.24.)( 4. 232 == F = - pp -Caùc oáng ñöôïc ñaët döôùi ñaùy beå caùch ñaùy beå 0,3m.Taïi moãi oáng nhaùnh ta boá trí van ñieàu chænh löu löôïng vaø thieát bò ño löu löôïng ñeå ñaûm baûo vieäc phaân phoái nöôùc ñöôïc ñeàu trong beå. v Maùng thu nöôùc: -Trong beå UASB ta boá trí 2 maùng thu nöôùc ñaët giöaõ hai ngaên laéng doïc theo chieàu roäng cuûa beå.Maùng thu nöôùc ñöôïc taïo ñoä doác ñeå daãn nöôùc veà cuoái beå, roài theo ñöôøng oàng ñöa sang beå Aeroten. -Löu löôïng nöôùc vaøo moãi maùng: Qmaùng=Q/2=500/2.24.3600=2,89.10-3m3/s=2,89 l/s -Maùng coù tieát dieän chöõ nhaät.Vaän toác nöôùc chaûy trong maùng dao ñoäng töø 0,1 – 0,4m/s.Choïn vaän toác cuûa nöôùc chaûy trong maùng laø vmaùng= 0,15m/s.Ta coù tieát dieän öôùt cuûa maùng: 23 3 10.27,19 15,0 10.89,2 m v Q S maùng maùng öôùt - - === -Ñoä ñaày cuûa maùng laáy baèng 0,7 chieàu cao cuûa maùng. -Beà roäng cuûa maùng baèng 2 laàn chieàu cao cuûa maùng: b=2h Söôùt=höôùt.b=0,7h.2h=1,4h2 è mmmSh 117117,0 4,1 10.27,19 4,1 3 ==== - .Choïn h=120mm -Vaäy beà roäng cuûa maùng: b=2.120=240mm. -Maùng ñöôïc laøm baèng theùp khoâng gæ coù beà daøy 5mm -Tính ñoä doác ñaët maùng (theo Fedrov vaø Volcop): +Chu vi öôùt cuûa maùng: X=2(0,7.120+240)=648mm +Baùn kính thuyû löïc cuûa tieát dieän ñang xeùt: R=Söôùt/X=(120.0,7.240)/648=31,1mm=0,0311m +Heä soá nhôùt ñoäng hoïc n=0,008cm2/s ôû t0=320C(nhieät cuûa nöôùc thaûi trong beå UASB töø 270 –380C) +Heä soá Reynol: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng +Heä soá khoâng thöù nguyeân a=79 +Heä soá söùc caûn doïc ñöôøng chaûy khoâng aùp: 557,2) 5,2332 79 11,3.68,13 8,0lg(21 ) Re68,13 lg(21 =+-= +-= l l a R K tñ èl=0,153 -Vaäy ñoä doác ñaët maùng: %141,000141,0 81,9.2.0311,0.4 15,0.0153 2..4 . 22 ==== gR v i l -Choïn ñoä doác cuûa maùng laø 0,2% -Xung quanh moãi maùng boá trí 2 thanh raêng cöa coù chieàu daøi 4m, beà daøy 2mm.Vôùi khoaûng caùch 500mm boá trí moät ñinh oác coá ñònh. -Chieàu cao moät raêng cöa 70mm. -Ñoaïn vaùt ñænh raêng cöa 50mm. -Chieàu cao caû thanh 160mm. -Khoaûng caùch giöõa hai raêng cöa laø 60mm. -Nöôùc ñöôïc laáy ra ngoaøi baèng oáng nhöïa PVC ñöôøng kính50mm. v Tính löôïng buøn caàn cho vaøo beå ôû thôøi ñieåm ban ñaàu: -Noàng ñoä buøn trong beå phaûi ñaûm baûo trong khoaûng 31 – 37,5kg/m3 (‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Choïn noàng ñoä buøn ban ñaàu laø: C= 35kg/m3. -Löôïng buøn nuoâi caáy cho vaøo beå: +Theå tích ngaên phaûn öùng: Vr=V – Vlaéng=132 – 3.1/2(1,64.6/2).4=92m3. +Löôïng buøn nuoâi caáy tính theo troïng löôïng khoâ cho vaøo beå: Gbuøn=Vr.C=92.35=3220kg +Loaïi buøn ñöôïc laáy cho vaøo beå laø loaïi buøn laáy töø beå phaân huyû phaân gia suùc coù ñoä aåm 82%, khoái löôïng rieâng r=1,1kg/l.Vaäy theå tích buøn öôùt cho vaøo: 3659,33659 1,1.80 100.3220 .80 100. ml G V buønbuøn ==== r v Tính löôïng buøn sinh ra haøng ngaøy: -Löôïng buøn sinh ra dao ñoäng trong khoaûng: 0,05 – 0,1kgbuøn/kgCODbò khöû (‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila). Choïn giaù trò buøn sinh ra laø TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng -Choïn 3 oáng thu buøn coù ñöôøng kính laø 80mm coù ñuïc loã ñöôøng kính 20mm.Buøn ñöôïc xaû nhôø vaøo aùp löïc thuyû tænh cuûa coät nöôùc theo ñònh kyø coù boå sung theâm moät maùy bôm 1HP,taïi oàng thu buøn coù laép van xaû moät chieàu. Ba oáng thu buøn ñöôïc ñaët doïc theo chieàu daøi beå caùch ñaùy beå moät khoaûn 1000mm.Sau ñoù caùc oáng thu buoàn trong beå seõ ñöôïc daãn vaøo 1 oáng chung ñöôøng kính 100mm. v Tính löôïng khí sinh ra vaø oáng thu khí: -Theå tích khí sinh ra ñoái vôùi 1kgCOD bò khöû laø 0,5m3(‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Vaäy theå tích hoãn hôïp khí sinh ra trong moät ngaøy: Vkhí=0,5.750=375m3/ngaøy -Khí methane sinh ra khi 1kgCOD bò khöû laø 0,33m3(‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Vaäy theå tích khí CH4 sinh ra trong moät ngaøy: VCH4=0,33.750=247,5m3/ngaøy. -OÁng thu khí ñaët treân ngaên laéng caùch maët nöôùc 0,3m bao goàm 6 oáng.Vaän toác khí trong oáng dao ñoäng töø 10 – 15m/s.Choïn voáng=10m/s.Vaäy ñöôøng kính oáng caàn boá trí: mmm v V oáng khí 6,90096,0 6.10..3600.24 375.4 6....3600.24 .4 ====F pp Choïn oáng nhöïa PVC ñöôøng kính 15mm -Caùch oáng thu khí sau ñoù seõ daãn sang oáng chính coù ñöôøng kính 20mm ñöôïc laøm baèng nhöïa PVC. Vaän toác khí trong oáng: smv /75,9 )10.20.(.3600.24 375.4 23 == -p v Tính toaùn maùy bôm: -Nöôùc ñöôïc huùt töø ñaùy beå ñieàu hoaø coù cao trình cao hôn beå UASB.Trong thieát keá heä thoáng ta choïn beå ñieàu naèm treân maët ñaát, beå UASB coù cao trình thaáp hôn so vôùi maët ñaát laø 2m.Caùch boá trí 2 beå nhö hình veõ: TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng 2m 0,3m 5m 0,2m -Phöông trình Bernoulli cho hai maët caét öôùt taïi ñaàu vaøo oáng huùt vaø ñaàu ra oáng ñaåy cuûa bôm: z1+(p1/u)+(v12/2.g)+Hp=z2+(p2/u)+(v22/2.g)+ll.v22/D.2.g+SY -Vôùi: z1:vò trí ñaët oáng huùt. z2:vò trí ñaët oáng ñaåy. p1/u:aùp löïc cuûa coät nöôùc ôû beå ñieàu hoaø(m coät nöôùc). p2/u: aùp löïc cuûa coät nöôùc ôû beå UASBø(m coät nöôùc). Hp:toång aùp löïc khi bôm chaïy(m coät nöôùc). v1,v2:vaän toác chaûy ñaàu oáng huùt vaø oáng ñaåy taïi, oáng huùt ta laáy v1=0. ll.v22/D.2.g:toån thaát doøng chaûy trong oáng. SY: trôû löïc cuïc boä. -Ta choïn toång aùp löïc cuûa maùy bôm laø Hp=18mH2O, bao goàm caû aùp löïc do caùc oáng phuï vaø oáng nhaùnh gaây ra. -Choïn hieäu suaát cuûa maùy bôm laø h=0,6 -Coâng suaát cuûa maùy bôm: WkW gHQ N P 2271271,2 3600.24.6,0.1000 81,9.1000.24.500 .1000 ... ==== h r -Coâng suaát thöïc cuûa maùy bôm: Nthöïc=N.1,2=2271.1,2=2725,2W=3,653HP -Choïn maùy bôm coù coâng suaát 4HP. PHAÀN V: CHI PHÍ LÖÏA CHOÏN HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ UASB& TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng STT Coângtrình Thieát bò Khoái löôïng Maùy moùc Ñôn vò tính Giaù tieàn (trieäu ñoàngVN) 01 Beå UASB 125 m3 100 02 Bôm phaân phoái nöôùc 1 HP 5 03 Bôm huùt buøn 1 HP 1 04 Taám chaén khí 8 Boä 15 05 Taám höôùng doøng 2 Boä 5,5 06 Maùng thu nöôùc 2 Boä 3,8 07 Maùng raêng cöa 4 m2 2 08 OÁng thu khí f21 1 m 0,2 09 OÁng thu buøn f90 2 m 0,3 10 OÁng phaân phoâi nöôùc chínhf90 1 m 0,1 11 OÁng phaân phoái nöôùc phuïf60 2 m 0,35 12 OÁng phaân phoái nöôùcnhaùnhf21 8 m 0,2 13 Van ñieàu chænh löu löôïng 8 Caùi 0,2 14 OÁng cof90-f60 3 Caùi 0,045 15 OÁng cof60-f21 8 Caùi 0,04 16 OÁng cof60-f60 2 Caùi 0,01 17 OÁng cof21-f21 8 Caùi 0,016 18 Bulong M12 20 Caùi 0,04 19 Bulong M24 12 Caùi 0,036 20 Saét thanh caàu thang 1 Boä 2 TOÅNG GIAÙ THAØNH: 135837000 II.Keát Luaän: 1.Öu nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp xöû lyù kò khí baèng beå UASB vôùi beå xöû lyù hieáu khí vaø caùc beå xöû lyù kò khí khaùc(loïc inh hoïc kò khí): Öu ñieåm ñoái vôùi xöû lyù hieáu khí: -Naêng löôïng söû duïng raát thaáp, khoâng caàn naêng löôïng trong quaù trình hoaït ñoäng.Trong xöû lyù baèng buøn hoaït tính caàn 0,6 – 1 kWh per kg COD vôùi doøng thaûi caàn khöû ñaït 80 – 90% COD.Coøn vôùi xöû lyù kî khí thì chæ caàn 0,05 – TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng -Khi keát thuùc quaù trình xöû lyù sinh ra khí methane 0,26 – 0,34m3CH4/kgCOD bò khöû laø naêng löôïng khí ñoát taïi choã. -Xöû lyù ñöôïc taûi troïng raát cao, taûi troïng xöû lyù 1 ngaøy coù theå leân ñeán 30kgCOD/m3 ôû 300C, ôû buøn hoaït tính chæ laø 3kgCOD/m3. -Xöû lyù kò khí sinh ra löôïng buøn raát thaáp.Vì theá löôïng buøn dö thaáp vaø oån ñònh, coù theå khoâng caàn coâng trình xöû lyù tieáp theo. -Do löôïng buøn sinh ra thaáp, neân khoâng caàn ñoøi hoûi nhieàu chaát dinh döôõng cho vi sinh vaät. -Buøn kò khí coù theå ñöôïc löu tröõ trong thôøi gian laâu.Ñieàu naøy raát quan troïng khi xöû lyù trong ñieàu kieän giaùn ñoaïn. -Caùc chaát coù giaù trò cao nhö NH4+ ñöôïc baûo toaøn, thuaän lôïi khi laøm phaân boùn. -Thieát keá, xaây döïng ñôn giaûn. -Vaän haønh deã daøng. Nhöôïc ñieåm so vôùi xöû lyù buøn hoaït tính: -Vi khuaån kò khí, vaø nhaát laø vi khuaån methan coù toác ñoä phaùt trieån raát chaäm.Vì theá giai ñoaïn khôi ñoäng beå phaûn öùng khaù laâu, tuyø thuoäc vaøo nhieàu vaøo loaïi buøn söû duïng ñeå khôûi ñoäng. -Caùc vi khuaån methan söû duïng chaát dinh döôõng raát phöùc taïp chòu aûnh höôûng hoaøn toaøn bôûi caùc hôïp chaát nhö ammonia, cation, cyanide, chlorinated hydrocarbon, vaø ion kim loaïi naëng. -Khoù baûo trì söûa chöõa trong thôøi gian vaän haønh. -Chòu aûnh höôûng lôùn khi coù söï thay ñoåi veà taûi troïng xöû lyù. Nhöôïc ñieåm so vôùi loïc sinh hoïc kò khí: -Loïc sinh hoïc kò khí chòu ñöôïc söï thay ñoåi lôùn veà taûi troïng chaát thaûi. -Loïc sinh hoïc chòu ñöôïc söï giaùn ñoaïn laâu daøi. -Beå loïc sinh hoïc kò khí khôûi ñoäng nhanh. -Coù khaû naêng thay ñoåi löu löôïng. Nhaän xeùt: -Coâng trình xöû lyù sinh hoïc kò khí ngaøy nay ñang ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong nhieàu lónh vöïc, nhaát laø caùc loaïi nöôùc thaûi coù noàng ñoä chaát höõu cô cao nhö trong coâng nghieäp saûn xuaát bia, röôïu, maät ræ ñöôøng,söõa…Trong ñoà aùn moân hoïc naøy khi noàng ñoä ban ñaàu cuûa nöôùc thaûi cao, vieäc aùp duïng phöông phaùp xöû lyù buøn kò khí lô löûng laø phuø hôïp vôùi noàng ñoä chaát höõu cô ban ñaàu trong doøng nöôùc thaûi nhaø maùy bia. -Bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia baèng heä thoáng UASB ñöôïc xem laø khaù phuø hôïp vôùi caùc nhaø maùy bia ôû Vieät Nam.Do tính chaát vaø thaønh phaàn nöôùc thaûi khaù oån ñònh do ñoù coù theå xem ñaây nhö moät trong nhöõng thieát keá cô sô ñoái vôùi TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng TAØI LIEÄU THAM KHAÛO: 1.Tính Toaùn Thieát Keá Caùc Coâng Trình Xöû Lyù Nöôùc Thaûi (TS.Trònh Xuaân Lai). 2.Design of Anaerobic Processes For the Treatment of Industrial and Municipal Waster( Joseph F.Manila,..) 3.Wastewater Engineering (Metcalf & Eddy). 4.Coâng Ngheä Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Baèng Bieän Phaùp Sinh Hoïc (TS.Löông Ñöùc Caåm). 5.Giaùo Trình Coâng Ngheä Xöû Lyù Nöôùc Thaûi (Traàn Vaên Nhaân-Ngoâ Thò Nga) 6.Luaän Vaên Toát Nghieäp Khoaù Tröôùc. TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH .IN FO Xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy bia GVHD:Ths Ñoã Vieát Huøng MUÏC LUÏC Phaàn 1:BIA & PHÖÔNG PHAÙP SAÛN XUAÁT I.Giôùi Thieäu Veà Bia:………………………………………………………….. II.Quy Trình Saûn Xuaát Cuûa Nhaø Maùy Bia:…………………… Phaàn 2:CAÙC NGUOÀN NÖÔÙC THAÛI GAÂY OÂ NHIEÃM I.Nöôùc Thaûi Trong Saûn Xuaát:…………………………………………. II.Sô Ñoà Doøng Thaûi:…………………………………………………………. Phaàn 3:QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ I.Thoâng Soá OÂ Nhieãm Ñaàu Vaøo & Chæ Tieâu Ñaàu Ra:….. II.Caùc Chæ Tieâu Aûnh Höôûng Ñeán Vieäc Löïa Choïn Quy Trình Coâng Ngheä Xöû Ly Nöôùc Thaûi:…………………………… III.Löïa Choïn Coâng Ngheä Xöû Lyù Nöôùc Thaûi:………………… IV.Sô Ñoà Quy Trình Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Nhaø Maùy Bia:.. Phaàn 4:TÍNH TOAÙN BEÅ UASB Phaàn 5:CHI PHÍ LÖÏA CHOÏN HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ UASB & KEÁT LUAÄN TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO MO ITR UO NG XA NH INF O