39543704 đồ-an-tốt-nghiệp-đa-hoan-thanh

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho dự án nâng công suất của Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Trung lên 100 triệu lít bia/năm – Lê Trọng Ân – Lớp CNMT-K50-QN.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây nền công nghiệp thế giới nói chung và Việt Nam

nói riêng phát triển không ngừng. Kinh tế phát triển, thu nhập được nâng cao, đời

sống người dân được cải thiện… Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đạt được thì

chúng ta đang phải đối mặt với một vấn đề mang tính toàn cầu và đe dọa đến sự

sống, đó là vấn đề ô nhiễm môi trường. Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang

trở nên rất bức xúc không những cho mỗi quốc gia mà còn cho toàn nhân loại, trong

đó hoạt động sản xuất công nghiệp được xác định là một trong những nguyên nhân

ô nhiễm chính. Vì vậy vấn đề bảo vệ môi trường là vấn đề toàn cầu, là quốc sách

của hầu hết các quốc gia trên thế giới.

Trong giai đoạn hiện nay, sự toàn cầu hóa và hợp tác quốc tế để cùng nhau phát

triển là rất cần thiết cho mỗi quốc gia và Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế đó.

Tuy nhiên, chúng ta cũng đang đứng trước những thuận lợi và thách thức. Một

trong những thách thức lớn nhất là vấn đề môi trường. Chính phủ Việt Nam đã rất

quan tâm đến vấn đề này nên đã ban hành nhiều văn bản pháp luật như: luật bảo vệ

môi trường (1994), nghị định 26/CP ngày 26/4/1996 của Chính Phủ về xử phạt hành

chính… và luật môi trường sửa đổi bổ sung (2006) nhằm quản lý và bảo vệ môi

trường tốt hơn. Chúng ta đã gia nhập WTO (11/1/2007) thì vấn đề môi trường là vô

cùng quan trọng; nó có thể quyết định đến thành công hay thất bại của một doanh

nghiệp.

Trong xu thế phát triển chung đó, ngành công nghiệp Rượu- Bia- Nước giải

khát, không những vừa mang lại lợi nhuận cao mà còn đóng góp đáng kể (hơn 5000

tỷ đồng) cho ngân sách của nhà nước. Vì thế, nhà máy bia Sài Gòn - Miền Trung,

được xây dựng tại khu công nghiệp Phú Tài - Thành phố Quy Nhơn - Tỉnh Bình

Định, công suất tối đa 50 triệu lít/năm có kế hoạch mở rộng lên 100 triệu lít/năm

trong tương lai. Nhà máy sẽ góp phần giải quyết việc làm cho các lao động, không

chỉ lao động trực tiếp trong nhà máy mà còn các lao động ở các mạng lưới phân

phối và tiêu thụ sản phẩm; đồng thời đóng góp một phần không nhỏ cho ngân sách

nhà nước. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, các loại chất thải (đặc biệt là

nước thải) phát sinh từ hoạt động sản xuất tại nhà máy có tác động tiêu cực tới hệ

sinh thái và môi trường xung quanh. Do đó, vấn đề quan tâm nhất là nguồn nước

thải từ quá trình sản xuất bia cần phải được xử lý một cách hiệu quả.

Với những lý do trên, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho dự án nâng

công suất của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung lên 100 triệu lít bia/năm”

đã được lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 1


CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA, CÁC CHẤT THẢI TỪ

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ

I.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

I.1.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ Bia trên thế giới và ở Việt Nam

I.1.1.1. Sơ lược về Bia

Định nghĩa bia của Pháp: “Bia là một loại đồ uống thu được từ quá trình lên

men dịch các chất chiết từ đại mạch nảy mầm, có bổ sung không quá 15% nguyên

liệu đường khác và hoa houblon”. [1]

Định nghĩa bia của Đức: “Bia là một loại đồ uống thu nhận được nhờ lên

men, không qua chưng cất và chỉ sử dụng đại mạch nảy mầm, hoa houblon, nấm

men và nước”. [1]

Định nghĩa Bia của Việt Nam: “Bia là loại đồ uống lên men có độ cồn thấp,

được làm từ nguyên liệu chính là malt đại mạch, houblon, nấm men và nước”. [1]

Bia là loại nước giải khác có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao

và có độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích

hợp không những có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà còn giảm được

sự mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu

cầu tiêu thụ bia của con người càng tăng.

So với những loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3 –

8%), và nhờ có CO2 trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của

bia.

Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với

25g thịt bò hoặc 150g bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500

kcal. Vì vậy bia được mệnh danh là bánh mỳ nước.[1]

Ngoài ra trong bia còn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất

cần thiết cho cơ thể. Trong 100ml bia 10% chất khô có: 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 –

36 mg vitamin B2 và PP [1]. Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen

thuộc được rất nhiều người ưa thích.

Nước ta có khí hậu nhiệt đới, dân số tương đối lớn, hơn 83 triệu người và có

tỉ lệ dân số trẻ chiếm đa số nên tiềm năng tiêu thụ nước giải khát nói chung và bia

nói riêng là rất lớn, cần được khai thác.

Thực tế, ngành công nghiệp bia ở nước ta ngày càng phát triển mạnh và có

những bước tiến đáng kể về số lượng và chất lượng. Thành công của ngành bia

không những đóng góp một tỷ trọng không nhỏ vào ngân sách nhà nước mà còn góp

phần tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao động. [1]Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 2


I.1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia

được sử dụng như một thứ nước giải khát quan trọng.

Hiện nay, trên thế giới có 25 nước sản xuất bia với tổng sản lượng trên 100

tỷ lít/năm, trong đó: Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm; Trung

Quốc 7 tỷ lít/năm (bảng 1.1).

Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên

tiến năm 2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lít/người/năm; Đức 115

lít/người/năm; Mỹ trên 80 lít/người/năm (bảng 1.2).

Bảng 1.1. Sản lượng bia các nước (triệu lít) [1]

Quốc gia 2002 2003 2004 2005Mỹ 23300 23340 23440 23270Đức 10840 10550 10580 10580Nga 7390 7560 8420 8840Brazin 8500 8300 8260 8500Mexico 6400 6640 6200 6300Anh 5670 5800 5880 5890Tây Ban Nha 2790 2970 3020 3020Ba Lan 2600 2730 2800 2850Canada 2200 2300 2320 2320Hà Lan 2490 2510 1920 2190

Bảng 1.2. Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2004 [1]

Quốc giaXếp hạng

năm 2004

Tổng lượng tiêu thụ (triệu

lít)

Bình quânđầu người

(lít)

Tỉ lệ tăng sovới năm 2003

Trung Quốc 1 28640 22,1 14,6%Mỹ 2 23974 81,6 0,9%Đức 3 9555 115,8 -1,6%Brazin 4 8450 47,6 2,8%Nga 5 8450 58,9 11,1%Nhật 6 6549 51,3 0,7%Anh 7 5920 99,0 -1,8%Mexico 8 5435 51,8 2,0%Tây Ban Nha 9 33,76 83,8 0,9%Ba Lan 10 26,70 69,1 -2,4%CH Czech 15 18,78 156,9 2,1%

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 tỷ lít, năm 2004

khoảng 150,392 tỷ lít (tăng 4,2%).

Bảng 1.3. Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng [1]

Vùng Lượng bia tiêu thụ (%) Vị thứ



Châu Âu 32,8 1Châu Á 28,7 2Bắc Mỹ 17,4 3Trung / Nam Mỹ 14,4 4Châu Phi 4,7 5Địa Trung Hải 1,4 6Trung Đông 0,6 7

Lượng bia tiêu thụ tăng hầu hết khắp các vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung

Hải, đẩy lượng tiêu thụ bia trên thế giới tăng lên. Nhưng lượng tăng đáng kể nhất là

Trung Quốc với tốc độ tăng đến 14,6% (bảng 1.2).

Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ tăng nhanh, các

nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị

trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới.

Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì ở Châu Á, trước kia nhiều

nước có mức tiêu thụ bia theo đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân

6,5%/năm. Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26,5%/năm; tiếp đến là

Philippin 22,2%/năm; Malaysia 21,7%/năm; Indonesia 17,7%/năm. Đây là những

nước có tốc độ tăng nhanh trong khu vực. Các nước xung quanh ta như Singapor

đạt 18 lít/người/năm, Philippin 20 lít/người/năm… (theo số liệu của Viện rượu bia

NGK Việt Nam).

Thị trường bia Nhật Bản chiếm 66% thị trường bia khu vực với 30,9 tỷ USD.

Lượng bia tiêu thụ năm 2004 đã đạt trên 6500 triệu lít (theo nguồn từ Kirin news –

Nhật Bản)

Thị trường bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy

sự tăng trưởng của ngành công nghiệp bia Châu Á. Đến năm 2004, tổng lượng bia

tiêu thụ ở Trung Quốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên thế giới.

Tổng lượng bia tiêu thụ ở các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt

43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003. [1]

Quy mô sản xuất bia của nhà máy – chính sách thị trường

Trong công nghiệp sản xuất bia, quy mô sản xuất mang ý nghĩa kinh tế rất

lớn. Chính vì vậy, tại các thị trường mà thõa mãn được nhu cầu như Mỹ, Nhật một

số hãng bia siêu lớn thống lĩnh thị trường: Thị trường Mỹ do 5 công ty kiểm soát,

còn Nhật do 4 công ty kiểm soát chiếm 40% thị phần, tại Canada 94% thị trường do

2 công ty kiểm soát [1].

Tại Trung Quốc, trong số hơn 800 nhà máy bia thì 18 nhà máy có công suất

lớn hơn 150 triệu lít/năm và đã sản xuất 2.500 triệu lít/năm, chiếm ¼ sản lượng bia

của cả nước.



Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãng

bia sử dụng các chiến lược kinh doanh khác nhau.

Tại Mỹ và Châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia

là dành thị phần, giảm chi phí sản xuất. Ngược lại, tại Trung Quốc là nơi thị trường

đang tăng trưởng thì chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao

chất lượng.

Ngoài ra cần phải xây dựng nhà máy bia phân tán ở nhiều vùng nhằm thu hút

người tiêu dùng.

I.1.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy

Bia Sài Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử

hơn 100 năm.

Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản

xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các

nhà máy bia đã có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và

địa phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng nước ngoài. Công nghiệp

bia phát triển kéo theo sự phát triển của các ngành sản xuất khác và hàng năm

ngành bia đã đóng góp cho ngân sách nhà nước một lượng đáng kể.

Tình hình sản xuất bia trong nước

Do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân

số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp Bia phát triển với tốc

độ tăng trưởng cao. Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng

20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu

người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng. [1]

Về số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990,

đến năm 2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở năm 1998 [1]. Điều này

là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng

cao, đồng thời do sự xuất hiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị và công

nghệ tiên tiến… nên có sự cạnh tranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ,

chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản

xuất sản phẩm khác.

Trong các cơ sở sản xuất đó, Sabeco có năng suất trên 200 triệu lít/năm,

Habeco có năng suất hơn 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15

triệu lít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng suất dưới 1 triệu lít/năm.



1.3 1.4 1.5 1.62

3

4.7

6

0

1

2

3

4

5

6

7

2003 2004 2005 2006 2008 2010 2015 2025

Năm

Tỷ

lít

Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn sản lượng bia cả nước qua các năm [2].

Về mức độ tiêu thụ bia

Hai Tổng công ty Sabeco và Habeco có đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ

đạo trong ngành bia. Riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia- Rượu- NGK Việt

Nam đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc

làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động. Sản lượng tiêu thụ bia toàn quốc

đạt 1290 triệu lít chiếm 78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt

472,28 triệu lít (chiếm 36,61% toàn ngành bia) [1].

Mức tiêu thụ bình quân đầu người ở Việt nam tăng lên nhanh chóng trong

vòng 10 năm qua, từ mức dưới 10 lít/người/năm ở năm 1997 tăng lên 18

lít/người/năm vào năm 2006, dự kiến đến năm 2015 là 35 lít/người/năm.

10.5 11 11.5 12.5 13.25 14 15 16 16.83 18

28

35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2010 2015

Năm

lít/người

Hình 1.2. Đồ thị biểu diễn mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm [2].

Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020

Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao không kể các nước

Châu Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống

bia từ lâu đời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm [1].



Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia,

rượu. Ở các nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống

rượu bia nên mức tiêu thụ bình quân theo đầu người ở mức thấp. Tại Việt Nam,

không bị ảnh hưởng của tôn giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển.

Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 khoảng 81 triệu

người và hiện nay trên 83 triệu người. Do vậy dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo

đầu người vào năm 2010 là 28 lít/người/năm, sản lượng 3 tỷ lít/năm và đến năm

2015 mức tiêu thụ bình quân là 35 lít/người/năm với sản lượng 6 tỷ lít/năm. [2]

I.1.2. Tổng quan chung về công nghệ sản xuất bia

I.1.2.1. Đặc trưng nguyên liệu sản xuất bia

Bốn loại nguyên liệu chính không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia là:

malt đại mạch, hoa houblon, nước và nấm men. Chất lượng của chúng quyết định

đến chất lượng của bia thành phẩm. Hiểu biết đầy đủ các tính chất của nguyên liệu,

tác dụng của chúng đối với quá trình sản xuất và sản phẩm bia là cơ sở của quá trình

điều hành sản xuất và xử lý, từ đó có thể điều hành quá trình công nghệ một cách

hợp lý nhất.

1. Malt đại mạch và gạo tẻ

- Malt đại mạch

Chứa hàm lượng tinh bột lớn, vỏ dính rất chắc vào hạt. Hạt lúa mạch được

xử lý bằng cách ngâm hạt vào trong nước, để cho chúng nảy mầm đến một giai

đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy nhằm thu hạt

ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này là hoạt hóa,

tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym trong đại mạch.

Hàm lượng ẩm trung bình của đại mạch thường là 14 – 14,5%. Hàm lượng

ẩm có thể biến thiên từ 12% trong điều kiện thu hoạch khô ráo đến trên 20% trong

điều kiện ẩm ướt. Đại mạch có độ ẩm cao cần được sấy khô để bảo quản được lâu

và không làm mất khả năng nảy mầm.

Hàm lượng trung bình của các thành phần tính theo khối lượng chất khô như

sau: [1]

- Cacbonhydrat tổng số 70 – 85%

- Protein 10,5 – 11,5%

- Các chất vô cơ 2 – 4%

- Chất béo 1,5 – 2%

- Các chất khác 1- 2%

- Gạo tẻ



Ở Việt Nam, gạo tẻ thường được dùng làm nguyên liệu thay thế kèm theo

malt để hạ giá thành sản phẩm. Tỷ lệ gạo khoảng 20 – 30%. Gạo tẻ là nguồn nguyên

liệu dễ kiếm, không cần nhập ngoại.

Thành phần và tính chất của gạo tẻ như sau: [3]

- Hàm ẩm 12%

- Độ hòa tan 76%

- Tinh bột 75%

- Chất béo 1 – 1,5%

- Protein 8%

- khoáng 1 – 1,2%

- Xơ 0,5 – 0,8%

2. Hoa Houblon

Đây là thành phần rất quan trọng và không thể thay thế được trong quy trình

sản xuất bia, giúp mang lại hương thơm và vị đắng rất đặc trưng, làm tăng khả năng

tạo bọt, tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.

Bảng 1.4. Thành phần của hoa Houblon [1]

Thành phần Hàm lượng (%)Nước 10 – 11Nhựa đắng tổng số 15 – 20Tinh dầu 0,5 – 1,5Tanin 2 – 5Monosaccarit 2Pectin 2Amino axit 0,1Protein 15 – 17Lipit và sáp 3Chất tro 5 – 8Xenluloza, lignin và các chất khác 40 – 50

Các chế phẩm của hoa houblon: Hoa viên và hoa cao.

3. Nước

Công nghệ sản xuất bia đòi hỏi một lượng nước rất lớn như để ngâm đại

mạch trong sản xuất malt, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò

hơi…

Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình

công nghệ và chất lượng bia thành phẩm.

Bảng 1.5. Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia [1]

Thành phần Đơn vị Hàm lượngĐộ pH 6,5 – 7



Độ cứng oH 5 – 12Muối Cacbonat mg/l 50Muối Mg2+ mg/l 100Muối clorua mg/l 75 – 150CaSO4 mg/l 150 – 200NH3 và muối NO2 mg/l Không cóSắt Fe2+ mg/l < 0,3Vi sinh vật Tế bào/ml < 100

Trong quá trình sản xuất bia, cần phải lưu ý một vài điểm nhạy cảm khi nước

tiếp xúc với dịch đường, nấm men và bia:

- Nước rửa bã cần phải điều chỉnh độ kiềm < 50 mg/l và độ pH = 6,5 để khỏi

chiết các chất không mong muốn từ bã. pH của dịch đường trước khi nấu nên

là 5,4 để thu được dịch đường sau khi nấu có pH = 5,2. [1]

- Nước cọ rửa và rửa nấm men phải được tiệt trùng và khử mùi lạ.

- Nước pha loãng bia phải có những đặc tính sau:

+ Hàm lượng oxy hòa tan < 0,05mg/l

+ Hàm lượng CO2 > hàm lượng CO2 trong bia nên cần pha loãng

+ Hàm lượng, thành phần khoáng tương đương với bia

+ Không có vi sinh vật và mùi lạ.

4. Nấm men

Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống trong môi trường

dinh dưỡng chứa đường, nitơ, photpho, và các chất hữu cơ, vô cơ khác. Chúng là vi

sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong cả hai môi trường hiếu khí và yếm khí.

Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất

của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm.

Quá trình chuyển hóa này gắn liền với sự tham gia của hệ enzym trong tế bào nấm

men. Do đó, việc nuôi cấy nấm men để thu được một hệ enzym có hoạt lực cao là

một khâu hết sức quan trọng.

Hai chủng nấm men thường được sử dụng trong sản xuất bia là nấm men nổi

Sacharomyces cerevisiae và nấm men chìm Sacharomyces carlsbergensis. [3]

5. Các nguyên liệu phụ khác:[1]

- NaOH: dùng để trung hòa và vệ sinh, tẩy rửa (CIP)

- Axit: HCl, H2SO4 dùng để điều chỉnh pH nước và xử lý men sữa. Ngoài ra

còn sử dụng axit lactic, axit nitric, axit photphoric để điều chỉnh dịch hèm trong quá

trình nấu và đường hóa, vệ sinh tẩy rửa và sát trùng.

- Muối, chất trợ lọc và một số chất khử, enzym.



I.1.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia (hình 1.3)

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

- Nguyên liệu được kiểm tra chất lượng, số lượng và đưa vào nhập kho. Theo

công thức phối liệu sẽ chuyển sang xay, nghiền nhỏ, tạo điều kiện cho các công

đoạn sau được thực hiện dễ dàng và triệt để.

- Bột gạo sau khi được xay nhỏ sẽ hòa trộn với nước và đem gia nhiệt nấu

chín. Tiếp theo cho bột malt vào gia nhiệt, thực hiện đường hóa. Trong môi trường

giàu nước, các hợp chất sẽ được thủy phân dưới sự xúc tác của enzym, trong đó

quan trọng nhất là sự thủy phân tinh bột, protein và các hợp chất chứa photpho.

Chiếm nhiều nhất về khối lượng trong thành phần của các sản phẩm từ quá trình

này là đường Dextrin.

- Lọc bỏ bã, thu hồi dịch đường. Lọc dịch đường để thu nước nha trong và loại

bỏ bã. Quá trình lọc được tiến hành theo hai bước: bước đầu tiên ép để tách dịch cốt

và bước thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả những phần dinh dưỡng còn bám lại

ở đó.

- Cho hoa vào dịch đường đun sôi; dưới tác dụng của nhiệt, các chất không hòa

tan của hoa được hòa tan chuyển hóa vào dịch đường tạo hương, vị đặc trưng cho

bia.

Quá trình Houblon hóa nhằm tạo một số yếu tố quan trọng cho bia như trích

ly chất đắng, tinh dầu thơm… biến đổi thành dịch đường có vị đắng và hương thơm

dịu của hoa – đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này: tạo chất dễ

kết lắng các hạt nhỏ li ti trong dịch đường; tạo các hợp chất tham gia vào quá trình

tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho bia.

- Dịch đường sau houblon hóa được tách cặn, chuyển dịch và men vào Tank

lên men thực hiện quá trình lên men chuyển đường thành rượu. Quá trình lên men

được thực hiện ở nhiệt độ thấp tạo điều kiện cho men hoạt động. Vì vậy, cần phải

có giai đoạn làm lạnh nhanh dịch đường trước khi thực hiện lên men.

Lên men là giai đoạn quan trọng nhất trong sản xuất bia, quyết định để

chuyển hóa dịch đường houblon hóa thành bia dưới tác dụng của men.

C6H1206 ---> 2C2H5OH + 2CO2 - QR



Hình 1.3. Công nghệ sản xuất bia kèm theo các dòng thải [8].

- Lọc bia nhằm loại bỏ các chất không tan như nấm men, protein, houblon làm

cho bia trong hơn trên máy lọc ép khung bản với chất trợ lọc là diatomit. Tiếp theo

bia được bão hòa CO2 và đưa đi chiết chai, bock, lon…

- Trong bia thành phẩm, sản xuất theo các phương pháp thông thường luôn

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551

Chuẩn bị nguyên liệu

Nấu – đường hóa

Lọc dịch đường

Lọc, tách bã

Nấu hoa Houblon

Lên men chính, phụ

Lọc trong bia

Chiết bia

Bão hòa CO2

Đóng nắp

Thanh trùng

Làm lạnh

Kiểm tra-dán nhãn-nhập kho

Sản phẩm

Malt GạoNước mềm

Rửa chai

Hơi Xút

chai

Hơi nước

Chất trợ lọc

Rửa men giống

Phục hồi men

Hơi nước

Hoa houblon

Hơi nước

Phụ gia

Bã malt

Bã hoa+ malt

Bã men

Sục khí

Bã lọc

Bia hơi

Lò hơi

Men giống

Nén CO2

11

Nước rửa sàn, thiết bị

Nước thải


luôn chứa các tế bào còn sống, bao gồm nấm men thuần chủng và các vi sinh vật lạ

khác. Do đó, thanh trùng là giải pháp quan trọng để diệt vi sinh vật nhằm nâng cao

độ bền sinh học cho sản phẩm.

Có 2 phương pháp thanh trùng bia: thanh trùng cả khối đối với bia hơi và

thanh trùng trong bao bì đối với bia chai, lon.

- Sau khi thanh trùng, bia hơi được chiết két để vận chuyển đến các cơ sở tiêu

thụ ngay trong ngày; còn bia chai sẽ được chuyển đến khâu dán nhãn, nhập kho chờ

xuất xưởng.

I.2. CÁC CHẤT THẢI TỪ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ HIỆN TRẠNG

XỬ LÝ

I.2.1. Nước thải

I.2.1.1. Nguồn gốc phát sinh, đặc tính nước thải công nghiệp sản xuất bia

Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn một lượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một lượng nước thải lớn. Cụ thể như sau: [1, 4]

• Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây ô nhiễm nên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.

• Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm

- Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu,- Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch đường và thiết bị tách bã.Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã hoa, tinh bột, các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…

• Nước thải từ công đoạn lên men:

Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã men, bia cặn và các chất hữu cơ.

• Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết chai, đóng nắp, thanh trùng. Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửa chai và téc chứa. Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuất bia.Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ bao bì tái sử dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…

• Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng chlorit cao.

• Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này có lưu lượng nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho các mục đích khác.



• Bên cạnh nước thải sản xuất, một nguồn ô nhiễm khác đó là nước thải sinh

hoạt từ nhà vệ sinh, nhà bếp phục vụ cán bộ công nhân viên. Nước thải này

chủ yếu chứa các chất gây ô nhiễm BOD, COD, SS, N, P, vi sinh vật ở mức

trung bình, nếu nước thải này không được xử lý thích đáng cũng gây ra

những tác động xấu đến môi trường.

Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác,

sự khác nhau có thể chỉ là sự áp dụng phương pháp lên men nổi hay lên men chìm.

Nhưng sự khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, máy

móc, nhà xưởng… Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô

nhiễm của các nhà máy bia rất khác nhau. Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần

hoàn nước và công nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp, như ở Cộng Hoà

Liên Bang Đức nước sử dụng và nước thải bia như sau: [4]

- Định mức nước cấp: 4 – 8 m3/1000lít bia, tải lượng nước thải 2,5 – 6

m3/1000 lit bia.

- Tải trọng BOD5: 3 – 6 kg/1000 lít bia; tỷ lệ BOD5/COD = 0,55 – 0,7.

- Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau:

BOD5 = 1100 đến 1500 mg/l; COD = 1800 – 3000 mg/l;

- Tổng nitơ = 30 đến 100 mg/l; tổng photpho = 10 đến 30 mg/l.

Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của nhà

máy bia không thể thấp hơn 2 – 3 m3/1000 lít bia sản phẩm. Trung bình lượng nước

thải ở nhiều nhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm. [4]

Rosenwinker đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà

máy bia như bảng sau:

Bảng 1.6. Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia [4]

Thông số Đơn vị Nhà máy I Nhàmáy II Nhà máy IIIpH - 5,7 – 11,7 - -BOD5 mg/l 1220 775 1622COD mg/l 1909 1220 2944SS mg/l 634 - -Nito tổng mg/l 79,2 19,2 -Photpho tổng mg/l 4,3 7,6 -Tải lượng nước

thảim3/1000lít bia - 3,2 -

Tải trọng ô

nhiễm

kgBOD5/1000

lít bia- 3,5 -

Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia còn

biến đổi theo chu kì và mùa sản xuất [4].



Bảng 1.7. Đặc trưng nước thải một số cơ sở sản xuất bia trên địa bàn Hà Nội 2007 [5]

Tên cơ

sở

Năng

suất

tr.l/năm

COD

mg/l

BOD5

mg/lT-N T-P

SS

mg/lpH

Sản

phẩm

1. Công

ty bia Hà

Nội

50 1305 948 15 4,5 226 7,15

Bia

hơi,bia

lon, bia

chai2. Công

ty bia

Đông

Nam Á

14 853 526 2,7 5,27 337 9,25Bia chai,

bia lon

3.Công

ty bia

Việt Hà

12 1374 1055 6 3 356 5,54 Bia hơi

4. Nhà

máy bia

Capital

2,5 1042 745 - - 199 7,03

5.

Xưởng

bia vi

sinh I

0,5 1004 873 - - 241 6,15

6. Công

ty bia

Quảng

Ninh

11 1300 832 6,4 1,25 390 8,5

Bảng 1.8. Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002 [6]

TT Chỉ tiêu Nước thải trước xử lý1 pH 6-9,52 Hàm lượng cặn lơ lửng, mg/l 150-300



3 BOD5, mg/l 700-15004 COD, mg/l 850-19505 Tổng Nitơ (TN) 15-456 Tổng Phốtpho (TP) 4,9-9,07 Coliform, MPN/100 ml <10.000

Ghi chú: Theo các số liệu nghiên cứu tại công ty Bia ong Thái Bình, Công ty

Bia Nghệ An, Nhà máy Bia NADA, nhà máy Bia Hạ Long...

Công nghiệp sản xuất bia tạo nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường.

Hiện nay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14 lít

nước thải/ lít bia, phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất [6].

Do có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải sản xuất bia gây

mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận

chúng. Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho... trong nước thải bia dễ gây hiện tượng

phú dưỡng cho các thuỷ vực. Vì vậy các loại nước thải này cần phải xử lý trước khi

xả ra nguồn nước tiếp nhận.

I.2.1.2. Hiện trạng xử lý [1,4]

Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu nước thải

Để giảm lượng nước thải và các chất gây ô nhiễm nước thải trong công nghệ

sản xuất bia, có thể thực hiện các biện pháp sau:

- Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn sử dụng các dòng ít hoặc

không gây ô nhiễm như nước làm lạnh, nước ngưng.

- Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như súng phun tia hoặc rửa khô để giảm

lượng nước rửa.

- Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời bã men,

bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm cho dòng nước rửa sàn.

Thực tế hiện nay, tại các công ty bia lớn đang sử dụng hệ thống CIP vệ sinh

nên đã giảm đáng kể lượng nước vệ sinh các thiết bị, cũng như giảm lượng hóa chất

cho quá trình rửa.

Xử lý nước thải

Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất

hữu cơ cao ở trạng thái hoà tan và lơ lửng, trong đó chủ yếu là hiđratcacbon, protêin

và các axit hữu cơ, đây là các chất có khả năng phân huỷ sinh học, tỷ lệ giữa BOD

và COD trong khoảng 0,5 – 0,7 nên thích hợp với phương pháp xử lý sinh học. Hơn

nữa, do nước thải bia có COD, BOD5 cao nên khó xử lý trực tiếp bằng phương pháp

sinh học hiếu khí mà thường kết hợp xử lý yếm khí trước rồi qua xử lý hiếu khí.



Đây là công nghệ đang được ứng dụng phổ biến xử lý nước thải ngành công nghiệp

thực phẩm nói chung và ngành bia nói riêng cho hiệu quả tốt và ổn định.

Hiện nay, hầu hết các nhà máy bia đều có hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên,

không phải nhà máy nào cũng xử lý nước ra đạt tiêu chuẩn. Vì vậy, vấn đề môi

trường phát sinh từ ngành bia cần được quan tâm và khắc phục.

I.2.2. Khí thải [1]

Bụi

Bụi có thể được tạo ra tại công đoạn tiếp nhận, vận chuyển và nghiền malt,

nghiền gạo đặc biệt là hệ thống nghiền khô. Trong phân xưởng nghiền, bụi có thể

thu hồi bằng hệ thống hút và lọc bụi. Bụi là thành phần giàu chất hòa tan, tuy nhiên

chủ yếu là các chất có thể gây ảnh hưởng xấu cho sản phẩm.

Khí thải nồi hơi

Chủ yếu là khí thải phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu là dầu FO chạy nồi

hơi. Các chất ô nhiễm trong khí thải của lò hơi SO2, NOx, CO, VOX. Do vậy, các

nhà máy cần xây dựng hệ thống xử lý khí thải nhằm đảm bảo chất lượng khí thải

trước khi thải ra môi trường bên ngoài.

Khí CO2

Khí CO2 sinh ra ở công đoạn lên men nhưng khí này thường được thu hồi bằng

hệ thống thu hồi CO2 để làm nguồn cung cấp gas cho bia thành phẩm và bán để làm

bình cứu hỏa.

Tác nhân lạnh

Hiện nay, các nhà máy đang sử dụng những loại tác nhân lạnh như NH3,

Glycol, CFC. Tuy nhiên, người ta đã xác định được tác hại to lớn của CFC đến môi

trường, đây là khí gây hiệu ứng nhà kính và là tác nhân làm suy giảm tầng ozone vì

vậy mà hiện nay CFC được thay thế bằng các tác nhân lạnh khác.

Khí thải từ nhà nấu

Trong quá trình đun sôi dịch đường, thành phần các chất dễ bay hơi trong dịch

đường và hoa houblon bay hơi thường tạo ra các mùi đặc trưng cho không gian

xung quanh nhà nấu. Để giảm lượng khí tạo ra từ nhà nấu, người ta có thể sử dụng

các hệ thống ngưng tụ hơi lắp đặt trên các nồi nấu và được nén lại nhờ các máy nén

khí.

I.2.3. Chất thải rắn

I.2.3.1. Chất thải rắn sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt sinh ra do các hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân

viên trong Nhà máy bao gồm 2 loại:

- Loại cứng: vỏ đồ hộp, vật dụng, bao bì nhựa, thủy tinh…



- Loại mềm: thức ăn thừa, vỏ trái cây, giấy, nilon…

Ước tính khoảng 0,3 kg/người.ngày [1], như vậy lượng chất thải rắn sinh hoạt sẽ là:

250 người x 0,3 = 75 kg/ngày. Các thành phần này được tập trung lại một cách

riêng lẻ, được bán hoặc được loại bỏ.

I.2.3.2. Chất thải rắn công nghiệp ( Bảng 1.9)

Bảng 1.9. Thành phần và định mức CTR của công nghiệp sản xuất bia [1]

Loại chất thải Lượng trung bình (kg/hl bia)Bã malt và hoa houblon 18,86Men thừa 2,64Cặn nóng 1,42Cặn nguội 0,22Cặn khoáng 0,62Bụi malt 0,12Nhãn/ giấy 0,29Các chất bao gói 0,04

Bã malt và hoa houblon [1]

Cứ 100 kg malt nghiền nhỏ có thể tạo ra 110 – 130 kg bã malt đại mạch có độ

ẩm 70 – 80% hay khoảng 20 kg/100 lít bia thành phẩm. Vì vậy có thể ước lượng,

hàng năm có khoảng 200 tấn bã malt ẩm tương ứng với lượng bia thành phẩm là 1

triệu lít.

Bã malt với nhiều thành phần dinh dưỡng nên thường được dùng làm thức ăn

gia súc. Để tăng khả năng bảo quản thành phần sản phẩm phụ này và hạn chế chi

phí cho vận chuyển, người ta có thể sấy bã malt thành dạng khô.

Khác so với bã malt, bã hoa houblon sau quá trình đun sôi thường được loại

bỏ, hiếm khi người ta thu hồi bã hoa để tái sử dụng vào bất kì mục đích gì. Vì thế,

hầu hết trong các nhà máy bia, người ta thường nghiền nhỏ hoa hoặc sử dụng các

chế phẩm hoa cao và hoa viên để giảm nhân công cho công đoạn lọc bã hoa sau quá

trình đun hoa. Sau đun hoa, bã hoa sẽ được tách ra trong thiết bị lắng xoáy. Bao bì

chứa các chế phẩm hoa như lon thiếc hoặc giấy thiếc được gom tập trung để xử lý.

Cặn nóng

Cặn nóng hình thành được tách ra ở thiết bị lắng xoáy, đôi khi được tách ra ở

các thiết bị phân tách đặc biệt hoặc ở thùng lắng. Nói chung trong cặn tách ra vẫn

còn chứa một phần dịch đường cần được thu hồi lại. Vì thế, ở nhiều nhà máy, người

ta đã sử dụng dịch chứa cặn này để làm nước rửa bã nhằm tận thu lượng chất chiết

trong dịch đường này, đồng thời làm giàu protein trong bã malt. Tuy nhiên, công

đoạn này có thể ảnh hưởng đến chất lượng của dịch đường và để hạn chế ảnh hưởng



đến chất lượng của bia, người ta thường không tận dụng lượng dịch đường còn lại

trong bã. [1]

Nấm men thừa

Một số lượng lớn nấm men giống sau khi sử dụng còn thừa lại, nếu không

được xử lý có thể sẽ dẫn tới sự thối rữa và gây ô nhiễm môi trường.

Thông thường, từ 1 triệu lít bia một năm có thể tạo ra 15 – 18 tấn bã men cần

được xử lý [1]. Giải pháp tốt nhất là tận dụng nguồn dinh dưỡng giàu vitamin và

protein này để làm thức ăn gia súc. Bã men phải được sấy khô nhanh chóng để bảo

quản, đồng thời giảm những tác động của chúng đối với hệ vi sinh và hệ thống tiêu

hóa của gia súc. Một hướng khác có thể được quan tâm đó là sử dụng nấm men

trong ngành dược phẩm.

Bã chất trợ lọc

Từ 100 lít bia sau lọc thường tạo ra 500g bùn trợ lọc. Nếu tính cho 1 triệu lít

bia trong một năm, sẽ có 5 tấn bùn trợ lọc. [1]

So với cách xử lý xả thẳng vào hệ thống nước thải như nhiều nhà máy bia hiện

nay vẫn đang sử dụng, biện pháp xử lý lại bột trợ lọc đòi hỏi tốn nhiều nhân công và

chi phí. Trong đó, bột trợ lọc có thể được gia nhiệt trở lại và thay thế cho 50%

lượng bột mới sử dụng để lọc bia.

Nhiều nhà máy bia chỉ xử lý bằng cách đổ bùn trợ lọc thành đống lớn. Nước

trong bùn sẽ thoát ra và hạn chế sự dàn trải của bùn trợ lọc trên mặt đất. Chất trợ lọc

trong các bể lắng hoặc trong các đường ống lâu ngày sẽ bám cứng và rất khó loại

bỏ.

Một số giải pháp xử lý hiện nay là ép bùn trợ lọc sao cho giảm lượng nước

xuống dưới 50% bằng máy sấy dạng băng và máy ép lọc. Sản phẩm khô sau quá

trình này có thể sử dụng làm phân bón nông nghiệp vì có thành phần nấm men bám

theo.

Hiện nay, người ta cũng có thể sử dụng bột trợ lọc thải để dùng trong công

nghiệp xây dựng như sản xuất gạch, xi măng.

Nhãn mác

Với hệ thống rửa chai công suất 1 triệu lít bia trên năm, có thể thải ra 1,5 tấn

nhãn chai [1]. Số lượng này có thể tăng lên phụ thuộc loại nhãn và số nhãn sử dụng

trên chai.

Nhãn loại ra từ máy rửa chai được tách ra và được ép để thu hồi lượng kiềm

dính trên nhãn.



Việc loại bỏ nhãn đòi hỏi tốn nhiều năng lượng để tuần hoàn kiềm trong máy

rửa chai đồng thời chỉ thu được bột nhão giấy khó thu hồi và tái sử dụng. Vì thế,

nhãn này chủ yếu được chất thành đống.

Chai vỡ

Lượng chai vỡ trong nhà máy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của thủy

tinh. Có thể giả định rằng với thủy tinh chất lượng trung bình, hàng năm có khoảng

3,5 tấn vụn thủy tinh từ các bao bì thu hồi lại được tạo ra tương ứng với công suất 1

triệu lít. [1]

Những chai bia vỡ được tập trung vào các khu chứa và được gửi trả lại nhà

máy thủy tinh để tái chế.

Lon bia

Lon bia rỗng, do vỏ mỏng nên dễ bị hư hỏng. Người ta đã ước lượng có

khoảng 3 – 4% lon bia không thể sử dụng để chiết và bị loại ra [1]. Các lon được ép

và gửi lại nhà sản xuất để tái chế.

I.2.3.3. Các chất thải thứ yếu khác

- Bìa cứng và bìa cacton đóng hộp

- Giấy thải từ phòng quản lý và sản xuất

- Kim loại và nhựa thải

- Gỗ vụn, lốp xe cũ

- Mỡ và chất béo

- Dung môi…

Các thành phần này được tập trung lại một cách riêng lẻ, được bán hoặc được

loại bỏ.

Bên cạnh đó, bùn thải phát sinh trong quá trình xử lý nước thải định kỳ được

hút và mang đi chôn lấp bởi Công ty Môi trường Đô thị của địa phương hoặc

cũng có thể làm nguồn phân bón cho cây vì thành phần bùn thải chủ yếu là

chất hữu cơ, không có kim loại nặng hay các chất độc hại.

I.2.4. Các nguồn ô nhiễm khác

Ô nhiễm nhiệt

Nhiệt độ môi trường làm việc ở nhà máy bia có thể chia làm 2 loại ảnh hưởng

tới sức khỏe con người và môi trường như sau:

- Vùng nhiệt độ thấp: Trong phân xưởng lên men, khoảng 6 – 80C

- Vùng nhiệt độ cao: Trong khu vực lò hơi, phân xưởng nấu… Do vậy, cần

bố trí hệ thống thông gió tốt để thoát nhiệt.

Ô nhiễm tiếng ồn

Nhìn chung, tiếng ồn tạo ra ở các vị trí sau:



- Trong phân xưởng nghiền

- Trong phân xưởng đóng chai

- Gần máy nén chất làm lạnh và không khí

- Gần thiết bị ngưng tụ hơi

- Gần máy nén hơi

Để giảm tiếng ồn phát ra, có thể sử dụng các biện pháp sau:

- Lựa chọn vật liệu xây dựng: tường đôi cách âm, cửa sổ kín

- Lắp đặt thiết bị giảm âm ở phân xưởng chiết chai

- Hạn chế sử dụng tường ghép

- Làm vỏ cách âm ở những máy gây ồn lớn.

Công nghiệp sản xuất Bia là một trong những ngành công nghiệp đóng vai trò

quan trọng trong nền kinh tế cả nước. Ngoài việc giải quyết việc làm cho hàng vạn

lao động, còn đóng góp một phần không nhỏ cho ngân sách Nhà nước. Tuy nhiên,

bên cạnh những lợi ích to lớn đó, vấn đề chất thải cần phải được quan tâm, đặc biệt

là nước thải.

Công nghiệp sản xuất Bia là một trong những ngành sản xuất sử dụng lượng

nước khá lớn. Do đó, lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất cần phải

được xử lý một cách hiệu quả.

I.3. GIỚI THIỆU CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – MIỀN TRUNG

I.3.1. Giới thiệu sơ lược về Công ty bia Sài Gòn – Miền Trung

1. Tên công ty và vị trí địa lý

Tên Công ty : CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN MIỀN

TRUNG - BÌNH ĐỊNH

Trụ sở giao dịch : KCN Phú Tài – TP Quy Nhơn - tỉnh Bình Định

Điện thoại : 056.3841.392 hoặc 056.3841.369

Fax : 056.3841.520

Email : [email protected]

Website : www.sqb.com.vn

Người đại diện theo pháp luật của Công ty:

Chức danh : Tổng Giám đốc

Họ và tên : Ông Nguyễn Ngọc Triêm.

Công ty Bia Sài Gòn Miền Trung- Bình Định nằm ở khu công nghiệp Phú Tài

– TP Quy Nhơn - tỉnh Bình Định (thuộc khu vực 5, phường Trần Quang Diệu, TP

Quy Nhơn, Bình Định). Vị trí của Nhà máy rất thuận lợi về giao thông, vận chuyển

hàng hóa trong quá trình sản xuất, đồng thời cũng thuận tiện trong việc chuyên chở

sản phẩm đi tiêu thụ ở các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên. Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 20

http://www.sqb.com.vn/

mailto:[email protected]


Các hướng tiếp giáp của Công ty:

- Hướng Đông : giáp đường Trung Tâm KCN

- Hướng Tây : giáp đường nội bộ KCN

- Hướng Nam : giáp Công ty giày da An Phú

- Hướng Bắc : giáp khu đất trống và nhà dân.

2. Hiện trạng sản xuất và kế hoạch phát triển của Công ty

Tiền thân của Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Trung là Công ty bia Qui

Nhơn. Công ty bia Qui Nhơn được khởi công xây dựng vào tháng 9 năm 1995 theo

quyết định 5146/QĐUB ngày 25 tháng 7 năm 1994 của Ủy ban nhân dân tỉnh Bình

Định, với công suất thiết kế ban đầu 5 triệu lít bia/năm.

Tháng 10 năm 1998 Công ty tiến hành nâng công suất lên 10 triệu lít bia/năm

và đã đi vào hoạt động tháng 3 năm 1999.

Tháng 2 năm 2001 Công ty nâng công suất lên 20 triệu lít bia/năm. Năm 2005,

công suất cực đại của Công ty là 50 triệu lít bia/năm và đổi tên thành Công ty cổ

phần bia Sài Gòn – Miền Trung vào năm 2008.

Hiện nay, điều kiện kinh doanh sản xuất của Công ty đang trên đà phát triển và

có dự định nâng công suất lên 100 triệu lít bia/năm trong tương lai.

Các loại sản phẩm và thị trường tiêu thụ

Hiện nay sản phẩm của Công ty bao gồm:

- Bia chai Qui Nhơn dung tích 330ml và 450ml.

- Bia chai Sài Gòn dung tích 355ml (sản phẩm chủ yếu của nhà máy).

- Bia chai Lowen dung tích 355ml.

- Bia hơi.

Bia Sài Gòn hiện nay đang là sản phẩm chủ yếu của Công ty. Nó được tiêu thụ

ở các huyện trong tỉnh và các tỉnh lân cận như: Phú Yên, Quảng Ngãi, Gia Lai,

KonTum, Đắklăk.

Bia Lowen là sản phẩm cao cấp của Công ty do đó sản xuất với số lượng hạn

chế, thị trường tiêu thụ cũng hạn chế.

I.3.2. Hiện trạng xử lý nước thải tại Công ty

Hiện tại Công ty đang vận hành trạm xử lý nước thải được xây dựng trên

khuôn đất nằm ở phía Đông của nhà máy, theo tổng thể mặt bằng qui hoạch chung.

Cao trình hoàn thiện tại vị trí xây dựng hệ thống xử lý nước thải rất thấp so với cao

trình khu vực sản xuất của nhà máy. Tại vị trí xây dựng này, toàn bộ nước thải của

nhà máy theo tuyến ống D400 tự chảy về khu xử lý.

Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý nước thải:

- Lưu lượng nước thải thiết kế: Q = 1200 m3/ngày đêm,Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 21


- Lưu lượng trung bình: Qtb = 50 m3/h,

- Lưu lượng cực đại: Qmax = 100 m3/h.

Yêu cầu của nước thải sau xử lý:

- Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột A theo TCVN 5945 – 2005.

- Nước thải sau xử lý theo đường cống thoát nước chung của khu công

nghiệp thải ra sông Hà Thanh.

Công nghệ xử lý nước thải được lựa chọn là công nghệ xử lý sinh học yếm khí

(UASB) kết hợp với xử lý sinh học hiếu khí dạng mẻ (SBR).

Do hệ thống xử lý nước thải được đầu tư tốt, công nghệ xử lý phù hợp với đặc

trưng dòng thải; đồng thời được vận hành, theo dõi thường xuyên chất lượng nước

đầu ra bỡi các kỹ sư chuyên ngành môi trường nên hiện tại trạm xử lý nước thải của

công ty đang vận hành tốt, đáp ứng yêu cầu nước đầu ra theo tiêu chuẩn.

I.3.3. Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới

Như đã trình bày ở phần trên, hiện tại hệ thống xử lý nước thải của công ty

đang vận hành tốt, chất lượng nước đầu ra đảm bảo theo tiêu chuẩn thải nhưng hệ

thống này đang xây dựng với lưu lượng nước thải trung bình 1200 m3/ngày đêm

(cực đại 2400 m3/ngày đêm). Khi nâng công suất của nhà máy lên 100 triệu lít

bia/năm, lượng nước thải cực đại theo ước tính sơ bộ là 4000 m3/ngày đêm. Khi đó,

hệ thống xử lý nước thải hiện tại sẽ không đáp ứng được yêu cầu. Vì thế cần thiết

phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới với lưu lượng thiết kế và đặc trưng

dòng thải mới để đạt hiệu quả xử lý tốt.

Công nghệ xử lý, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới này được

trình bày cụ thể ở các chương sau trong đồ án.



CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC

NƯỚC THẢI.

Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất

hữu cơ cao ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là

hidratcacbon, protein và các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân hủy sinh học.

Tỉ lệ giữa BOD5 và COD nằm trong khoảng từ 0,5 – 0,7 nên chúng thích hợp với

phương pháp xử lý sinh học.

Nước thải trước khi đưa vào xử lý sinh học cần qua các phương pháp xử lý cơ

học, hóa học, hóa lý để loại bỏ các tạp chất thô, các thành phần gây bất lợi cho

phương pháp xử lý sinh học. Cụ thể từng phương pháp được trình bày dưới đây.

II.1. Các phương pháp hỗ trợ cho phương pháp xử lý sinh học nước thải

II.1.1. Phương pháp cơ học [7]

Phương pháp xử lý cơ học thường là giai đoạn đầu tiên trong dây chuyền công

nghệ xử lý nước thải (giai đoạn tiền xử lý), có nhiệm vụ loại ra khỏi nước thải tất

cả các vật có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu

quả xử lý cho các giai đoạn sau, cụ thể:

- Loại bỏ hoặc cắt nhỏ những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn

trong nước thải như mảnh gỗ, nhựa, gạc bông, giẻ rách, vỏ hoa quả…

- Loại bỏ cặn nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại…

- Loại bỏ phần lớn dầu mỡ.

Các công trình bố trí trong giai đoạn tiền xử lý gồm song chắn rác, lưới chắn

rác, thiết bị nghiền, cắt vụn rác (nếu cần), bể lắng cát, bể điều hòa, tách dầu mỡ, lọc

cơ học…

Nước thải công nghiệp sản xuất bia có chứa mảnh thủy tinh vỡ (chai vỡ), nhãn

giấy, nút chai, hàm lượng chất lơ lửng cao (400 – 800 mg/l)… nên cần phải qua

giai đoạn xử lý cơ học trước khi sang các giai đoạn xử lý tiếp theo.

II.1.2. Phương pháp hóa học – hóa lý [8]

Cơ sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình hóa lý

diễn ra giữa chất bẩn với hóa chất cho thêm vào.

Các phương pháp hóa học như oxi hóa, trung hòa, trao đổi ion, đông keo tụ,

khử trùng; còn các phương pháp hóa lý như tuyển nổi, hấp phụ…

+ Phương pháp trung hoà, điều chỉnh pH

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước thải được xử lý

tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về vùng

6,5 – 7,5.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 23


Trung hoà có thể thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit với dòng thải có

tính kiềm hoặc sử dụng các hoá chất như: H2SO4, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaO,

Ca(OH)2, MgO, CaCO3… Điều chỉnh pH thường kết hợp ở bể điều hoà hay bể keo

tụ.

Đặc trưng chung nước thải ngành bia có giá trị pH kiềm tính do dòng thải của

quá trình rửa chai có độ pH cao. Mặt khác, nước vệ sinh các thiết bị trong nhà

xưởng cũng chứa axit nên có sự dao động pH qua từng công đoạn. Vì vậy, cần phải

điều chỉnh pH về giá trị thích hợp cho xử lý sinh học phía sau; công đoạn này được

thực hiện kết hợp trong bể điều hòa.

+ Keo tụ

Keo tụ là một hiện tượng làm mất sự ổn định của các hạt huyền phù dạng keo

để cuối cùng tạo ra các cụm hạt khi có sự tiếp xúc giữa các hạt.

Người ta sử dụng các loại phèn nhôm, phèn sắt hoặc hỗn hợp hai loại phèn này

để làm chất keo tụ.

Hiện nay, thông thường người ta cho thêm các chất trợ keo như polymer hữu

cơ để tăng cường quá trình tạo bông và lắng như polyacrylamit. Nó tan trong nước

và có tác dụng như những cầu nối kết hợp các hạt phân tán nhỏ thành tập hợp hạt

lớn có khả năng lắng tốt hơn. Vì vậy, việc bổ sung thêm chất trợ keo tụ sẽ giúp

giảm liều lượng các chất keo tụ, giảm thời gian keo tụ và nâng cao tốc độ lắng các

bông keo.

Đối với nước thải ngành bia thì phương pháp này không thích hợp vì trong

nước thải bia, hàm lượng các chất hữu cơ ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng

cao mà các chất này không thích hợp cho phương pháp keo tụ.

+ Hấp phụ

Hấp phụ có nghĩa là sự chuyển dịch một phân tử từ pha lỏng đến pha rắn.

Phương pháp này được dùng để loại bỏ các chất bẩn hòa tan trong nước mà phương

pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng

rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có

mùi, vị và màu rất khó chịu.

Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,

keo nhôm… Trong đó than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất.

Các chất ô nhiễm trong nước thải bia là những chất có khả năng phân hủy sinh

học. Hiệu quả khử các chất này bằng phương pháp sinh học tương đối dễ nên không

cần sử dụng phương pháp hấp phụ.

+ Tuyển nổi



Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả

năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt.

Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước.

Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng

sản quý và cũng được dùng trong xử lý nước thải để tách các hạt keo lơ lửng, tách

dầu mỡ... Tuy nhiên, đối với nước thải ngành bia, do hàm lượng các chất lơ lửng

không cao lắm và khả năng tự lắng tương đối tốt nên phương pháp tuyển nổi hầu

như không được áp dụng.

+Trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi

với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này

gọi là các ionit và chúng hoàn toàn tan trong nước.

Phương pháp này được dùng để loại các ion kim loại cũng như các chất chứa

asen, xianua, chất phóng xạ ra khỏi nước; đồng thời nó còn được dùng phổ biến để

làm mềm nước, loại ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước cứng.

Đối với nước thải bia thì phương pháp này hầu như không được sử dụng.

+ Khử trùng

Dùng các chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun,

sán... để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái

sử dụng. Khử trùng có thể dùng các hóa chất hoặc tác nhân vật lý như ozon, tia tử

ngoại.

Các chất khử trùng thường dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javen, vôi

clorua, các hypoclorit, cloramin B...

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối

quá trình. Đối với nước thải ngành bia, sau khi qua các phương pháp xử lý cơ học,

hóa học, hóa lý và sinh học thì hàm lượng các vi sinh vật gây bệnh đã giảm đáng kể

nhưng để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn hoặc tái sử dụng thì cần phải

qua bước khử trùng cuối cùng.

II.2. Giới thiệu các phương pháp xử lý sinh học nước thải

Phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm

hữu cơ có trong nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng

chất làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào, đồng thời tổng hợp năng lượng cho

quá trình sống. Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm được chuyển

hoá và nước thải được làm sạch.

Quá trình xử lý sinh học nước thải có thể chia làm hai quá trình là phân huỷ

yếm khí và phân huỷ hiếu khí; có thể xử lý trong điều kiện tự nhiên hay trong điều

kiện nhân tạo.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 25


II.2.1. Phương pháp xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên [8]

Cơ sở của phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên là dựa vào

hoạt động sống của hệ vi sinh vật có trong đất, nước mặt để chuyển hoá các hợp

chất ô nhiễm.

Xử lý nước thải trong hồ sinh học

Thực chất của quá trình xử lý này là sử dụng khu hệ vi sinh vật (vi khuẩn, tảo,

nguyên sinh vật…) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước.

Hồ sinh học là dạng xử lý trong điều kiện tự nhiên được áp dụng rộng rãi hơn

cả vì có những ưu điểm như: tạo dòng nước tưới tiêu và điều hòa dòng thải, điều

hoà vi khí hậu trong khu vực, không yêu cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản

lý đơn giản, hiệu quả xử lý cao. Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu

diện tích lớn và khó điều khiển được quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó

chịu đối với khu vực xung quanh.

Theo nguyên tắc hoạt động của hồ và cơ chế phân giải các chất ô nhiễm mà

người ta chia ra làm 3 loại hồ:

a. Xử lý nước thải bằng hồ hiếu khí:

Hồ hiếu khí làm sạch nước bằng quá trình oxi hoá nhờ các vi sinh vật hiếu khí

và hô hấp tuỳ tiện có trong nước.

Nhu cầu oxi cho quá trình oxi hoá được đáp ứng nhờ khuếch tán bề mặt hoặc

làm thoáng nhân tạo. Ở hồ làm thoáng tự nhiên, oxi không khí dễ dàng khuếch tán

vào lớp nước phía trên và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển tiến

hành quang hợp thải ra oxi. Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâu của lớp nước

phải nhỏ, thường là 30 – 40cm, do chiều sâu nhỏ nên thường thì diện tích lớn. Thời

gian lưu nước từ 3 – 12 ngày. Ở hồ làm thoáng nhân tạo nguồn cung cấp oxi cho vi

sinh vật hiếu khí là các thiết bị khuấy trộn cơ học hoặc nén khí. Nhờ vậy, mức độ

hiếu khí trong hồ thường mạnh hơn, đều hơn và độ sâu của hồ cũng lớn hơn (2 –

4,5m). Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 1 – 3 ngày.

b. Xử lý nước thải bằng hồ kỵ khí

Dùng để lắng và phân hủy cặn bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên

cơ sở sống và hoạt động của loại vi sinh vật kỵ khí.

Loại hồ này dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn cao. Trong

quá trình xử lý sinh mùi thối khó chịu nên cần đặt cách xa nhà máy. Để duy trì điều

kiện kỵ khí thì chiều sâu hồ phải lớn, thường lấy bằng 2,4 – 3,6m.

c. Xử lý nước thải bằng hồ tùy nghi

Hồ sinh học tùy tiện sâu từ 1,5 – 2m. Ngoài tầng hiếu khí phía trên hồ còn có

các tầng kỵ khí tùy tiện, kỵ khí lớp bùn cặn lắng phía dưới. Thời gian lưu nước

trong hồ từ 3 – 5 ngày.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 26


Oxi cung cấp cho quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong hồ chủ yếu là do

quang hợp của tảo và khuếch tán từ không khí qua bề mặt hồ. Ngoài ra các vi khuẩn

tùy tiện hoặc vi khuẩn kỵ khí còn sử dụng oxi liên kết từ nitrit, nitrat, sunphat… để

oxi hóa chất hữu cơ.

Các phương pháp xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên nhìn

chung khó thực hiện được là vì:

- Diện tích xây dựng quá lớn,

- Ô nhiễm môi trường xung quanh,

- Mùa mưa sẽ khó xử lý và nước thải chảy tràn ra sông,

- Vi sinh vật gây bệnh cao,

- Tuổi thọ công trình thấp.

II.2.2. Phương pháp xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo

II.2.2.1. Cơ sở lý thuyết quá trình xử lý sinh học yếm khí [7, 8, 9, 10, 11]

Xử lý sinh học yếm khí là một trong những quá trình được sử dụng để xử lý

bùn và nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao (BOD > 1800mg/l, SS = 300

-400mg/l), sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2.

Nguyên lý của phương pháp

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô

cơ có trong nước thải khi không có oxi. Phương pháp này dùng để ổn định cặn và

xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ COD, BOD cao. Quá trình phân hủy các

chất thực hiện nhờ các chủng vi khuẩn kị khí bắt buộc và kị khí không bắt buộc.

Cơ chế của quá trình xử lý yếm khí

Cơ chế phân giải yếm khí:

Chất ô nhiễm CH4+CO2+H2S+E

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ là quá trình phức tạp trong môi trường

không có không khí, gồm nhiều giai đoạn và sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2, H2S,

NH3…

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân

Các hợp chất hữu cơ phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit... bị phân

hủy dưới tác dụng của các Enzym hydrolaza của vi sinh vật thành các chất hữu cơ

phân tử lượng nhỏ như đường đơn, axit amin, axit hữu cơ, peptit, glyxerin...

Trong giai đoạn này, các hợp chất gluxit phân tử lượng nhỏ, các hợp chất

hữu cơ chứa Nitơ (protein) phân hủy nhanh hơn, trong khi các hợp chất hữu cơ có

phân tử lượng lớn như tinh bột, các axit béo được phân hủy chậm, đặc biệt là

cellulose và lignocellulose chuyển hóa rất chậm và không triệt để do cấu trúc phức


Chuyển hóa yếm khí

27


tạp. Các vi sinh vật tham gia vào quá trình thủy phân phụ thuộc vào các chất ô

nhiễm đầu vào và các đặc trưng khác của nước thải.

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ

Các sản phẩm thủy phân sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa trong

điều kiện yếm khí. Sản phẩm phân giải là các axit hữu cơ phân tử lượng nhỏ như

axit propionic, axit butyric, axit lactic..., các chất trung tính như rượu, andehyt,

axeton. Ngoài ra, một số khí cũng được tạo thành như CO2, H2, H2S, một lượng nhỏ

CH4...

Thành phần của các sản phẩm trong giai đoạn lên men phụ thuộc vào bản

chất các chất ô nhiễm, tác nhân sinh học và điều kiện môi trường.

Đặc biệt trong giai đoạn này, nitơ được chuyển thành NH4+ một phần nhỏ

được sử dụng để xây dựng tế bào, phần còn lại tồn tại trong nước thải dưới dạng

NH4+.

Giai đoạn 3: Giai đoạn lên men axit axetic

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic... sẽ được

từng bước chuyển hóa thành axit axetic.

- Chuyển hóa axit lactic:

3CH3-CHOH-COOH → 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + 2H2O

- Oxy hóa liên kết β của các axit béo bằng cơ chế oxy hóa-khử:

R – CH3CH2COOH + 2H2O → Rn-2 – COOH + CH3COOH

Axit béo mạch dài Axit béo mạch ngắn Axit axetic

Giai đoạn 4: Giai đoạn Mêtan hóa

Mêtan hóa là giai đoạn quan trọng nhất của toàn bộ quá trình xử lý yếm khí.

Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính... bị

phân giải tạo thành khí metan.

- Khoảng 30% khí CH4 tạo thành do quá trình khử CO2:

+ Khử CO2 bằng H2:

CO2 + 4H2 VK→ CH4 + 2H2O

+ Khử CO2 bằng oxy hóa khử:

- Khoảng 70% khí mêtan còn lại được tạo thành nhờ các quá trình

Decacboxyl hóa các axit hữu cơ và các chất trung tính.

+ CH4 được tạo thành do Decacboxyl hóa axit axetic:

CH3COOH → CH4 + CO2 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551

4NADH2 4NAD

CO2

CH4 + 2H

2O

28


+ CH4 được hình thành do Decacboxyl hóa các axit hữu cơ khác:

4CH3-CH2-COOH + 2H2O → 7CH4 + 5CO2

2CH3-(CH2)2-COOH + 2H2O → 5CH4 + 3CO2

+ CH4 cũng có thể được hình thành do Decacboxyl các chất trung tính:

2C2H5OH → 3CH4 + CO2

CH3-CO-CH3 + H2O → 2CH4 + CO2

Tác nhân sinh học

Trong phân giải yếm khí, các quá trình thủy phân và lên men xảy ra dưới tác

dụng của nhiều chủng vi khuẩn khác nhau. Thành phần hệ vi sinh vật trong phân

giải yếm khí phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của các chất ô nhiễm có trong nước

thải.

- Vi sinh vật trong giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ:

+ Môi trường giàu xenlulo thường có các vi khuẩn: Bacillus,

Pseudomonas, Alcaligenes.

+ Môi trường giàu protein: Bacillus, Clostridium, Proteus và E.Coli

+ Môi trường giàu lipit: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes,

Bacterioides.

+ Môi trường giàu tinh bột: Micrococus, Lactobacillus, Pseudomonas,

Clostridium.

Trong đó các chủng: Lactobacillus, Pseudomonas, Bacillus, Clostridium,

Bacterioides chiếm đa số.

Phần lớn các vi khuẩn thủy phân và lên men axit hữu cơ ít nhạy cảm với

môi trường. Chúng có thể phát triển trong dải pH rộng từ 2 – 7. Tuy nhiên, pHopt = 5

– 7 ở nhiệt độ 33 – 400C.

- Vi khuẩn axetogene:

Vi khuẩn tạo axit axetic thường phát triển trong môi trường cùng với

metan. Vi khuẩn Axetogene tạo H2 trong quá trình lên men nhưng lại bị chính sản

phẩm này ức chế. Vì vậy, trong môi trường có các vi khuẩn metan sử dụng H2 hoặc

H+ để khử CO2.

Một số chủng vi khuẩn Axetogene có hiệu quả metan hóa cao như:

+ Syntrophobacter woloni, Syn. Wolfei, Syn. Buswweni.

Nhiệt độ tối ưu là 33 – 400C, pH = 6 – 8.

Hai nhóm vi khuẩn khác cũng có khả năng tạo axit axetic như:

+ Nhóm vi khuẩn khử sunphat: Selenomonosas, Clostridium và

Dasolfovibrio. Trong môi trường hỗn hợp với vi khuẩn metan hóa tạo

axit axetic.



+ Nhóm vi khuẩn Homoacetogen, tạo axit axetic từ CO2 và H2.

2CO2 + 4H2 → CH3-COOH + 2H2O

Nhóm này có ý nghĩa đặc biệt vì chúng cạnh tranh H2 với vi khuẩn

metan.

- Vi khuẩn metan hóa: thuộc 2 nhóm chính

+ Nhóm ưa ấm (Mesophyl, lên men tạo CH4 ở 35 – 370C, pH=6,8 – 7,5):

gồm Methanobacterium (trực khuẩn), Methanococcus (đơn cầu khuẩn),

Methanosaccina (bát cầu khuẩn).

+ Nhóm ưa nóng (Thermophyl, lên men tạo CH4 ở 55 – 600C):

gồm Methanobacillus, Methanospirillium, Methanothrix.

Vi khuẩn lên men metan là những vi khuẩn yếm khí nghiêm ngặt. Chúng rất

mẫn cảm với sự có mặt của O2. Do đó, thiết bị lên men phải kín, pHopt = 6,8 – 7,5.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học yếm khí

- Nhiệt độ

Đây là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình bỡi vì nó ảnh hưởng tới hoạt

động chuyển hóa của vi sinh vật. Nhiệt độ tối ưu cho toàn quá trình phụ thuộc vào

chủng loại vi sinh vật. Trong thực tế, cả 2 nhóm ưa nóng và ưa ấm đều có khả năng

phân hủy yếm khí.

Dải nhiệt độ cho quá trình phân giải yếm khí rộng từ 30 – 600C. Tuy nhiên,

nhiệt độ tối ưu cho mỗi quá trình còn phụ thuộc vào đặc tính ưa nhiệt của tác nhân

sinh học. Bởi chỉ một khoảng biến động nhiệt độ nhỏ cũng ảnh hưởng tới hoạt lực

của vi sinh vật.

Với các vi sinh vật ưa nóng, khoảng nhiệt độ tối ưu của chúng từ 55 – 600C,

còn với các vi sinh vật ưa ấm thì 33 – 370C.

Để thu được hiệu suất tạo khí metan cao và ổn định thì phải ổn định nhiệt độ

trong dải ưa ấm.

- Độ pH

Thiết bị phân hủy yếm khí được vận hành trong khoảng pH từ 6,6 – 7,6 với

khoảng tối ưu từ 7 – 7,2. Mặc dù vậy, vi sinh vật axit hóa có thể chịu được pH = 5,5

nhưng ở giá trị này vi khuẩn metan hóa bị ức chế mạnh.

Thiết bị phân hủy yếm khí cần được trang bị thiết bị đo và điều chỉnh pH khi

cần thiết để đảm bảo ổn định độ pH của hệ thống ở giá trị trung tính. Nếu pH xuống

thấp cần bổ sung kiềm hoặc ngừng cấp liệu để thiết bị tự điều chỉnh.

- Nồng độ cơ chất

Vi khuẩn thực hiện quá trình phân giải yếm khí có tốc độ tạo sinh khối rất nhỏ.

Thực nghiệm cho thấy tỷ lệ C/N cần duy trì ở 30/1. Các yếu tố quan trọng khác như

P, Ca, K, Na cũng cần bổ sung tùy theo thành phần và tính chất nước thải cần xử lý.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 30


- Tải trọng khối (Tk, kgCOD/m3/ngày)

Tải trọng chất hữu cơ phụ thuộc vào tải lượng có trong nước thải, tải trọng

thủy lực hay thời gian lưu. Khi tải lượng chất hữu cơ cao sẽ làm dư thừa các axit

hữu cơ dẫn đến pH giảm, gây bất lợi cho vi khuẩn metan hóa. Tải lượng chất hữu cơ

thấp sẽ không có lợi cho quá trình khí hóa.

Thời gian lưu nước phụ thuộc vào đặc tính của nước thải và điều kiện môi

trường. Thời gian lưu quá ngắn (tải trọng khối cao) sẽ không cho phép các vi khuẩn

yếm khí, đặc biệt là vi khuẩn metan tiếp xúc và trao đổi với các chất ô nhiễm nên

làm giảm hiệu quả xử lý; ngược lại thời gian lưu càng lâu càng có lợi cho hiệu quả

tạo biogas và xử lý nước thải nhưng gây chi phí tốn kém. Thời gian tối ưu cho quá

trình phân hủy yếm khí trong hệ thống UASB là 0,5 – 6 ngày.

- Thế oxy hóa khử (hàm lượng H2) trong giai đoạn tạo axit axetic

Lactat + H2O → axetat + 2H2 + CO2 + Q

Etanol + H2O → axetat + 2H2 - Q

Butyrat + H2O → axetat + 2H2 - Q

Propionat + H2O → axetat + 3H2 + CO2 - Q

Các phản ứng oxy hóa khử này sẽ được thực hiện khi không có các vi khuẩn

có khả năng sử dụng H2.

Thế oxy hóa khử ảnh hưởng tới quá trình phân giải yếm khí theo nguyên lý

Le Chaterier về chuyển dịch cân bằng hóa học: “Mọi sự thay đổi của các yếu tố xác

định trạng thái của một hệ cân bằng sẽ làm cho cân bằng chuyển dịch về phía

chống lại những thay đổi đó”. Khí H2 sinh ra từ các phản ứng trên nếu không được

giải phóng sẽ gây ra áp lực lớn (nồng độ cao), làm cho cân bằng chuyển dịch về

phía không sinh ra H2 nữa và hiệu quả lên men axit axetic giảm xuống.

Nhờ có quá trình metan hóa làm giảm nồng độ axetat, hơn nữa H2 được các vi

khuẩn metan hóa sử dụng để khử CO2 tạo khí CH4 nên nồng độ khí H2 giảm, cân

bằng sẽ chuyển dich theo hướng tạo ra sản phẩm axetat và H2. Nếu quá trình này

diễn ra liên tục thì hiệu quả xử lý nước thải rất cao.

- Các chất độc

Các chất ức chế hoặc độc đối với các vi sinh vật phân giải yếm khí khá đa

dạng:

+ Amon: Ức chế quá trình metan hóa.

+ Hydrocacbua halogen hóa: Ức chế quá trình metan hóa.

+ Hydrocacbua vòng thơm: Ảnh hưởng lớn tới nhóm vi khuẩn metan

hóa.

+ Một số kim loại nặng.



Đặc điểm thiết bị UASB

Các dạng thiết bị xử lý yếm khí rất đa dạng và phong phú. Từ loại đơn giản

như hầm Biogas đến phức tạp như thiết bị UASB. Các dạng xử lý yếm khí như: thiết

bị yếm khí tiếp xúc, thiết bị yếm khí giả lỏng, thiết bị xử lý chảy ngược qua lớp bùn

hoạt tính dòng hướng lên (UASB), thiết bị dạng tháp đệm...

Trong đó, UASB là dạng xử lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý nhiều loại

nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao; nó rất phù hợp cho xử lý nước thải

bia. Cấu tạo Bể UASB được thể hiện trên hình vẽ 3.1.

- Cấu tạo

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) có thể làm bằng bê tông cốt

thép hoặc bằng gạch, thường có mặt bằng hình chữ nhật, được cách nhiệt với bên

ngoài. Để tách khí ra khỏi nước thải, trong bể gá thêm tấm phẳng đặt nghiêng so với

phương ngang góc ≥ 35o.

Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo bể UASB [7].

1. Vùng phản ứng kị khí; 2. Vùng lắng cặn; 3. Cửa dẫn hỗn hợp bùn nước

sau khi đã tách khí đi vào ngăn lắng; 4.Cửa tuần hoàn cặn; 5.Máng thu nước; 6.

Nước sang Aeroten; 7. Khí sản phẩm thu được; 8. Ống dẫn hỗn hợp khí.

- Nguyên tắc hoạt động

Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đều trên

diện tích đáy bể. Nước thải từ dưới lên với vận tốc 0,6 – 0,9 m/s để giữ cho lớp bùn

luôn ở trạng thái lơ lửng. Hỗn hợp bùn kị khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan

trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (70 – 80% mêtan, 20 –



30% cácbonic) và nước. Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí được sinh ra nổi lên

trên bề mặt làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi

hạt cặn nổi lên va phải tấm chắn phía trên bị vỡ ra, khí thoát lên trên cặn rơi xuống

dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí được chuyển vào ngăn lắng. Hạt cặn trong

ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy và tuần hoàn lại vùng phản ứng kị khí. Nước

trong được thu vào máng và được dẫn sang bể xử lý đợt II (Aeroten). Khí biogas

được thu về bình chứa rồi theo ống dẫn ra ngoài.

Bùn trong bể được hình thành hai vùng rõ rệt: ở chiều cao khoảng 1/4 tính từ

đáy lên, lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ có nồng độ từ 5000 – 7000 mg/l,

phía trên lớp này là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000 – 3000 mg/l gồm các bông cặn

chuyển động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống. Bùn trong

bể là sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu

cơ. Nồng độ cao của bùn hoạt tính trong bể cho phép bể làm việc với tải trọng chất

hữu cơ cao.

Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc hiệu quả đòi hỏi thời

gian vận hành khởi động từ 3 – 4 tháng. Nếu cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩn tạo

mêtan trước với nồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực nhỏ hơn 1/2

công suất thiết kế, thời gian khởi động có thể rút xuống còn 2 – 3 tuần.

Lượng cặn dư bằng 0,15 – 0,2% lượng COD, tức bằng một nửa cặn sinh ra so

với xử lý hiếu khí. Cặn dư định kỳ xả ra bên ngoài và có thể tiếp tục đưa đi làm khô.

- Ưu, nhược điểm của UASB

+ Ưu điểm:

- Năng lượng cần thiết cho hệ thống UASB rất thấp.

- Lượng bùn tạo thành nhỏ (nhỏ hơn 3 – 20 lần xử lý hiếu khí).

- Có thể tuần hoàn hay không tuần hoàn lại bùn.

- Tạo sản phẩm khí sinh học CH4 (70 – 80%), là nguồn năng lượng

sạch, có thể sử dụng cho sinh hoạt.

- UASB rất thích hợp cho xử lý nước thải có nhiều cặn lơ lửng.

- UASB có thể phân hủy các chất hữu cơ phức tạp: vòng, halogen…

- UASB thích hợp cho xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng và

tải lượng ô nhiễm cao.

+ Nhược điểm:

- Các quá trình xảy ra trong thiết bị phức tạp.

- Tác nhân sinh học rất nhạy cảm với các yếu tố môi trường.

- Quá trình khởi động kéo dài.

- Yêu cầu cao sự tương thích giữa thức ăn và hàm lượng sinh khối.

- Quá trình cố định vi khuẩn trên lớp đệm rất khó điều khiển.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 33


Quá trình xử lý yếm khí tạo ra lượng bùn ít và chi phí năng lượng thấp. Nhược

điểm của xử lý yếm khí là thời gian lưu nước thải lớn, thời gian ổn định công nghệ

dài (3 – 6 tháng). Qui trình vận hành tương đối phức tạp, hiệu quả xử lý phụ thuộc

nhiều vào các yếu tố môi trường, biến động lớn từ 60 – 90%.

II.2.2.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý sinh học hiếu khí [8, 10, 11]

Nguyên lý của quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính

Sử dụng các vi sinh vật để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có khả năng

chuyển hoá sinh học được; đồng thời chính vi sinh vật cũng sử dụng một phần chất

hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxi hoá để tổng hợp nên sinh khối

của chúng.

Cơ chế của quá trình xử lý hiếu khí

+ Oxy hoá các hợp chất hữu cơ không chứa nitơ (Gluxit, hyđrocacbua,

pectin, axit hữu cơ, các chất hữu cơ phân tử lượng nhỏ khác…)

CxHyOz + (4 2

y zx + − )O2 → v s v xCO2 +

2

yH2O + E

+ Oxy hoá các hợp chất hữu cơ có chứa Nitơ (Protein, Peptit, axitamin…)

CxHyOzN + (4 2

y zx + − +

3

4)O2 → v s v xCO2 +

3

2

y − H2O + NH3 + E

+ Quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ để tổng hợp sinh khối:

CxHyOz + NH3 + (4 2

y zx + − - 5)O2 → v s v C5H7NO2 +(x – 5)CO2+

4

2

y − H2O +E

+Quá trình tự hủy của sinh khối:

C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2 H2O + NH3 + E

Ngoài ra trong hệ thống còn xảy ra các quá trình nitrit và nitrat hoá:

+ Nitrit hoá : NH4+ + 3/2 O2 + H2O → v s v NO2

- + 2 H3O+ + E.

+ Nitrat hoá: NO2- + ½ O2 → v s v NO3

-

Phương trình tổng quát : NH4+ +2O2+ H2O → v s v NO3

- + 2H3O+

+ Oxy hoá các hợp chất vô cơ:24S SO −→ ; 3

4P PO −→

Fe2+ → Fe3+ (Sự chuyển hoá thành Fe3+ giúp cho ezim tái tạo

thường xuyên)

Tác nhân sinh học

Tác nhân sinh học được sử dụng trong quá trình xử lý hiếu khí có thể là vi

sinh vật hô hấp hiếu khí hay tuỳ tiện, nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Chuyển hoá nhanh các hợp chất hữu cơ.

- Có kích thước tương đối lớn để bông sinh học lắng nhanh (φ =50 – 200

µm).



- Có khả năng tạo nha bào.

- Không tạo ra các khí gây ô nhiễm môi trường như: H2S, Indol, Scatol...

Dựa trên các yêu cầu đó thì các vi khuẩn hô hấp hiếu khí được sử dụng chủ

yếu; ngoài ra còn có vi khuẩn hô hấp tùy tiện và nguyên sinh động vật.

• Vi khuẩn hô hấp hiếu khí:

+ Pseudomonas

+ Aerobacter aerogenes

+ Bacillus Subtilis (phát triển trong môi trường giàu protein)

+ Flavobacterium (phát triển trong môi trường giàu sắt)

+ Nitrosomonas vinogradski (vi khuẩn nitrit hoá).

• Vi khuẩn hô hấp tuỳ tiện:

+ Cellulosomonas bizotera (có khả năng oxy hoá xenlluloza)

+ Rhodospeudomonas (có màu hồng)

+ Nitrobacter (có khả năng nitrat hoá)

+ Microthrix (vi khuẩn dạng sợi – có màu trắng)

+ Thiothrix (vi khuẩn dạng sợi – có màu trắng)

• Nguyên sinh động vật: Bao gồm 2 dạng chủ yếu:

+ Trùng tơ (Cillatae)

+ Trùng roi (Flagellate)

Do có kích thước lớn khoảng 30 – 50µm nên trong bể xử lý nó có vai trò như

sau:

+ Bám vào bùn làm cho bùn dễ lắng hơn

+ Ăn cặn lơ lửng góp phần làm trong nước

+ Là chỉ thị để đánh giá mức độ cấp khí cho bể

+ Là chỉ thị để đánh giá các chất độc có trong nước thải.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học hiếu khí [8]

- Oxi hòa tan (DO)

Đây là thông số quan trọng đối với hệ thống xử lý hiếu khí. DO được cấp liên

tục để đáp ứng yêu cầu oxy hóa của vi sinh vật.

Nếu thiếu oxi hoà tan sẽ gây ra hiện tượng phồng bùn do vi khuẩn dạng sợi

phát triển, làm cho bùn xốp, khó lắng. Việc cung cấp oxi còn có tác dụng tạo ra độ

đồng nhất các pha trong thiết bị, làm rã các khối bông sinh học lớn, giảm các điểm

chết trong thiết bị, nâng cao hiệu quả làm sạch và rút ngắn thời gian lưu nước trong

hệ thống.

Độ hoà tan của oxi vào trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố, không chỉ phụ

thuộc vào phương thức cấp khí (công suất máy nén, áp lực nén, đặc trưng của hệ



thống phân phối khí), chiều cao cột nước mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ, tính chất

nước thải, tỷ số F/M (nguồn dinh dưỡng/lượng sinh khối), tốc độ sinh trưởng, đặc

trưng hình thái và sinh lý vi sinh vật.

Để đảm bảo tốc độ oxi hoá các chất bẩn diễn ra tốt, nồng độ oxi hoà tan cần

đạt 2 – 4mg/l, lượng khí cung cấp 45 – 90 m3/kg .

- pH

pH của nước thải có ảnh hưởng lớn đến các quá trình hóa sinh của vi sinh vật,

quá trình tạo bùn và lắng. Dải pH tối ưu cho xử lý hiếu khí nước thải từ 6,5 - 8,5.

Để đảm bảo pH trong khoảng trên, trong thực tế trước khi cho nước thải vào bể

xử lý sinh học hiếu khí, người ta thường điều hoà lưu lượng, điều chỉnh giá trị pH ở

bể điều hoà.

- Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật. Mỗi vi sinh vật cũng có một

khoảng nhiệt độ tối ưu, nếu tăng nhiệt độ quá ngưỡng sẽ ức chế hoạt động của vi

sinh vật hoặc bị tiêu diệt hay tạo bào tử.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DO:

+ Khi nhiệt độ tăng DO giảm và vận tốc phản ứng tăng lên.

+ Khi nhiệt độ giảm DO tăng nhưng ngược lại vận tốc phản ứng giảm.

Trong bể Aeroten nhiệt độ tối ưu là 20 – 27 0C, nhưng cũng có thể chấp nhận

nhiệt độ 16 – 370C. [11]

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng sinh học thể hiện qua biểu thức:

RT = R20.θ(T – 20)

Trong đó:

+ RT, R20: tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T 0C và ở 200C

+ θ : hệ số nhiệt độ (có giá trị từ 1,00 – 1,04 )

+ T: nhiệt độ xử lý (0C ).

- Thành phần dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng trong nước thải chủ yếu là nguồn Cacbon (thể hiện

BOD), cùng với N (thường ở dạng NH4+) và P (ở dạng muối photphat) là những

nguyên tố đa lượng; ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng như: Mg, Fe, Mn...

Tỷ lệ các chất dinh dưỡng phù hợp là C : N : P = 100 : 5 : 1

Thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát triển

tăng sinh khối của vi sinh vật, thể hiện bằng lượng bùn hoạt tính tạo thành giảm,

kìm hãm và ức chế quá trình oxy hoá các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn.

Nếu thiếu N một cách kéo dài, ngoài việc cản trở quá trình sinh hoá còn làm

cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra



làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, làm giảm tốc độ sinh

trưởng cũng như cường độ oxy hoá của chúng.

Nếu thiếu P, vi sinh vật dạng sợi phát triển và cũng làm cho bùn hoạt tính lắng

chậm và giảm hiệu quả xử lý.

- Chất độc đối với VSV

Các chất độc hữu cơ, vô cơ, đặc biệt là các kim loại nặng, các ion halogen có

khả năng ức chế thậm chí làm vô hoạt hệ enzym oxi hóa khử ở vi sinh vật. Vì thế,

cần phải xử lý trước các chất độc này.

Nồng độ muối vô cơ cần khống chế sao cho < 10 g/l.

- Hàm lượng các chất rắn lơ lửng (SS ) ở dạng huyền phù

Nếu nồng độ chất lơ lửng không quá 100mg/l thì loại hình xử lý thích hợp là

bể lọc sinh học và nồng độ không quá 150mg/l là xử lý bằng aeroten sẽ cho hiệu

quả phân huỷ các chất hữu cơ nhiễm bẩn là cao nhất. [8]

Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao thường làm ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý. Vì

vậy, cần phải qua lắng trong giai đoạn xử lý sơ bộ một cách đầy đủ để loại bỏ các

cặn lớn và một phần các chất rắn lơ lửng.

- Nồng độ chất bẩn hữu cơ trong nước thải

Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều tới đời sống của vi sinh

vật. Vi sinh vật sẽ bị ức chế và bị kìm hãm quá trình hoạt động sống trong trường

hợp nồng độ chất bẩn hữu cơ cao hơn nồng độ cho phép.

Đối với Aeroten thông thường thì hàm lượng BOD = 500mg/l; đối với Aeroten

khuấy trộn hoàn chỉnh thì BOD < 1000mg/l. Nếu BOD cao quá thì cần pha loãng

nước thải hoặc qua xử lý kị khí trước rồi qua xử lý hiếu khí sau.

- Hàm lượng sinh khối (MLSS ) và tỉ lệ F/M

Hàm lượng sinh khối trong bể sinh học hiếu khí thường dao động từ 500 –

3000mg/l. Tuỳ theo hàm lượng và bản chất của chất ô nhiễm trong nước thải cũng

như hoạt lực của bùn hoạt tính mà hàm lượng sinh khối sẽ khác nhau:

+ Các hệ thống cao tải có thể sử dụng hàm lượng sinh khối cao từ 1500 –

3000mg/l.

+ Với hệ thống Aeroten thông thường thì hàm lượng sinh khối dao động

trong khoảng từ 500 – 1500mg/l.

Tỷ lệ F/M (Food/ microorganism = chất thải/ vi sinh vật): là một thông số

quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu

khí.

+ Nếu F/M << 1: Thiếu dinh dưỡng cho vi sinh vật hoạt động.



+ Nếu F/M >1 : Vi sinh vật phát triển sinh khối, không tạo nha bào nên

không kết dính với nhau lại thành bông, kích thước bông bùn giảm, bùn khó lắng

làm nước ra sau xử lý không đạt độ trong yêu cầu.

+ Tỷ lệ F/M = 0,2 ÷ 0,6 : Tạo độ ổn định trong quá trình xử lý hiếu khí.

Các dạng thiết bị thường gặp

- Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh

trưởng dính bám của vi sinh vật – lọc sinh học.

+ Xử lý nước thải bằng lọc sinh học

Nguyên lý của phương pháp lọc sinh học là dựa trên quá trình hoạt động của vi

sinh vật ở màng sinh học, oxy hoá các chất bẩn hữu cơ trong nước. Các màng sinh

học là tập thể các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí và tuỳ tiện. Các

vi khuẩn hiếu khí tập trung ở lớp ngoài của màng sinh học, ở đây chúng phát triển

và gắn với giá mang là các vật liệu lọc (được gọi là sinh trưởng dính bám).

Trong quá trình làm việc, các vật liệu lọc tiếp xúc với nước chảy từ trên xuống,

sau đó nước thải đã làm sạch được thu gom xả vào bể lắng bậc 2. Nước thải vào bể

lắng bậc 2 có thể kéo theo những mãnh vở của màng sinh học bị tróc ra khi lọc làm

việc. Trong thực tế, một phần nước đã qua bể lắng được quay trở lại làm nước pha

loãng cho các loại nước thải đậm đặc trước khi vào bể lọc và giữ nhiệt cho màng

sinh học làm việc.

Các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải bị oxi hóa bỡi quần thể vi sinh vật

ở màng sinh học. Màng này thường dày khoảng 0,1 – 0,4mm. Các chất hữu cơ trước

hết bị phân hủy bỡi vi sinh vật hiếu khí, sau đó thấm sâu vào màng, nước hết oxi

hòa tan và sẽ chuyển sang phân hủy bỡi vi sinh vật kị khí. Khi các chất hữu cơ có

trong nước thải cạn kiệt, vi sinh vật ở màng sinh học sẽ chuyển sang hô hấp nội bào

và khả năng dính kết cũng giảm, dần dần bị vỡ cuốn theo nước lọc. Hiện tượng này

gọi là tróc màng. Sau đó lớp màng mới lại xuất hiện.

Vật liệu lọc khá phong phú : từ đá dăm, đá ong, vòng kim loại, vòng gốm, than

đá, than cốc, gỗ mãnh, chất dẻo tấm uốn lượn...

Hình 2.2. Các quá trình trong bể lọc sinh học [8].


Vật liệu đệm

Vùng yếm khí

Vùng hiếu khí

CHC cacbon

DOSản phẩm cuối

Không khí

Dòng nước thảiMàng sinh học Màng chất lỏng


Lọc sinh học đang được dùng hiện nay chia làm 2 loại:

+ Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước,

+ Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc đặt ngập trong nước.

Phương pháp lọc có ưu điểm là: đơn giản, tải lượng chất gây ô nhiễm thay đổi

trong giới hạn rộng trong ngày, thiết bị cơ khí đơn giản và tiêu hao ít năng lượng

nhưng cũng có nhược điểm là hiệu suất quá trình phụ thuộc rõ rệt vào nhiệt độ

không khí, chiều dày màng sinh học, tốc độ oxi hóa, cường độ hô hấp của vi sinh

vật, bản chất các chất hữu cơ, đặc tính bể lọc, độ thấm ướt của màng…

- Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng

lơ lửng của vi sinh vật – kỹ thuật bùn hoạt tính.

Trong quá trình xử lý hiếu khí, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền

phù. Quá trình làm sạch Aeroten diễn ra theo mức dòng chảy qua của hỗn hợp nước

thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí nhằm đảm bảo hai quá trình là nước

được bão hoà O2 và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở

dạng hoà tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aeroten. Các chất lơ lửng này là một số

chất rắn và có thể là một số chất hữu cơ chưa phải là dạng hoà tan. Các chất lơ lửng

là nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn

bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Các hạt bông cặn này cũng

chính là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật có trong nước thải,

hình thành những bông cặn có khả năng hấp thụ và phân huỷ các chất hữu cơ khi có

mặt của O2.

+ Bể Aeroten thường (truyền thống)

Nước thải sau khi được tách cặn trong bể lắng sơ cấp sẽ được dẫn vào và trộn

với bùn hoạt tính tuần hoàn ở đầu bể aeroten. Tiếp đó xảy ra các phản ứng khoáng

hóa các chất hữu cơ, tổng hợp sinh khối và nitrat hóa bỡi các enzym của vi sinh vật

trong điều kiện có đủ oxi. Sau khi ra khỏi bể, nước thải đã được làm sạch.

Nhược điểm của bể này là chỉ áp dụng để xử lý nước thải có BODv < 400mg/l.

+ Bể Aeroten làm thoáng kéo dài

Bể này được thiết kế với tải trọng chất hữu cơ thấp, chỉ số F/M thấp, thời gian

làm thoáng thường 20 – 30h.

Bể này sử dụng để xử lý nước thải công nghiệp có công suất < 3500 m3/ngày.

Trong bể này, do vi sinh vật bị bỏ đói nên thực hiện quá trình oxy hóa tế bào tăng

dẫn tới nước thải ra được xử lý triệt để, lượng bùn thải ít.

+ Mương oxy hóa



Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của bể aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh,

làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính

chuyển động tuần hoàn và liên tục ở trong mương (trạng thái lơ lửng).

Khi hoạt động, trong mương oxy hóa sẽ hình thành 2 vùng cơ bản :

Vùng oxic : quá trình oxy hóa cacbon và nitrat hóa xảy ra khi có đủ oxy.

Vùng anoxic : là vùng thiếu khí, xảy ra quá trình denitrat hóa.

+ Aeroten tải trọng cao

Bể này được áp dụng khi yêu cầu nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B hoặc cột

C. Khi đó nước thải vào aeroten sẽ được trộn với 10 – 15% bùn tuần hoàn và hỗn

hợp này sẽ được đưa vào bể để làm thoáng trong thời gian 1 – 3h.

+ Bể Aeroten kết hợp lắng hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR

-Sequencing Batch Reactor) [6]

Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn bể (hình 2.3) bao gồm: làm

đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư. Trong bước một,

khi cho nước thải vào bể, nước thải được trộn với bùn hoạt tính lưu lại từ chu kỳ

trước. Sau đấy, hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước hai với thời gian thổi

khí đúng như thời gian yêu cầu. Quá trình diễn ra gần với điều kiện trộn hoàn toàn

và các chất hữu cơ được oxy hoá trong giai đoạn này. Bước thứ ba là quá trình lắng

bùn trong điều kiện tĩnh. Tiếp đến, nước trong nằm phía trên lớp bùn được xả ra

khỏi bể. Bước cuối cùng là xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi

khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung

cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục.

Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ. Các quá trình trộn nước thải

với bùn, lắng bùn cặn... diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý

nước thải cao. BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng

cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l. Bể aeroten hoạt

động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai. Trong nhiều trường

hợp, người ta cũng bỏ qua bể điều hoà và bể lắng đợt một. [6]



NT vào

Làm day

Thoi khí

Xa nuocthai

LangXa bùn du

1

2

3

4

5

Hình 2.3. Các bước của bể aeroten hoạt động gián đoạn [6].

Hệ thống aeroten hoạt động gián đoạn SBR có thể khử được nitơ và phốt pho

sinh hoá do có thể điều chỉnh được các quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí trong

bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp ôxy. Các ngăn bể được sục khí bằng máy nén

khí, máy sục khí dạng Jet hoặc thiết bị khuấy trộn cơ học. Chu kỳ hoạt động của

ngăn bể được điều khiển bằng rơle thời gian. Trong ngăn bể có thể bố trí hệ thống

vớt váng, thiết bị đo mức bùn...

Bể aeroten hệ SBR có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, hiệu quả xử lý cao, khử

được các chất dinh dưỡng nitơ, dễ vận hành. Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh

hưởng đến hiệu quả xử lý. Nhược điểm chính của bể là công suất xử lý nước thải

nhỏ. Để bể hoạt động có hiệu quả người vận hành phải có trình độ và theo dõi

thường xuyên các bước xử lý nước thải.

Ứng dụng cho nước thải ngành bia

Do đặc thù nước thải ngành bia có sự dao động lớn về lưu lượng cũng như nồng độ giữa đầu và cuối ca sản xuất, đặc biệt ba tháng giáp tết lượng nước thải tăng cao do công suất sản xuất tăng 20 – 30% công suất trung bình. Do đó, việc sử dụng bể SBR này chủ động hoàn toàn được trong việc xử lý nước thải khi lưu lượng thải ra trong ngày giảm đi so với công suất thiết kế hoặc có sự thay đổi lớn về thành phần của nước thải.

Ưu, nhược điểm khi sử dụng phương pháp hiếu khí [4, 8]

- Ưu điểm:+ Thời gian xử lý nhanh, thời gian lưu bùn và nước nhỏ thích hợp với các

nhà máy có lưu lượng dòng thải lớn và hàm lượng BOD không cao lắm

hoặc có thể kết hợp xử lý lần 2 sau bể yếm khí nếu còn hàm lượng BOD

cao.

+ Hiệu suất xử lý khá cao, chịu được sự dao động lớn của lưu lượng và

chất lượng nước thải.



+ Bùn sau xử lý có thể tận dụng làm phân vi sinh.

+ Hệ thống được cấp khí liên tục nên nước sau xử lý đảm bảo được

lượng oxy hoà tan.

+ Hạn chế sinh ra khí độc, mùi thối.

+ Phương pháp này có thể loại bỏ BOD trong thời gian ngắn, có thể khử

được N, P. Hiệu suất khử BOD có thể lên tới 99%.

+ Bùn dễ lắng.

- Nhược điểm:

+ Tốn năng lượng cho quá trình sục khí.

+ Lượng bùn sinh ra nhiều hơn so với yếm khí.

+ Thích hợp đối với nước thải có BOD < 1000mg/l và hàm lượng chất

độc thấp.

+ Khó phân huỷ được một số chất béo và các chất hữu cơ mạch vòng.

Phương pháp xử lý sinh học yếm khí, hiếu khí (điều kiện nhân tạo) rất thích

hợp cho nước thải các ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành bia nói

riêng. Việc ứng dụng và lựa chọn công nghệ cũng như thiết bị của phương pháp này

trong xử lý nước thải ngành bia (Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Trung), xin

được trình bày cụ thể trong Chương III.



CHƯƠNG III

ĐẶC TRƯNG DÒNG THẢI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY

III.1. Đặc trưng dòng thải

Tùy theo tính chất, đặc thù và mức độ ô nhiễm của từng nguồn nước thải trong

công nghệ sản xuất bia (sơ đồ hình 1.3), ta có thể phân thành 3 nhóm sau đây:

1. Nhóm 1: Nước thải coi như sạch.

Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không

gây ô nhiễm nên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.

2. Nhóm 2: Nước thải sinh hoạt.

Lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt của nhân viên điều hành và tham gia

sản xuất trong công ty khoảng 250 người. Tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt của

công nhân được tính theo quy định 20 TCN-33-85 Bộ Xây Dựng như sau:

Bảng 3.1. Tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt của công nhân [20 TCN-33-85]

Loại phân xưởngTiêu chuẩn dùng nước

(lít/người/ca)Hệ số không điều hòa

(K giờ)Phân xưởng nóngQ tỏa nhiệt >20 kcal/m3.h

45 2,5

Phân xưởng khácQ tỏa nhiệt <20 kcal/m3.h

25 3,0

Tính toán sơ bộ ta được lượng nước thải vào khoảng 12m3/ngày đêm. Lượng

nước thải này có lưu lượng nhỏ và có bể phốt xử lý riêng nên coi như không có ảnh

hưởng tới hệ thống xử lý mà ta thiết kế.

3. Nhóm 3: Nước thải trong quá trình sản xuất.

Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu

tốn một lượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một

lượng nước thải lớn. Cụ thể như sau:

- Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm

+ Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu

+ Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch

đường và thiết bị tách bã.

Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã

hoa, tinh bột, các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…

- Nước thải từ công đoạn lên men:

Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã

men, bia cặn và các chất hữu cơ.



- Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết chai,

đóng nắp, thanh trùng.

Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửa chai

và téc chứa. Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuất

bia.

Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ

bao bì tái sử dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…

- Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm

lạnh có chứa hàm lượng chlorit cao.

- Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này

có lưu lượng nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho

các mục đích khác.

Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác,

sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phưong pháp lên men chìm hay nổi. Nhưng sự

khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, lon, máy móc thiết

bị, sàn nhà… Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm

của các nhà máy bia rất khác nhau. Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước

và công nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp.

Hiện nay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14

lít nước thải/lít bia [6]; đồng thời lượng nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất

bia của Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Trung (công suất 50 triệu lít bia/năm)

ước tính khoảng 8 lít nước thải/lít bia. Do đó, nếu nâng công suất nhà máy lên 100

triệu lít bia/năm thì tổng lượng nước thải ô nhiễm trong quá trình sản xuất từ các

nguồn nêu trên ước tính trong khoảng 2600 – 3200 m3/ngày. Tuy nhiên, do đặc thù

của ngành bia, vào ba tháng giáp tết thì công suất có thể tăng từ 20 – 30% công suất

trung bình (tức công suất nhà máy ba tháng giáp tết đạt 120 – 130 triệu lít bia/năm).

Do đó, tổng lượng nước thải lớn nhất ước tính có thể lên tới 4000 m3/ngày đêm.

Đây cũng chính là lưu lượng thiết kế hệ thống xử lý nước thải.

Căn cứ vào kết quả phân tích nước thải thực tế hiện nay của nhà máy Bia Sài

Gòn – Miền Trung (công suất 50 triệu lít bia/năm) và tham khảo một số kết quả

phân tích nước thải của các nhà máy bia trong nước và các tài liệu có liên quan thì

thành phần chủ yếu nước thải của nhà máy bia có đặc tính trung bình như sau:

- BOD5 (mg/l) : 1300-1700

- COD (mg/l) : 2000-3000

- TSS (mg/l) : 400-800

- pH : 8,5 – 11

- Tổng Nitơ (mg/l) : 100Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 44


- Tổng Phốtpho (mg/l) : 8

- Tải trọng nước thải (kg BOD5/m3 bia): 3,5 – 4,5

III.2. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy

Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn dòng ra của nước thải nhà máy bia Sài

Gòn – Miền Trung công suất 100 triệu lít bia/năm:

Bảng 3.2. Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn dòng ra của nước thải nhà máy

Thông số Nước thải đầu

vào

Nước thải sau xử lý (QCVN

24 – 2009) cột BLưu lượng

(m3/ngày.đêm)4000 4000

COD (mg/l) 2500 100BOD (mg/l) 1500 50SS (mg/l) 600 100pH 8,5 – 11 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 30Tổng photpho (mg/l) 8 6

Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho các nhà máy công

nghiệp thực phẩm nói chung và nhà máy bia nói riêng là một bài toán kinh tế, kỹ

thuật phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

▪ Lưu lượng và đặc trưng của nước thải.

▪ Yêu cầu nước thải sau xử lý .

▪ Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải.

▪ Điều kiện kinh tế và kỹ thuật.

Như vậy, từ sự phân tích đặc tính nước thải của nhà máy ta thấy nguồn nước

thải phát sinh từ nhà máy có nguồn gốc, thành phần và tính chất khác nhau, được

phát sinh từ nước làm mát, nước ngưng, nước vệ sinh các thiết bị nấu, lọc, lên men,

nước rửa sàn, nhà xưởng, nước rửa chai, téc chứa… Nước thải của nhà máy bia nói

chung chứa hàm lượng chất hữư cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng,

chủ yếu là các hiđratcacbon, protêin, các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân

huỷ sinh học gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước

nguồn khi tiếp nhận chúng. Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễ

gây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực; tỷ lệ BOD5/COD = 0,5 – 0,7 thích hợp

với xử lý bằng biện pháp sinh học.

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học gồm xử lý sinh học hiếu khí và xử lý

sinh học yếm khí.



Xử lý sinh học bằng vi sinh hiếu khí (phương pháp sử dụng bùn hoạt tính)

thường chỉ thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ COD, BOD5 thấp (BOD5<500

mg/l). [7]

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô

cơ có trong nước thải khi không có oxi, quá trình này dùng để ổn định cặn và xử lý

nước thải công nghiệp có nồng độ COD, BOD cao (thường COD > 2000 mg/l). Với

nước thải của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Trung có thành phần ô nhiễm như trên

đã phân tích thì không thể xử lý trực tiếp bằng phương pháp sinh học hiếu khí được.

Tuy nhiên, nếu chỉ xử lý bằng phương pháp sinh học yếm khí thì nước thải sau xử

lý không đạt tiêu chuẩn thải (QCVN 24 – 2009 cột A, cột B) do quá trình phân huỷ

yếm khí không triệt để vì hiệu suất xử lý yếm khí cao nhất cũng chỉ đạt 70 – 85%

[13].

Vì vậy, sau phân huỷ yếm khí thường có hệ thống phân huỷ hiếu khí để xử lý

triệt để các chất ô nhiễm còn lại. Do đó, trong đồ án này chọn phương pháp xử lý

sinh học yếm khí kết hợp hiếu khí để xử lý nước thải nhà máy bia.

Việc lựa chọn xử lý yếm khí kết hợp hiếu khí là vì: Nước thải của nhà máy bia

Sài Gòn – Miền Trung theo phân tích có mức độ ô nhiễm lớn do đó xử lý yếm khí

nhằm giảm mức độ ô nhiễm trước khi đưa vào xử lý hiếu khí, vừa giảm được thể

tích bể hiếu khí vừa giảm được thể tích bùn sinh ra, thu hồi năng lượng dưới dạng

biogas, giảm tiêu thụ điện năng cho việc cấp khí…

III.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đã được lựa chọn (hình 3.1)Thuyết minh

1. Tách rác thô, gom nước thải

Nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, theo đường

mương dẫn chảy về khu xử lý. Phần nước xút rửa chai sẽ được thải từ từ vào hệ

thống, không làm cho pH nước thải tăng. Bể thu gom được xây dựng trong cùng

mặt bằng của khu xử lý. Nước thải trước khi đi vào bể thu gom, phần rác thô có

kích thước lớn sẽ được giữ lại tại song chắn rác thô đặt nghiêng 600 ở ngăn tách rác.

Rác tách ra sẽ được công nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ nơi qui

định của nhà máy.

Nước thải từ hố gom được bơm lên bể cân bằng nhờ 2 bơm chìm (1 bơm dự

phòng hoặc hoạt động đồng thời). Các bơm vận hành hoàn toàn tự động nhờ hệ

thống điều khiển.



Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải đề xuất tại Công ty BiaSài Gòn-Miền Trung.

Ghi chú: đường nước thải đường rác Đường bùn đường khí


Nước thải trong quá trình sản xuất

THIẾT BỊ TÁCH RÁC THÔ

BỂ YẾM KHÍ UASB

HỐ GOM

THIẾT BỊ TÁCH RÁC TINH

BỂ ĐIỀU HÒA

BỂ HIẾU KHÍ SBR

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước đã xử lý, ra cống thoát

Thùng rác

Máy ép bùn

Bể nén bùn

Bể chứa bùn

Đóng bao bùn khô

Bơm

Sục khí

Hóa chất

Bơm

Dinh dưỡng

Đo lưu lượng

Bơm

Tách nước dư

Decanter

Điều chỉnh pH

Nước xút rửa chai

Thu khí sinh học

Điều chỉnh thải từ từ

BỂ LẮNG

Sục khí

47


2. Tách rác tinh và điều hòa cân bằng

Nước thải từ hố gom trước khi bơm vào bể cân bằng, được đi qua 1 thiết bị

tách rác tinh dạng trống quay (RDS) có kích thước khe chắn 1mm. Tại đây, toàn bộ

rác có kích thước >1mm sẽ được giữ lại trên bề mặt trống và được dao gạt đưa ra

ngoài và đổ vào thùng chứa rác, phần nước đi vào bể điều hòa.

Nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tinh tiếp tục chảy qua bể cân bằng. Bể

cân bằng phải có thể tích đủ lớn để đảm bảo điều hòa nồng độ thành phần các chất

ổn định cho quá trình xử lý, cũng như điều hòa lưu lượng.

Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt, quá trình xử lý sinh học yếm khí

đòi hỏi pH = 6,5 – 7,5. Vì thế, cần phải duy trì độ kiềm, không cho pH giảm xuống

dưới 6,2 và nồng độ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỷ lệ COD : N : P = 350 : 5 : 1.

Do đó, tại bể điều hòa, nước được điều chỉnh pH về giá trị thích hợp nhờ bộ pH-

controler. Tùy theo giá trị pH trong nước thải mà bơm định lượng xút và axit cho

phù hợp. Ngoài ra, để chống lại hiện tượng sinh bọt trong bể yếm khí, bể hiếu khí,

nước thải được châm thêm một lượng chất chống tạo bọt nhờ bơm định lượng.

Để tạo khả năng đồng đều các chất trong nước thải và tránh phân hủy yếm khí

gây mùi khó chịu, bể điều hòa được sục khí nén từ ngoài vào.

3. Bể lắng

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể lắng. Tại đây, hàm lượng chất rắn lơ

lửng SS, BOD, COD giảm xuống nhằm giảm tải và đảm bảo điều kiện đầu vào cho

các công trình xử lý sinh học phía sau.

Nước thải sau khi qua bể lắng được bơm sang bể xử lý yếm khí UASB. Bùn

lắng ở đáy bể được đưa sang bể chứa bùn.

4. Xử lý sinh học yếm khí (UASB)

Tại bể UASB nước thải sẽ được phân phối đều trên diện tích đáy bể qua hệ

thống ống phân phối có đục lỗ. Nhờ hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất hữu

cơ hoà tan trong nước được hấp thụ, phân huỷ và chuyển hoá thành khí (khoảng 70-

80 % là CH4, 20-30% là CO2). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm

xáo trộn gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi hạt cặn nổi lên

gặp tấm chắn khí, khí sẽ được thoát lên trên và được thu vào hệ thống thu khí mêtan

ở phía trên thành bể còn cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách khí đi vào

ngăn lắng. Tại đây bùn lắng xuống dưới đáy qua cửa phân phối tuần hoàn lại vùng

phản ứng yếm khí, phần bùn dư sẽ được đưa sang bể chứa bùn. Nước thải ra khỏi bể

UASB có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp được chảy tràn qua bể Aeroten

SBR thông qua máng thu nước.



5. Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR)

Từ bể UASB, nước thải chảy từng mẻ vào bể SBR qua tuyến ống có lắp van

điện để điều khiển tự động. Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí chính xảy ra tại đây.

Quá trình oxy hóa chất bẩn thực hiện nhờ bùn hoạt tính hiếu khí. Bùn hoạt tính

hiếu khí là tập hợp các vi sinh vật có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước

thải thành CO2, nước và các chất vô cơ khác. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái

lơ lửng và để cung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ, dưới đáy mỗi

bể có lắp hệ thống phân phối khí. Để vi sinh vật phân hủy hết các chất hữu cơ có

trong nước thải thì thể tích bể sinh học phải lớn và thời gian lưu lại trong bể đủ dài.

Hiệu quả xử lý tại bể SBR phụ thuộc vào các yếu tố sau: Thành phần các chất

trong nước thải, pH, hàm lượng oxy, lượng bùn, trạng thái hoạt tính của bùn…

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí, nhu cầu

không thể thiếu được là oxy. Để vi sinh vật hoạt động tốt, lượng oxy hòa tan trong

nước ở bể sinh học ít nhất phải đạt 2 – 4 mg/l. Tùy theo nhiệt độ của môi trường mà

lượng oxy trong nước có khác nhau. Lượng oxy được cung cấp ở đây là nguồn oxy

không khí thông qua thiết bị cấp khí và ở đáy bể có lắp một dàn ống khuếch tán khí.

Nước thải lưu lại trong bể SBR và hầu hết các chất hữu cơ đều được phân hủy; hàm

lượng BOD giảm và hàm lượng các thông số khác đạt tiêu chuẩn yêu cầu của nước

thải sau xử lý (QCVN 24 – 2009 loại B). Tuy nhiên, trong nước thải vẫn còn chứa

một lượng lớn bùn hoạt tính cần được tách ra khỏi nước thải trước khi thải ra môi

trường. Vì vậy, nước thải sau chu kỳ sục khí sẽ được để yên nhằm lắng tách bùn.

Phần nước trong sẽ được gạn ra khỏi nhờ thiết bị gạn nước bề mặt Decanter sau đó

đi vào bể khử trùng. Phần bùn lắng sẽ tham gia vào chu trình xử lý mới, lượng bùn

dư sẽ được bơm qua bể nén bùn và tiếp tục xử lý.

Quá trình hoạt động của hệ thống từ lúc nước thải vào đến khi ra khỏi bể SBR

được điều khiển hoàn toàn tự động từ trung tâm điều khiển. (quá trình này cũng có

thể vận hàng bằng tay).

6. Khử trùng

Nước thải sau khi qua bể SBR và được lắng gạn trong đã đạt một số tiêu chuẩn

của nước thải nhưng trong nước thải vẫn còn chứa vi sinh vật và mầm bệnh. Vì vậy,

để đảm bảo an toàn, nước thải cần được khử trùng trước khi thải vào môi trường.

Để đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với clo hoạt tính, thể tích của bể khử

trùng phải đủ lớn để nước thải lưu lại trong bể khử trùng tối thiểu là 30 – 45 phút.

Hiệu quả và kinh tế nhất là khử trùng bằng dung dịch hypoclorit. Nồng độ clo

hoạt tính sử dụng để khử trùng nước thải sau xử lý thông thường là 4 – 5ppm. Quá

trình cung cấp clo được thực hiện nhờ 2 bơm định lượng (1 dự phòng) và 1 mixer



hòa trộn. Bơm định lượng hypoclorit được điều khiển bằng tín hiệu của thiết bị

decanter lấy nước ra từ bể SBR.

7. Bể chứa bùn yếm khí và bể nén bùn hiếu khí

Lượng bùn dư từ bể SBR được bơm vào bể nén bùn nhờ bơm chìm. Bùn sau

khi được bơm đầy bể nén sẽ được để yên. Khi đó, bùn sẽ được tách ra làm 2 phần:

phần bùn đặc lắng xuống đáy và đưa sang thiết bị tách bùn còn phần nước trong

phía trên được bơm về hố gom.

Lượng bùn dư từ bể yếm khí và bể lắng bậc 1 được bơm vào bể chứa bùn.

8. Thiết bị ép bùn

Việc xử lý cặn, bùn trong xử lý sinh học là hết sức cần thiết. Nếu xử lý không

tốt sẽ lên men yếm khí sinh mùi hôi thối, gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Để

tránh tình trạng này, lượng bùn dư sẽ được làm khô bằng thiết bị ép bùn.

Bùn từ các bể được bơm chuyên dụng loại trục vít bơm vào ngăn hòa trộn của

thiết bị ép bùn. Tại đây có bổ sung lượng hóa chất polymer bằng hệ thống bơm định

lượng. Bùn hòa trộn với hóa chất keo tụ được định lượng bằng bơm định lượng, sau

đó bùn được bơm lên lưới lọc. Quá trình làm khô bùn được thực hiện tại đây. Phần

bùn khô được giữ lại trên lưới và được dao gạt ra ngoài, phần nước trong chảy

xuống máng và được đưa về hố gom.

III.4. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống xử lý nước thải

III.4.1. Các công trình xử lý cơ học

Song chắn rác, hố gom, bể điều hoà nhằm giảm một phần chất rắn, bã men, bã

hoa, điều hoà lưu lượng và nồng độ dòng thải, giúp cho các công trình xử lý phía

sau đạt hiệu quả hơn.

1. Thiết bị tách rác thô nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai,

mảnh chai vỡ... Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các

song là 10 – 30 mm [12], đặt cố định và nghiêng 600 so với chiều dòng nước chảy

để dễ dàng cào rác từ dưới lên. Chọn khe hở 10mm.

2. Thiết bị tách rác tinh nhằm mục đích tách các vật có kích thước nhỏ như

bã malt, bã men, bã hoa. Chọn lưới chắn rác có mắt lưới từ 0,8 - 2,5 mm [12] dạng

trống quay (RDS). Chọn mắt lưới là 1mm.

3. Hố gom có nhiệm vụ ổn định nước thải trước khi bơm sang bể điều hòa và

tách một phần các chất có kích thước nhỏ như cát, bã men, bã malt. Hố gom có

dạng hình chữ nhật, xây dựng âm xuống lòng đất.

4. Bể điều hoà lưu lượng dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi,

khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và

nâng cao hiệu suất của quá trình ở cuối dây chuyền xử lý.



Bể điều hoà có 2 dạng:

- Bể điều hoà lưu lượng và chất lượng: Bể này phải đủ dung tích để điều hoà

lưu lượng, chất lượng và bên trong bể cần có hệ thống khuấy để đảm bảo xáo trộn

đều trong toàn bộ thể tích.

- Bể điều hoà lưu lượng: không cần hệ thống khuấy trộn. Bể này chia làm

nhiều ngăn, định kỳ có thể tháo khô từng ngăn để xúc cát và cặn lắng ra ngoài.

Dựa vào đặc điểm và thành phần nước thải ngành bia như đã phân tích ở trên.

Để đảm bảo đạt hiệu quả xử lý, chọn bể điều hoà lưu lượng và chất lượng có dạng

hình chữ nhật, có sục khí nén để khuấy trộn và làm bằng bê tông cốt thép.

5. Bể lắng

Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hoặc hình tròn, được thiết kế để

loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước theo dòng chảy liên tục vào và ra

bể.

Có thể phân chia bể lắng làm 4 vùng (hình 3.2)

Hình 3.2. Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng.

Chọn kiểu bể lắng ngang hình chữ nhật vì hiệu quả lắng cao và dễ xây dựng.

III.4.2. Đối với công trình xử lý sinh học

Với quá trình xử lý yếm khí lựa chọn thiết bị xử lý UASB, với xử lý hiếu khí

chọn Aerotank hoạt động theo mẻ SBR.

Chọn thiết bị xử lý yếm khí là bể UASB vì:

Hiệu suất xử lý cao (75-85%) [13], kết cấu và vận hành đơn giản. Dòng thải

vào thiết bị phun từ dưới lên, cùng với sự tạo khí trong quá trình hoạt động của bể

nên lớp bùn có thể tự phân tán và tiếp xúc với chất nền vì thế ít tốn năng lượng cho

khuấy đảo. Hơn nữa, do tính linh động của lớp bùn nên bể UASB không hoặc ít bị

tắc như các bể phân hủy yếm khí bằng vi sinh vật dính bám trên lớp đệm. Trở lực


Vùn

g ph

ân p

hối n

ước

vào

Vùn

g th

u n ư

ớc r

a

Vùng chứa và cô đặc cặn

Vùng lắng các hạt cặn


nhỏ, giá thành rẻ hơn các phương pháp yếm khí khác, đồng thời thu được khí sinh

học (60 – 70% CH4). Khí này có nhiệt trị lớn, là nguồn năng lượng sạch, có thể sử

dụng cho sinh hoạt. Trong đồ án thiết kế này chọn hiệu suất 70%. [8]

Chọn thiết bị xử lý hiếu khí là bể aeroten hoạt động theo mẻ SBR vì:

• Aeroten làm việc liên tục

Về lý thuyết, thời gian lưu của nước trong bể là t0 = V/Q (với V là thể tích bể;

Q là lưu lượng nước vào). Tuy nhiên, qua nghiên cứu thấy rằng mức độ sử dụng thể

tích của bể nhỏ hơn 100%, nó phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng và cấu tạo phần

máng cấp và thu nước. Có một lượng nước sẽ ra khỏi bể sớm hơn thời gian t0 và

một lượng nước ở lại lâu hơn; đồng thời có những vùng nước chết. Hơn nữa, cũng

khó chủ động trong việc vận hành khi nước thải trong ngày có sự thay đổi nhiều về

lưu lượng cũng như thành phần.

Aeroten làm việc liên tục chỉ tốt khi thành phần nước thải đầu vào tương đối

ổn định, không thay đổi nhiều và khả năng khử nitơ không cao. Vì vậy, hệ thống

hoạt động theo phương pháp này khó đạt được yêu cầu và chi phí vận hành sẽ cao.

• Aeroten làm việc theo mẻ (SBR)

Nước thải cho vào đầy bể trong thời gian t1, khuấy trộn cấp O2 trong thời gian

t2, ngừng khuấy để lắng trong thời gian t3, tháo nước ra t4 và bước cuối cùng là xả

lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể

khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý

nước thải liên tục. [7]

BOD5 của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng SS từ 10 –

45 mg/l và N-NH3 khoảng 0,3 – 12 mg/l. Bể aeroten hoạt động theo mẻ làm việc

không cần bể lắng đợt hai. Trong nhiều trường hợp, người ta cũng bỏ qua bể điều

hòa và bể lắng đợt một. [6]

Hệ thống Aeroten hoạt động theo mẻ SBR có thể khử được nitơ và photpho

sinh hóa do có thể điều chỉnh được các quá trình hiếu khí, thiếu khí, kị khí trong bể

bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy. Với xử lý theo mẻ, hệ số sử dụng thể tích

bể là 100% [7]. Ngoài ra, do đặc thù nước thải ngành bia có sự dao động lớn về lưu

lượng cũng như nồng độ giữa đầu và cuối ca sản xuất, đặc biệt ba tháng giáp tết

lượng nước thải tăng cao do công suất sản xuất tăng 20 – 30% công suất trung bình.

Do đó, việc sử dụng bể SBR này chủ động hoàn toàn được trong việc xử lý nước

thải khi lưu lượng thải ra trong ngày giảm đi so với công suất thiết kế hoặc có sự

thay đổi lớn về thành phần của nước thải.

Chi phí vận hành theo mẻ thấp hơn, ổn định hơn và hiệu quả có thể đạt 80 –

95%.



Vì vậy, với đặc tính của nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Miền Trung lựa

chọn công nghệ xử lý yếm khí UASB kết hợp xử lý hiếu khí SBR là hợp lý nhất.

III.4.3. Xử lý bùn cặn

- Bùn phát sinh từ bể yếm khí UASB được dẫn sang bể chứa bùn có dạng hình

chữ nhật.

- Bùn phát sinh từ bể hiếu khí SBR được dẫn sang bể nén bùn, dạng bể đứng.

- Quá trình làm khô bùn được thực hiện nhờ thiết bị ép bùn kiểu băng tải.

Việc tính toán thiết kế chi tiết từng thiết bị sẽ được trình bày cụ thể trong

chương IV.



CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

IV.1. Tính toán các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ

Bảng 4.1. Các thông số đầu vào và ra của nước thải

Thông sốNước thải đầu

vào

Nước thải sau xử lý

(QCVN 24 – 2009) cột BLưu lượng

(m3/ngày.đêm)4000 4000

COD (mg/l) 2500 100BOD (mg/l) 1500 50SS (mg/l) 600 100pH 8,5 – 11 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 30Tổng photpho (mg/l) 8 6Tổng Coliform < 10000 5000

IV.1.1. Tính toán mương dẫn nước thải

- Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn chảy

qua song chắn rác trước khi đi vào hố gom.

- Tính toán:

Chọn các thông số tính toán mương dẫn nước thải:

+ Lưu lượng nước thải vào mương: Q = 4000 (m3/ngàyđêm) = 0,046 (m3/s)

+ Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn, theo TCXDVN 51:2006,

thì v = 0,8-1,0 (m/s). Do đó, ta chọn vận tốc nước chảy trong mương v = 0,9

(m/s)

+ Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật. Ta có νω×=Q

Suy ra, diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn 0,046

0,0510,9

Qων

= = = (m2)

Theo [14] thì mương tiết diện hình chữ nhật có B = 2h sẽ cho tiết diện tốt nhất

về mặt thuỷ lực. Trong đó B: Chiều rộng mương dẫn nước, (m)

h: Chiều cao mực nước trong mương, (m)

Hơn nữa 222 hhhhB ×=××=×=ω

Suy ra: 0,051

0,162 2

hω= = = (m) = 16 (cm)

nên B = 2×h = 2×0,16 = 0,32 (m) = 32 (cm).



- Độ dốc tối thiểu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương

được tính theo công thức: min

1 13

0,32i

B= = = % [14]

- Chiều cao xây dựng của mương: H= h + h’

Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’= 0,1 – 0,2 (m). [14]

Chọn h’= 0,14 (m).

Chiều cao xây dựng của mương là:

H = h + h’ = 0,16 + 0,14 = 0,3 (m) = 30 (cm)

Vậy, các kích thước tính toán cơ bản của mương dẫn nước thải:

+ Chiều rộng: B = 0,32 (m) = 32 (cm),

+ Chiều cao: H = 0,3 (m) = 30 (cm),

+ Độ dốc: imin = 3%.

Bảng 4.2. Tổng hợp các thông số tính toán mương dẫn nước thải

Thông số Đơn vị Giá trịLưu lượng nước thải vào, Q m3/ngđ 4000Vận tốc nước chảy trong mương, v m/s 0,9Chiều cao mực nước trong mương, h m 0,16Kích thước mươngChiều rộng, B m 0,32Chiều cao xây dựng, H m 0,30Độ dốc, i % 3

IV.1.2 Tính toán song chắn rác

Song chắn rác thô – thủ công

Thiết bị tách rác thô nhằm mục đích tách các vật thô như giấy, nhãn chai,

mảnh chai vỡ... Chọn song chắn rác bằng vật liệu thép không gỉ, khe hở giữa các

song là 10 – 30 mm [12], đặt cố định và nghiêng 600 so với chiều dòng nước chảy

để dễ dàng cào rác từ dưới lên. Chọn khe hở 10mm.

Các thông số tính toán song chắn rác mịn:

Q = 4000 (m3/ngày đêm)

BOD5 = 1500 (mg/l)

COD = 2500 (mg/l)

SS = 600 (mg/l)

Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy của mương dẫn. [14]

- Tính toán song chắn rác:

+ Số lượng khe hở của song chắn rác: 1tt

Qn k

h bν= ×

× × [15]

Trong đó:



- n: là số lượng khe hở trong song chắn rác ,(khe)

- Q: Lưu lượng nước thải tính toán, (m3/s). Q = 0,046 (m3/s)

- k: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác,

Chọn k = 1,05. [15]

- vtt :Vận tốc trung bình qua các khe hở của song chắn.

Theo TCXDVN 51:2006 thì vtt = 0,8-1,0 (m/s). Chọn vtt = 0,9 (m/s).

- h1: Độ sâu của lớp nước ở song chắn rác, (m). h1 = h = 0,16 (m) [15]

- b: Chiều rộng khe hở song chắn, b=10-25 (mm). [8]

Chọn b = 10 (mm) = 0,01 (m)

Do đó : 0,046

1,05 340,9 0,16 0,01

n = × =× × (khe)

Chọn song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật 10×10mm và đặt nghiêng 600

so với phương ngang.

+ Chiều rộng toàn bộ song chắn rác tính theo công thức:

( )1SB d n bn= − + [15]

Trong đó:

d: Chiều dày hay đường kính các thanh song chắn rác, d = 0,01 (m)

n: Số khe hở song chắn, n = 34 (khe)

b: Chiều rộng khe hở song chắn, b = 0,01 (m)

Do đó ( )0,01 34 1 0,01 34 0,67sB = × − + × = (m)

Ta thấy chiều rộng của buồng đặt song chắn rác Bs > B (Chiều rộng mương

dẫn), nên phải mở rộng mương dẫn tại vị trí đặt song chắn. Tuy nhiên, việc mở rộng

như vậy sẽ làm lắng đọng cặn trong mương vì tốc độ dòng chảy giảm. Do đó, phải

kiểm tra tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn, tốc độ

dòng chảy không được nhỏ hơn 0,4m/s. [15]

Vậy, tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng:

0,0460,43

0,67 0,16ms

Q

B hν = = =

× × (m/s) > 0,4 (m/s)

Kết quả thu được thõa mãn yêu cầu.

+ Tổn thất áp lực qua song chắn rác:2

2s

v ph

gξ ×= × [15]

Trong đó:

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn rác, (m)

p : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng rác ở song chắn, p = 2 – 3



Chọn p = 2 [14]ξ: Trở lực cục bộ của song chắn và được tính theo công thức sau:

αβξ sin3/4

×

×=

b

S[15]

Ở đây:

S: Chiều dày thanh chắn, S = 0,01 (m)α : Góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng ngang,α =600

β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác có dạng

hình chữ nhật nên 2,42β = [15]

b: Chiều rộng khe hở song chắn. b = 0,01 (m)

Khi đó: 4/30,01

2,42 ( ) sin 60 2,0950,01

ξ = × × =

Suy ra 20,9 2

2,095 0,172 9,8sh

×= × =×

(m)

+ Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn: 1 2s mB B

Ltgϕ

−=× [15]

Trong đó:

Bs: Chiều rộng của buồng đặt song chắn, Bs=0,67 (m)

Bm: Chiều rộng của mương dẫn nước thải, Bm = B = 0,32 (m)ϕ: Góc nghiêng chỗ mở rộng, 020=ϕ [15]

Suy ra: 1 01,37 ( ) 1,37 (0,67 0,32) 0,48

2 20S m

S m

B BL B B

tg

−= = × − = × − =× (m)

+ Chiều dài đoạn mở rộng sau song chắn:

L2=0,5×L1=0,5×0,48=0,24 (m) [15]

+ Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác:

L = L1 + L2 + LS = 0,48 + 0,24 + 1,5 = 2,22 (m)

Trong đó: LS là chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, chọn =1,5 m. [15]

+ Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác:

H = h1 + hs+ 0,5 = 0,16 + 0,17 + 0,5 = 0,83 (m) [15]

Trong đó:

h1: Độ sâu lớp nước ở song chắn, h1=0,16 (m)

hs: Tổn thất áp lực qua song chắn, hs=0,17 (m)

0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất.

Bảng 4.3. Tổng hợp các thông số tính toán song chắn rác thô

Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trịChiều rộng Bs m 0,67Chiều dài L m 1,22



Chiều sâu H m 0,83Tổn thất áp lực hs mH2O 0,17Số khe hở n khe 34

Lưới chắn rác – tang trống:

Thiết bị tách rác tinh nhằm mục đích tách các vật có kích thước nhỏ như bã

malt, bã men, bã hoa. Chọn lưới chắn rác có mắt lưới từ 0,8 – 2,5 mm [12] dạng

trống quay (RDS). Chọn mắt lưới là 1mm.

Các thông số thiết kế lưới chắn rác được thể hiện trong bảng 4.4 sau:

Bảng 4.4 . Các thông số thiết kế lưới chắn rác [16]

Thông số Lưới cố định Lưới quayHiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5 – 25 5 – 25Tải trọng, l/m2phút 400 – 1200 600 – 4600Kích thước mắt lưới, mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5Tổn thất áp lực, m 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4Công suất motor, HP - 0,5 – 3,0Chiều dài trống quay, m - 1,2 – 3,7Đường kính trống, m - 0,9 – 1,5

Chọn lưới chắn rác kiểu trống quay, kích thước mắt lưới 1mm. Do đó, các thông số

thiết kế như sau:

Bảng 4.5. Tổng hợp các thông số tính toán lưới chắn rác

Thông số Lưới quayHiệu quả khử cặn lơ lửng, % 15 - 20Tải trọng, l/m2phút 2400 - 3000Kích thước mắt lưới, mm 1,0Tổn thất áp lực, m 1,2 – 1,4Công suất motor, HP 2,0 – 3,0Chiều dài trống quay, m 2,5Đường kính trống, m 1,2

Giả sử hiệu quả khử chất rắn lơ lửng SS của lưới chắn là 15%. Khi đó, đặc

trưng dòng thải sau khi qua lưới chắn thể hiện trong Bảng 4.6.

Bảng 4.6. Đặc trưng dòng thải sau khi qua song chắn, lưới chắn

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu raLưu lượng

(m3/ngày.đêm)4000 4000

COD (mg/l) 2500 2500BOD (mg/l) 1500 1500SS (mg/l) 600 510pH 8,5 – 11 8,5 – 11Tổng Nitơ (mg/l) 100 100



Tổng photpho (mg/l) 8 8

IV.1.3. Hố thu gom:

Hố gom có nhiệm vụ ổn định nước thải trước khi bơm sang bể điều hòa và

tách một phần các chất có kích thước nhỏ như cát, bã men, bã malt. Hố gom có

dạng hình chữ nhật, xây dựng âm xuống lòng đất.

Thể tích hố thu gom được tính theo công thức: tQV ×= , (m3)

Trong đó:Q: Lưu lượng nước thải, Q = 4000 (m3/ngđ)t: Thời gian lưu nước tại hố thu, t = 10 phút [14]

Suy ra: 4000

10 27,77 2824 60

V = × = ≈×

(m3)

Chọn kích thước hố thu:+ Chiều dài: 4 (m)+ Chiều rộng: 2,8 (m)+ Chiều cao: 2,5 (m). Chiều cao an toàn cho bể chọn 0,3 (m) [7]

Bảng 4.7. Tổng hợp các thông số tính toán hố thu gom

Thông số Đơn vị Giá trịLưu lượng nước thải vào, Q m3/ngày 4000Thời gian lưu nước, t phút 10Dung tích, V m3 28Chiều cao bảo vệ m 0,3Kích thước hố thuChiều dài, L m 4,0Chiều rộng, B m 2,8Chiều cao tổng cộng, H m 2,8

IV.1.4. Bể điều hoà

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, tạo điều

kiện thuận lợi cho các công trình xử lý phía sau.

Bể điều hòa được xây dựng dạng hình chữ nhật, thời gian lưu nước thải là 8

giờ (1 mẻ sản xuất). Trong bể có sục khí để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các

chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể.

Tính toán bể điều hòa:

a) Dung tích bể điều hoà:

- Dung tích bể điều hoà được tính theo công thức sau:

V Q t= ×

Trong đó:

Q : Lưu lượng nước thải cực đại, (m3/ngày đêm)Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 59


t : Thời gian lưu của nước thải trong bể điều hoà, (h). Chọn t = 8 (h)

Vậy, dung tích bể điều hoà là:

40008 1333

24V Q t= × = × = (m3)

- Dung tích cần thiết của bể điều hoà: [7]* 1,2 1333 1,2 1600V V= × = × = (m3), với 1,2 là hệ số an toàn.

Chia bể điều hoà làm 4 ngăn thông nhau có dạng hình chữ nhật. Kích thước mỗi

ngăn :

+ Chiều cao : h = 4m, chiều cao an toàn 0,5m.

+ Chiều rộng : B = 7m

+ Chiều dài : L = 12,5m

b) Tính toán hệ thống sục khí (Tính cho 1 ngăn)

Nước được phân phối vào bể nhờ các cửa sổ ở máng đặt dọc theo chiều dài bể.

Máng phân phối nước vào đặt cao hơn so với mực nước cao nhất trong bể khoảng

20 - 30 cm. Chọn 20 cm. [13]

Không khí được phân phối qua hệ thống ống châm lỗ với đường kính dl =

5mm, cách nhau 3 – 5cm. Chọn bl = 5cm.[13]

Đặt ống dọc theo bể và nằm trên các tấm đỡ cách đáy 7 – 10 cm [13]. Chọn

10cm. Nước vào với lưu lượng và nồng độ không đổi sẽ được khuấy đều với lượng

nước trong bể. Sau khoảng thời gian điều hoà nhất định, nhờ hệ thống xả ở cuối bể,

nồng độ và liều lượng nước ra được điều hoà.

- Lượng không khí cần thiết phải thổi vào 1 ngăn bể được tính như sau:LqnQ kkkk ××= [13]

Trong đó:

Qkk: lưu lượng không khí tổng cộng, m3/h

n : Số ống phân phối khí, ống

L : Chiều dài ống không khí bằng chiều dài bể, m. L = Lbể = 12,5 m

qkk : Cường độ không khí tính cho 1m chiều dài ống thổi khí.

Thường chọn qkk = 2 m3/m.h đối với ống không khí tạo một dòng tuần hoàn theo

mặt cắt ngang của bể; qkk= 4 – 5 m3/m.h đối với ống tạo 2 dòng tuần hoàn. [13]

Ta chọn qkk = 4 m3/m.h.

- Số lỗ khí được tính theo công thức sau:

( 1)l lm d m b L× + − = [13]

Trong đó:

m: số lỗ khí.

dl: đường kính lỗ khí, cm. dl= 5mm = 0,5cm



bl: Khoảng cách giữa các lỗ, bl = 5 cm

L: Chiều dài ống khí, m. L = 12,5m = 1250cm

Suy ra 1250 5

2280,5 5

l

l l

L bm

d b

+ += = =+ + (lỗ)

- Lượng không khí được cấp vào 1 ngăn bể bởi một ống phân phối khí là:

1 4 12,5 50kkQ q L= × = × = (m3/h)

- Đường kính 1 ống phân phối khí:

1

0,785

Qd

ω=

×[17]

Trong đó: Q1 = lưu lượng khí, m3/sω = tốc độ của dòng khí trong ống phân phối 15 – 25 m/s.

Chọn ω = 20 m/s

Do đó:50

0,02973600 0,785 20

d = =× ×

(m). Quy chuẩn d = 30 (mm)

- Khoảng cách b giữa các ống phân phối khí phụ thuộc vào chiều sâu lớp nước

Hmin trong bể ở giờ lưu lượng nhỏ nhất, thường chọn giá trị tối ưu b = 2 3÷ Hmin. Mặt

khác, chiều sâu lớp nước Hmin thường chọn 1 6÷ m. [13]

Chọn Hmin = 1m và b = 2Hmin = 2 x 1 = 2m.

- Số ống phân phối khí n là:

( ) ( )2 7 1,5 21 1 3

2

B ln

b

− × − ×= + = + = (ống)

Trong đó:

n : ống phân phối khí

l : khoảng cách từ ống đến tường, l = 1,5m.

b : khoảng cách giữa các ống, b = 2m

B: Chiều rộng của bể, m. B = 7m.

Ta bố trí 3 ống phân phối khí, mỗi ống cách nhau 2m; ống đầu và ống cuối

cách thành dài bể 1,5m.

- Lượng không khí cần thiết cấp vào 1 ngăn bể điều hoà là:

3 4 12,5 150kk kkQ n q L= × × = × × = (m3/h)

- Đường kính ống cấp khí (ống chính) là:

0,785kkQ

Dω

=×

[17]

Trong đó: Qkk = lưu lượng khí, m3/sω = tốc độ trung bình của dòng khí trong ống, m/s. Tốc độ khí đi

trong ống đẩy của máy nén khí ω = 15 – 25 m/s. Chọn ω = 15 m/s.



Do đó:150

0,05953600 0,785 15

D = =× ×

(m). Quy chuẩn D = 60 (mm).

Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt, quá trình xử lý sinh học yếm khí

đòi hỏi pH = 6,5 - 7,5. Vì thế, cần phải duy trì độ kiềm, không cho pH giảm xuống

dưới 6,2 và nồng độ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỷ lệ COD : N : P = 350 : 5 : 1.

Do đó, tại bể cân bằng nước được điều chỉnh pH về giá trị thích hợp nhờ bộ pH-

controler. Tùy theo giá trị pH trong nước thải mà bơm định lượng xút và axit cho

phù hợp.

Ngoài ra, để chống lại hiện tượng sinh bọt trong bể yếm khí, bể hiếu khí, nước

thải được châm thêm một lượng chất chống tạo bọt nhờ bơm định lượng.

Bảng 4.8. Tổng hợp các thông số tính toán bể điều hòa

Thông số Đơn vị Giá trịLưu lượng nước thải, Q m3/h 167Thời gian lưu, t h 8Dung tích cần thiết, V* m3 1600Chiều cao hữu ích, h m 4Số ngăn (đơn nguyên) 2Kích thước mỗi ngănDài, L m 12,5Rộng, B m 7Cao tổng cộng, H m 4,5Cường độ không khí tính cho 1m chiều dài ống thổi

khí, qkk

m3/m.h 4

Lượng không khí cần thiết để xáo trộn cho 1 ngăn, Qkk m3/h 150Số ống phân phối khí trên chiều rộng 1 ngăn , n ống 3Số lỗ khí trên chiều dài ống, m lỗ 228

Vì thời gian lưu nước trong bể điều hòa là 8 giờ và có sục khí nên hiệu quả

khử BOD5, COD có thể đạt 10 – 15% (chọn 10%), hiệu quả khử SS coi như bằng 0.

Do vậy, đặc trưng ô nhiễm của dòng thải sau khi qua bể điều hòa được thể hiện

ở Bảng 4.9.

Bảng 4.9. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể điều hòa

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu raLưu lượng (m3/ngày.đêm) 4000 4000COD (mg/l) 2500 2250BOD (mg/l) 1500 1350SS (mg/l) 510 510pH 8,5 – 11 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 100Tổng photpho (mg/l) 8 8

IV.1.5. Tính toán bể lắng [7]Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 62


Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hoặc hình tròn, được thiết kế để

loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước theo dòng chảy liên tục vào và ra

bể. Chọn kiểu bể lắng ngang hình chữ nhật vì hiệu quả lắng cao và dễ xây dựng.

Các thông số thiết kế:

- Lưu lượng nước thải: Q = Qmax = 4000 (m3/ngày)

- Chọn kiểu bể lắng ngang, tỷ số chiều dài trên chiều rộng 4:1 [7]

- Tải trọng bề mặt ứng với Qmax. U0 = 81 – 122 (m3/m2ngày). [7]

Chọn U0 = 89 (m3/m2ngày)

- Chiều cao vùng lắng H = 3,6 (m) [7]

- Yêu cầu: Xác định kích thước bể lắng; thời gian lưu nước; vận tốc

giới hạn; hiệu quả khử BOD, SS.

Tính kích thước bể

- Tính diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng:

0

400044,94

89

QF

U= = = (m2)

- Chiều rộng bể:

F = B x L = B x 4B = 4B2 = 44,94 (m2)

Suy ra B = 3,35 (m), lấy tròn B = 3,5 (m).

Chiều dài bể: L = 4 x 3,5 = 14 (m)

Diện tích bể: F = 14 x 3,5 = 49 (m2)

- Kiểm tra tải trọng bề mặt:

0

400082

49

QU

F= = = (m3/m2ngày)

Ta thấy U0 = 82 (m3/m2ngày) nằm trong giới hạn cho phép 81 – 122

(m3/m2ngày).

- Thể tích bể lắng:

V = F x H = 49 x 3,6 = 176 (m3) Thời gian lưu nước

176 241,1

4000

Vt

Q

×= = = (giờ)

Vận tốc giới hạn0,5

8 ( 1)H

k gdV

f

ρ −=

[7]

Trong đó: VH = Vận tốc giới hạn trong vùng lắng, m/s

k = hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn. k = 0,04 đối với hạt cát; k =

0,06 đối với hạt cặn có khả năng dính kết. Ở bể lắng xử lý nước thải

bia có thể lấy k = 0,05.



ρ = tỉ trọng của hạt, thường từ 1,2 – 1,6. Chọn ρ = 1,3

g = gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2

d = đường kính tương đương của hạt, thường chọn d = 10-4m

f = hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và chuẩn số

Raynol của hạt khi lắng. f = 0,02 – 0,03, có thể lấy f = 0,025.

Do đó: 0,548 0,05(1,3 1)9,81 10

0,070,025HV

− × − ×= =

(m/s)

• Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Qmax:

ax

40000,0037

3,5 3,6 86400m

QV

B H= = =

× × × (m/s) < VH

• Máng thu nước:

Máng thu nước ra bố trí 1 máng ngang chạy suốt 3,5m chiều rộng bể và 3

máng dọc vuông góc với máng ngang, mỗi máng dài 2m.

Tổng chiều dài máng l = 3,5 + 2 x 3 = 9,5m.

Tải trọng thủy lực của máng: ax

4000421

9,5m

Qq

l= = = (m3/m dài.ngày)

• Vận tốc nước chảy vào máng tại mặt cắt ngang với độ sâu 3,6m (mặt tiếp

giáp vùng chứa cặn):34000 ày

0,00663,5 2 86400m

Q m ngv

F m m s= = =

× × (m/s) < VH

Hiệu quả khử BOD và SS

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS và khử BOD5 của bể lắng có thể tính theo công

thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:

tR

a b t=

+ ×[7]

Trong đó:

R = hiệu quả khử BOD5 hoặc SS biểu thị bằng (%)

t = thời gian lưu nước (giờ)

a,b = hằng số thực nghiệm chọn theo Bảng 4.10

Bảng 4.10. Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t0 ≥ 200C [7]

Chỉ tiêu a (h) bKhử BOD5 0,018 0,02Khử chất rắn lơ lửng SS 0,0075 0,014

• Hiệu quả khử BOD5:



5

1,127

0,018 0,02 1,1BODR = =+ × (%)

• Hiệu quả khử chất rắn lơ lửng SS:

1,148

0,0075 0,014 1,1SSR = =+ × (%)

• Hiệu quả khử COD:

Hiệu quả khử COD qua song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng… thường là 40%

[16]. Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động lâu dài và ổn định ta chọn hiệu suất xử lý

COD sau khi qua bể lắng là RCOD = 30%.

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày348% 0,48 510 10 4000 979b VG SS Q −= × × = × × × = (kg SS/ngày)

Giả sử bùn tươi của nước thải bia có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%), tỷ số

VSS:SS =0,75 và khối lượng riêng của bùn tươi 1,03 (kg/lít). [7]

Vậy lưu lượng bùn tươi cần xử lý là:

Qb =979

190000,05 1,03

=× (l/ngày) = 19 (m3/ngày)

Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:

Gb(VSS) = 979 x 0,75 = 734 (kg VSS/ngày).

Bảng 4.11. Tổng hợp các thông số tính toán bể lắng

Thông số Đơn vị Giá trịLưu lượng nước thải, Qmax m3/ngày 4000Tải trọng bề mặt ứng Qmax, U0 m3/m2ngày 89Dung tích cần thiết, V m3 176Diện tích bề mặt, F m2 44,94Chiều cao vùng lắng, H m 3,6Kích thướcDài, L m 14Rộng, B m 3,5Thời gian lưu nước, t h 1,1Vận tốc giới hạn, VH m/s 0,07Hiệu quả khử SS, RSS % 48Hiệu quả khử BOD5, RBOD5 % 27Hiệu quả khử COD, RCOD % 30Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày, Gb kg SS/ngày 979Lưu lượng bùn tươi cần xử lý, Qb m3/ngày 19

Bảng 4.12. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể lắng

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu raLưu lượng (m3/ngày.đêm) 4000 4000



COD (mg/l) 2250 1575BOD (mg/l) 1350 986SS (mg/l) 510 265pH 5,5 – 9 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 100Tổng photpho (mg/l) 8 8

IV.1.6. Bể UASB

Bể UASB được làm bằng bê tông cốt thép, cách nhiệt với bên ngoài. Nước thải

phân phối từ dưới lên qua nền bùn và được xử lý yếm khí bên trong bể.

Mục đích bể UASB là giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải

(COD, BOD, SS) đảm bảo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí

phía sau.

Các thông số tính toán bể UASB:

- Các thông số ô nhiễm của nước thải như Bảng 4.12.

- Lưu lượng nước thải: Q = 4000 m3/ngđ.

- Tải trọng khử COD của bể UASB chọn a = 3 (kg COD/m3.ngày) [16]

- Hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,03 ngày-1 [16]

- Hệ số tạo bùn (hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại), mg/mg.

Chọn Y = 0,06 (mg/mg)

- Tuổi của bùn, cθ = 50 ngày.

- Tỷ lệ MLVSS/MLSS của bùn trong bể UASB là 0,75. [16]

- Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc v = 0,6 – 0,9 (m/h) [16]

Chọn v = 0,6 m/h.

- Hiệu quả khử COD nhìn chung đạt 75% [4]. Chọn hiệu quả khử COD là

70% và hiệu quả khử BOD là 75% cho an toàn để thiết bị hoạt động lâu

dài. Hiệu quả khử SS chọn 40% [16].

- Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn của bể phân hủy kị khí trong quá trình xử

lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng CSS = 30 kgSS/m3.[16]

- Lượng bùn phân hủy kị khí cho vào ban đầu có TS = 5%. [16]

Kích thước bể UASB

- Hiệu quả làm sạch:

70%v rCOD

v

COD CODE

COD

−= = ; 75v rBOD

v

BOD BODE

BOD

−= = % ;

40%v rSS

v

SS SSE

SS

−= =

Suy ra: CODr = (1 – 0,7) CODv = (1 – 0,7) x 1575 = 473 (mg/l)

BODr = (1 – 0,75) BODv = (1 – 0,75) x 986 = 247 (mg/l)



SSr = (1 – 0,4)SSv = (1 – 0,4) x 265 = 160 (mg/l)

- Lượng COD cần khử trong 1 ngày:

( ) ( )3 310 4000 1575 473 10 4408v rG Q COD COD − −= × − × = × − × = (kgCOD/ngày)

- Dung tích phần xử lý yếm khí : 4408

14693

GV

a= = = (m3)

- Diện tích bể cần thiết : 4000

27824 0,6

QF

v= = =

× (m2)

- Chiều cao phần xử lý yếm khí : 1

14695,3

278

VH

F= = = (m)

- Tổng chiều cao của bể là: H = H1 + H2 +H3

Trong đó: H1 : Là chiều cao phần xử lý yếm khí, H1 = 5,3m

H2 : Là chiều cao vùng lắng , chọn H2 = 1,2m [7]

H3 : Chiều cao dự trữ, H3 = 0,5m [7]

Suy ra : H = 5,3+1,2+0,5 = 7,0m

Hệ thống UASB được chia làm 4 đơn nguyên, diện tích của mỗi đơn nguyên:

1

27870

4F = ≈ (m2)

Chọn kích thước của mỗi đơn nguyên: L x B x H = 10m x 7,0m x 7,0m

- Lưu lượng nước vào mỗi đơn nguyên : 1

400042

24 4Q = =

× (m3/h)

- Dung tích toàn bể: Vb = (H – H3) x F = 6,5 x 278 = 1807 (m3)

- Kiểm tra thời gian lưu nước:

180724 24 11

4000bV

TQ

= × = × ≈ (h)

Tính ngăn lắng

Nước đi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so

với phương ngang một góc α = 450. Các tấm này đặt song song nhau. (Hình 4.1)

Gọi HL là chiều cao toàn bộ ngăn lắng:

03

745 3,5

2 2L

BH H tg tgα+ = × = × = m. Suy ra 3LH m= .

Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: Tổng tỷ số giữa chiều cao ngăn lắng và chiều

cao bảo vệ với chiều cao xây dựng bể phải >=30%.

3 3 0,550% 30%

7LH H

H

+ += = > (thoã mãn yêu cầu)

Tính thời gian lưu trong ngăn lắng (phải lớn hơn 1h): [7]

10 7 324 1,26

4000lang

lang

Vt h

Q

× ×= = × = (thõa mãn yêu cầu).



Tính tấm chắn khí và tấm hướng dòng

Trong mỗi đơn nguyên bố trí 4 tấm chắn khí và 2 tấm hướng dòng. Chọn khe

hở giữa hai tấm chắn khí và giữa tấm chắn khí với tấm hướng dòng là như nhau và

bằng c = 0,15m = 150mm. [7]

- Tấm chắn khí

Tấm chắn khí được đặt nghiêng 450 so với phương ngang. Chọn chiều rộng của

tấm chắn khí gần tấm hướng dòng là b = 2m. Hai tấm chắn khí chồng lên nhau

một đoạn a = 0,5m [16]. (hình 4.1)

- Tính toán tấm hướng dòng

Tấm hướng dòng được đặt nghiêng 600 so với phương ngang và cách tấm chắn

khí 150mm như hình 4.1.

Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 – 30 cm [16].

Chọn mỗi bên nhô ra 30 cm = 300 mm.

Hình 4.1. Tấm chắn khí và tấm hướng dòng trong UASB [7].

Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS = 5%)3 330 / 1469

8814000,05

SSb

C V kgSS m mM

TS

× ×= = = (kg) ≈ 881 (tấn) [16]

Trong đó: CSS = hàm lượng bùn trong bể, kg/m3

V = dung tích phần xử lý yếm khí, m3

TS = hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, %

Lượng sinh khối (bùn) hình thành mỗi ngày

( )1

v rx

d c

Y COD COD QP

K θ× − × =

+ ×[16]

3 3

1

(0,06 / )[(1575 473) / 4000 / ày]

[1 (0,03 ày 50 ày)] 1000 /x

kgVS kgCOD gCOD m m ngP

ng ng g kg−

− ×=+ × ×

Px = 106 (kgVS/ngày)


a

b

c

H2+H

3

Tấm chắn khí

Tấm hướng dòng

68


Tính lượng khí mêtan sinh ra mỗi ngày

- Lượng khí CH4 tạo thành trong quá trình xử lý nước thải bằng UASB:

40,35 [(COD ) 1,42 ]CH v r xV COD Q P= × − − [16]

4CHV = 0,35 [(1575 – 473)gCOD/m3 x 4000m3/ngày x 1kg/1000g – 1,42 x 106]

= 1490 (m3/ngày)

Trong đó: 4CHV = thể tích khí CH4 sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn (00C, 1atm);

Q = lưu lượng bùn vào bể kị khí, m3/ngày;

Px = lượng sinh khối hình thành mỗi ngày, kgVS/ngày;

0,35 = hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ 1kg COD

chuyển hóa hoàn toàn thành khí mêtan và CO2, m3 CH4/kg COD.

Hàm lượng khí CH4 sinh ra chiếm khoảng 70% tổng lượng khí sinh ra [16],

điều đó có nghĩa rằng tổng lượng khí sinh ra từ bể UASB trong một ngày là:

41490

21290,7 0,7

CHk

VQ = = = (m3/ngày)

- Đường kính ống dẫn khí:k

kk v

QD

××

=π4

(m)

Với vk là vận tốc khí đi trong ống, vk=15-20 (m/s) [17], chọn vk=20 (m/s)

Khi đó:4 2129

0,0393,14 20 3600 24KD m

×= =× × ×

. Quy chuẩn Dk = 0,04 m.

Lượng bùn dư hình thành mỗi ngày

w 3

106 / ày

0,75 0,75 / 30 /x

SS

P kgVS ngQ

C kgVS kgSS kgSS m= =

× × = 4,7 (m3/ngày), [16]

Lượng chất rắn từ bùn dư

MSS = Qw x CSS = 4,7 x 30 = 141 (kg SS/ngày) [17]

Tính hệ thống phân phối nước

Nước thải cần xử lý đi vào bể UASB đi từ dưới lên thông qua các ống phân

phối nước vào. Yêu cầu việc cấp nước vào bể phải bảo đảm sự phân phối đều nước

trên tiết diện ngang của bể. Trên đường cấp nước chính phải bố trí van 1chiều để

tránh hiện tượng nước thải chảy ngược trở lại khi bơm không hoạt động.

- Tính đường kính ống dẫn nước chính của bơm nước thải:

40000,172

0,785 86400 0,785 2

QD

ω= = =

× × × (m) = 172 (mm)

Chọn ống bằng PVC có D = 170 mm.

Trong đó: Q = lưu lượng nước thải, m3/s

ω = tốc độ lưu thể trong ống. ω = 1,5 – 2,5 m/s [17], chọn ω = 2 m/sViện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 69


Từ ống dẫn nước chính của bơm nước thải chia làm 4 ống nhánh để dẫn nước thải

vào 4 đơn nguyên.

- Đường kính ống nhánh, chọn nω = 1,5 (m/s):

40000,099

0,785 4 86400 0,785 1,5n

nn

QD

ω= = =

× × × × (m) = 99 (mm)

Chọn ống PVC có Dn = 100 mm.

Từ 1 ống nhánh này chia làm 4 ống nhánh nhỏ để phân phối đều nước thải trong

mỗi đơn nguyên.

- Đường kính ống nhánh nhỏ, chọn nnω = 1,5 (m/s):

40000,05

0,785 (4 4) 86400 0,785 1,5nn

nnnn

QD

ω= = =

× × × × × (m) = 50 (mm)

Chọn ống PVC có Dnn = 50 mm.

Tính máng thu nước

Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc thu nước của máng lắng, thiết kế

2 máng thu nước đặt giữa bể chạy dọc theo chiều rộng bể. Chọn chiều rộng máng là

200mm. Máng được làm bằng thép không rỉ dạng tấm răng cưa, dày 5mm, cao

260mm, dài 7m. Trên một mặt được cắt thành hình răng cưa (dạng hình thang cân)

có chiều cao 60mm, vát đỉnh 40mm, khoảng cách giữa 2 răng cưa là 120mm [16].

Nhu cầu dinh dưỡng cho bể UASB

Tỷ lệ chất dinh dưỡng cần cung cấp cho quá trình hoạt động và phát triển của

vi sinh vật trong bể UASB là COD : N : P = 350 : 5 : 1 và sự có mặt một lượng nhỏ

khoáng chất khác.

Lượng COD ban đầu là 1575 (mg/l) và hiệu quả xử lý COD của bể UASB là

70%. Do đó, lượng COD được các vi sinh vật chuyển hoá thành khí là:

1575 x 0,7 = 1102,5 (mg/l)

- Lượng nitơ cần cung cấp:

1102,55 15,75

350CCN = × = (mg/l)

- Lượng photpho cần cung cấp:

1102,51 3,15

350CCP = × = (mg/l)



Tuy nhiên, trong nước thải đầu vào có chứa một lượng tổng nitơ và tổng

photpho lần lượt là 100 (mg/l) và 8 (mg/l). Do đó, không cần bổ sung dinh dưỡng

cho bể UASB.

- Lượng nitơ dư sau bể UASB: Ndư = 100 – 15,75 = 84,25 (mg/l)

- Lượng photpho dư sau bể UASB: Pdư = 8 – 3,15 = 4,85 (mg/l)

Bảng 4.13. Tổng hợp các thông số thiết kế bể UASB

Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trịDung tích phần xử lý yếm khí V m3 1469

Diện tích cần thiết của bể F m2 278

Kích thước mỗi đơn nguyên

Số lượng cái 4

Chiều cao phần xử lý yếm khí H1 m 5,3Chiều cao vùng lắng H2 m 1,2Chiều cao bảo vệ H3 m 0,5Chiều dài L m 10Chiều rộng B m 7Chiều cao tổng H m 7Lượng bùn nuôi cấy ban đầu Mb Tấn 810Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày Px kgVS/ngày 106Lượng khí CH4 sinh ra mỗi ngày VCH4 m3/ngày 1490Lượng bùn dư hình thành mỗi ngày Qw m3/ngày 4,7Hàm lượng COD đầu ra CODr mg/l 473Hàm lượng BOD5 đầu ra BODr mg/l 247

Hàm lượng SS đầu ra SSr mg/l 160

Bảng 4.14. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể UASB

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu raLưu lượng (m3/ngày.đêm) 4000 4000COD (mg/l) 1575 473BOD (mg/l) 986 247SS (mg/l) 265 160pH 5,5 – 9 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 100Tổng photpho (mg/l) 8 8

IV.1.7. Bể SBR

Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn bể bao gồm: làm đầy nước

thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư. Các ngăn bể hoạt động lệch

pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục.



Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ. Các quá trình trộn nước thải

với bùn, lắng bùn cặn... diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý

nước thải cao. BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng

cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l. Bể aeroten hoạt

động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai. [6]

Chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu vào:

- Lưu lượng nước thải 4000m3/ngày

- Hàm lượng BOD5 = 247 mg/l

- Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 160 mg/l

- Hàm lượng chất hữu cơ bay hơi trong cặn lơ lửng là 160 x 0,75 = 120 mg/l

- Nhiệt độ trung bình nước thải 200C.

Các chỉ tiêu thiết kế:

- Thời gian tích nước vào bể 3h, thời gian làm sục khí 5h, thời gian lắng tĩnh

1,5h, thời gian xả nước trong 2h, chờ nạp mẻ mới 0,5h. Tổng thời gian 1 chu

kỳ là 12h.

- Tỷ lệ F/M = 0,1 – 0,2 kgBOD5/kg bùn. ngày [7]. Chọn F/M = 0,11.

- Độ tro của cặn Z = 0,3 hay cặn bay hơi bằng 0,7 cặn lơ lửng. [16]

- Hệ số động học Y = 0,65 g/g và kd = 0,05 ngày-1. [7]

- Nồng độ cặn được cô đặc trong phần chứa bùn phía dưới bể = 8000 mg/l

(trong đó 0,7 x 8000 = 5600 mg/l là bùn hoạt tính). [7]

- Tỷ trọng của cặn là 1,02.

- Chọn 60% thể tích bể chứa nước trong tháo đi mỗi ngày. [7]

- Chiều sâu công tác của bể 4,5m, tường dự trữ cao 0,3m, lỗ ống phân phối khí

đặt trên đáy 0,3m. [7]

- Xả cặn thực hiện sau mỗi chu kỳ.

- Hàm lượng BOD5 đầu ra 50mg/l (loại B), SS = 25 mg/l, trong đó 65% là

cặn hữu cơ BOD21. [6]

- BOD5 = 0,68 BOD21.

- BOD21 trong tế bào bằng 1,42 nồng độ tế bào đã chết.

- Trong nước thải có đủ dinh dưỡng cần thiết cho tế bào phát triển.

Tính toán bể SBR

1. Số lượng bể và chu kỳ phân đoạn thời gian làm việc

Trong nhà máy bố trí 4 bể SBR làm việc kế tiếp nhau. Chu kỳ phân đoạn thời

gian làm việc của từng bể như sau:



Ghi chú: 3h : là thời gian bơm nước vào bể,

5h : là thời gian sục khí,

1,5h : là thời gian lắng tĩnh,

2h : là thời gian tháo nước trong,

0,5h : là thời gian chờ nạp mẻ mới.

Xả cặn dư trong thời gian chờ hoặc thời gian lắng hoặc thời gian tháo nước trong.

2. Xác định hiệu quả xử lý của bể theo BOD5

5

0

0

247 50100 100 80

247r

BOD

S SE

S

− −= × = × ≈ (%)

3. Xác định nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đã xử lý

BOD5 đầu ra = BOD5 hòa tan + BOD5 chứa trong cặn lơ lửng.

Suy ra: BOD5 hòa tan = BOD5 đầu ra – BOD5 chứa trong cặn lơ lửng.

BOD5 chứa trong 25 mg/l cặn lơ lửng đầu ra:

- Cặn hữu cơ: 65% x 25mg/l = 16,25 mg/l = BOD21

- BOD21 bị oxy hóa thành cặn : 1,42 x 16,25 = 23 mg/l.

- Lượng BOD5 trong cặn lơ lửng : 0,68 x 23 = 15,64 mg/l.

- Lượng BOD5 hòa tan : 50 – 15,64 = 34,36 mg/l.

4. Tính thể tích cần thiết của 4 bể SBR

- Thể tích phần nước của 4 bể SBR là: 3

4000 ày12 2000

24

mng

V h= × = (m3)

- Thể tích phần nước chiếm 60% dung tích bể SBR nên thể tích tổng cộng

của 4 bể SBR là: 2000

33330,6

V = = (m3)


3h 5h 1,5h 2h 0,5h

12h chu trình lặp lại

3h 5h 1,5h 2h 0,5h

3h 5h 1,5h 2h 0,5h

3h 5h 1,5h 2h 0,5h

73


- Thể tích 1 bể SBR là 3333 : 4 = 833 (m3)

- Chiều sâu công tác của bể là H = 4,5m nên

- Diện tích 1 bể SBR là: 833

1854,5

F = = (m2)

- Chọn bể hình vuông có cạnh: a x a = 13,6 x 13,6m

5. Xác định nồng độ bùn hoạt tính cần thiết duy trì trong bể

Áp dụng công thức: 0QS

VF

XM

=

hay 0QS

XF

VM

=

[7]

Trong đó: V = thể tích tổng 4 bể SBR. V = 3333 (m3)

Q = lưu lượng nước thải. Q = 4000 (m3/ngày)

S0 = nồng độ BOD5 đầu vào. S0 = 247 (mg/l)

X = nồng độ bùn hoạt tính, mg/l

F/M = 0,11 (kgBOD5/kg bùn. ngày)

- Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể:

4000 2472700

3333 0,11X

×= =× (mg/l)

- Khối lượng bùn hoạt tính trong bể ở một chu kỳ (12 giờ):

Gb = Q1 x 10-3X = 4000

2 x 2700.10-3 = 540 (kg)

- Nồng độ bùn cặn thực trong bể:

Xc = cặn vô cơ + X/0,7 = (160 – 120) + 2700 : 0,7 = 3897 (mg/l)

- Khối lượng bùn cặn thực trong bể ở một chu kỳ (12 giờ):

Gc = Q1 x 10-3Xc = 4000

2 x 3897.10-3 = 7794 (kg)

6. Thể tích bùn choán chỗ sau khi cô đặc đến 8000mg/l hay 8 kg/m3,

tỷ trọng bùn 1,02

Giả sử bể SBR hoạt động liên tục và lượng bùn cặn sinh ra ở mỗi chu kỳ là

như nhau. Vì thời gian xả cặn là sau một chu kỳ (12 giờ) và hiệu suất xả cặn 75%

(đối với chu kỳ đầu tiên) nên lượng bùn cặn tối đa trong bể là:

( )1 0,75 c cG G G= − + = 0,25 x 7794 + 7794 = 9742 (kg)

- Thể tích bùn choán chỗ tối đa trong bể:

97421194

1,02 8 1,02 8b

Gv = = =

× × (m3)

- Chiều cao bùn cặn tối đa trong bể:

11941,6

4 185b

b

vh

F= = =

× (m)



7. Chiều cao phần nước trong đã lắng trên lớp bùn

hn = 4,5 – 1,6 = 2,9 (m)

Mặt khác, chiều cao lớp nước trong xả đi sau một chu kỳ:

h = 60% x H = 0,6 x 4,5 = 2,7 (m).

Phần nước trong dự trữ dưới ống thoát nước để khỏi kéo cặn ra là:

hdự trử = 2,9 – 2,7 = 0,2 m.

8. Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5

- Lượng oxy cần thiết ở điều kiện tiêu chuẩn:

( ) 30

0

.101,42 X

Q S SOC P

f

−−= − [16]

Trong đó: Q = 4000 m3/ngày; S0 = 247 mg/l; S = 34,36 mg/l,

f = hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD21. f = 0,68

Px = lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngày, kg.

( ) ( ) 30 0,65 247 34,36 .10 4000

5271 1 0,05 1x

d c

Y S S QP

k θ

− − ×− = = =+ + ×

(kg)

Thay số ta tính được:

( ) 3

0

4000 247 34,36 .101,42 527 502

0,68OC

−−= − × = (kg/ngày)

- Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực ở 200C: [16]

0

9,02502 645

9,02 2S

tS

COC OC

C C= = =

− − (kg/ngày)

Trong đó: CS = nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 200C, CS = 9,02g/l

C = nồng độ oxy duy trì trong bể khi làm thoáng, C = 2mg/l

9. Tính lượng không khí cần thiết

Áp dụng hệ thống phân phối khí có bọt khí kích thước trung bình với hệ số

giảm năng suất hòa tan oxy α do ảnh hưởng của cặn và các chất hoạt động bề mặt,

lấy α = 0,8. Công suất hòa tan oxy của thiết bị OU = 5,5 gO2/m3 khí tính đối với

1m sâu. [7]

- Lượng không khí cần thiết: [7]

Qkhí ( )3

64527922

5,5.10 4,5 0,3tOC

OU h −= = =× × − (m3/ngày)

(Vì lỗ ống phân phối khí đặt trên đáy 0,3 (m) nên h = (4,5 – 0,3)m)

- Kiểm tra chỉ tiêu cấp khí:

+ Lưu lượng cấp khí cho 1m3 nước thải:

C = í 279227

4000khQ

Q= ≈ (m3/m3)



+ Lưu lượng khí cần để khử 1kg BOD5: [7]

( ) ( )5

í3 3

0

2792233

.10 4000 247 34,36 .10BOD

khk

Qq

Q S S − −= = ≈− − (m3 khí/1kg BOD5)

10. Cấu tạo dàn ống phân phối khí

Trong mỗi bể đặt 2 dàn ống xương cá, cách nhau a/2= 13,6/2 = 6,8m và cách

thành bể 6,8/2 = 3,4m. Dàn ống xương cá gồm ống chính và các ống nhánh dài

0,8m đặt vuông góc với ống chính cách nhau 0,3m. Đáy ống khoan lỗ D5, cách

nhau 10cm = 0,1m thành một hàng dọc. [7]

- Số lỗ trên một ống nhánh: nlỗ = 0,8/0,1 = 8 lỗ.

- Số ống nhánh trong một dàn ống: nống = 13,6/0,3 = 45 ống.

- Số lỗ trên một dàn ống: ln∑ = 8 x 45 = 360 lỗ.

- Diện tích một lỗ D5: flỗ = 19,625 x 10-6 m2.

- Tổng diện tích lỗ trên một dàn ống: 6 3360 19,625.10 7,1 10lf− −= × = ×∑ m2

- Lưu lượng không khí trên 4 x 2 = 8 dàn ống:

Qkhí = 27922 m3/ngày = 0,323 m3/s.

- Vận tốc khí qua lỗ:3

í 3 2

0,3235,7

7,1 10 8 àkh

m sv

m d n−= =× ×

(m/s)

Tính toán đường kính ống dẫn khí

- Ống dẫn khí chính từ máy nén khí: (sử dụng 4 máy nén khí)

D = í

0,785khq

ω× [17 ]

Trong đó: qkhí = Lưu lượng khí trong ống dẫn, qkhí = 0,323/4 = 0,08 m3/s

ω = Tốc độ trung bình của khí chuyển động trong ống dẫn,

ω = 15 – 25 m/s. Chọn ω = 15 m/s [17]

Suy ra : D =0,08

0,080,785 15

=×

(m) = 80 mm.

Vậy để dẫn khí nén ta chọn ống dẫn khí bằng ống tráng kẽm bình thường có

đường kính D = 80 mm.

- Ống dẫn chính trong dàn xương cá:

Lưu lượng không khí trong ống dẫn chính của mỗi dàn xương cá là :

q1 = í 0,080,04

2 2khq = = (m3/s)

Đường kính ống dẫn chính của mỗi dàn xương cá:



D1=1

1

q

0,785 ω× = 0,04

0,785 18×= 0,052 m

(Với ω 1 = vận tốc khí đi trong ống dẫn thường từ 15 – 25 m/s, chọn ω 1 = 18 m/s)

Quy chuẩn, chọn ống dẫn khí có đường kính là D1 = 50 mm.

Kiểm tra lại vận tốc khí trong mỗi dàn:

11 2 2

1

0,0419

0,785 0,785 0,05

q

Dω = = =

× × (m/s)

- Ống nhánh trong dàn xương cá:

Mỗi dàn xương cá chia làm 45 ống nhánh. Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh

là: 412

0,048,9.10

45 45

qq −= = = (m3/s)

Đường kính của mỗi ống nhánh là:

D2 =2

2

q

0,785 ω× = 48,9.10

0,785 20

−

×= 7,6 x 10-3 (m ) = 7,6 mm.

(Vận tốc khí đi trong ống dẫn thường từ 15 – 25 m/s, chọn ω 1 = 20 m/s)

Quy chuẩn, chọn ống dẫn khí có đường kính là D2 = 8 mm.

Kiểm tra lại vận tốc khí trong mỗi ống nhánh:4

22 2 2

2

8,9.1018

0,785 0,785 0,008

q

Dω

−

= = ≈× × (m/s)

Bảng 4.15. Tổng hợp các thông số thiết kế bể SBR

STT Thông số thiết kế Ký hiệu Đơn vị Giá trị1 Hiệu quả xử lý theo BOD5 EBOD5 % 802 Thể tích tổng V m3 33333 Kích thước bể

Số đơn nguyên cái 4Chiều dài a m 13,6Chiều rộng a m 13,6Chiều cao công tác H m 4,5Chiều cao dự trữ m 0,3

4 Nồng độ bùn hoạt tính X mg/l 27005 Lượng oxy cần thiết OCt kg/ngày 6456 Lượng không khí cần thiết Qkhí m3/ngày 27922

Bảng 4.16. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể SBR

Thông số Nước thải đầu vào Nước thải đầu raLưu lượng (m3/ngày.đêm) 4000 4000COD (mg/l) 473 100BOD (mg/l) 247 50



SS (mg/l) 160 25pH 5,5 – 9 5,5 – 9Tổng Nitơ (mg/l) 100 30Tổng photpho (mg/l) 8 6

IV.1.8. Bể khử trùng

Nước thải sau khi ra khỏi bể SBR được dẫn đến bể khử trùng bằng dung dịch

NaOCl 10%, tỷ trọng 1,2 kg/l. Bể khử trùng được thiết kế với dòng chảy ziczac qua

từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải.

Tính toán bể khử trùng với thời gian lưu nước trong bể là 30 phút.

Tính lượng NaOCl sử dụng trong ngày

Ta dùng dung dịch NaOCl thương phẩm nồng độ 10%, tỷ trọng 1,2 kg/l để khử

trùng. Vì khử trùng nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn nên liều lượng clo hoạt

tính a để khử trùng là a = 3 mg/l (theo quy định của TCXDVN 51:2006).

Tổng lượng NaOCl sử dụng trong một ngày là: [15]3 3 34000 ày 3.10

10010% 1,2

m ng kg mY

kg l

−×= =× (l/ngày) = 4,2 (l/h) = 0,07 (l/phút).

Chọn 2 máy bơm loại bơm màng (1 bơm công tác, 1 bơm dự phòng).

Chọn Tank chứa dung dịch NaOCl bằng composite, dung tích 1m3. Do đó,

lượng NaOCl dự trữ là 1000/100 = 10 (ngày).

Tính kích thước bể

- Dung tích hữu ích của bể:

40000,5 83,3

24 24

QV t= × = × = (m3)

- Giả sử chọn chiều sâu lớp nước trong bể là H = 1,5m

- Diện tích mặt thoáng hữu ích của bể:

83,356

1,5

VF

H= = = (m2)

- Chọn bể tiếp xúc gồm 5 ngăn hình chữ nhật, diện tích mỗi ngăn:

F1 = L x B = 12 x 1 = 12 (m2)

Vậy tổng diện tích mặt thoáng của 5 ngăn sẽ là: 5 x 12 = 60 (m2) > 56 m2

IV.1.9. Bể chứa bùn

Bể chứa bùn có nhiệm vụ ổn định bùn của bể lắng bậc 1 và của bể UASB

trước khi bơm sang máy ép bùn băng tải.

Lượng bùn thải từ bể lắng là 19 (m3/ngày) và lượng bùn dư từ bể UASB là 4,7

(m3/ngày) nhưng ở bể UASB sau 50 ngày mới xả bùn một lần (do Cθ = 50 ngày). Do



đó, lượng bùn cực đại cần xử lý là (19 + 4,7 x 50) = 254 m3/ngày (trùng ngày xả

bùn của bể UASB).

Chọn thời gian lưu bùn trong bể chứa là 1 ngày trước khi bơm sang máy ép

bùn băng tải, khi đó:

- Thể tích của bể chứa bùn là: 254 m3/ngày x 1 ngày = 254 m3.

- Thiết kế bể nén bùn có kích thước L x B x H = 8m x 6,5m x 5m.

Bùn sau khi lưu ở bể chứa được bơm sang máy ép bùn băng tải với công suất

(19 + 4,7) = 23,7 (m3/ngày).

IV.1.10. Bể nén bùn

Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn cặn dư từ bể SBR có độ ẩm

từ 99% xuống 95%. Vì quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hoàn

toàn nên chọn kiểu bể ly tâm có hệ thống gạt cặn [14]. Lượng bùn dư cần xử lý là

63 m3/h. Sử dụng 2 bể nén bùn ly tâm để nén, khi đó:

- Diện tích của 1 bể nén bùn ly tâm được tính theo công thức sau:

ù1

0

6339

2 0,8b nq

Fq

= = =× (m2) [16]

Trong đó: qbùn = lưu lượng bùn dư cần xử lý cho 1 bể. qbùn = 63/2 m3/h.

q0 = tải trọng tính toán trên mặt thoáng của bể nén bùn, m3/m2.h

Ứng với nồng độ bùn 2 – 3 g/l thì q0 = 0,8 m3/m2.h [16]

- Đường kính của 1 bể nén bùn ly tâm được tính theo công thức sau:

14 4 397

3,14

FD

π×= = ≈ (m).

- Đường kính ống trung tâm: d = 20% D = 0,2 x 7 = 1,4 (m) [16]

- Chiều cao công tác của bể nén bùn:

h1 = q0 x t = 0,8 x 8 = 6,4 (m). (Với t = 8h là thời gian nén bùn)

- Chiều cao tổng của bể nén bùn:

H = h1+ h2+ h3+ h4 = 6,4 + 0,4 + 0,3 + 1 = 8,1 (m) [16]

Trong đó: H = Chiều cao tổng của bể nén bùn, m

h1 = Chiều cao công tác của bể nén bùn, m

h2 = khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h2 = 0,4 m

h3 = Chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy, h3 = 0,3m

h4 = Chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h4 = 1,0m.

- Chiều cao ống trung tâm: h = 60% h1 = 0,6 x 4 = 2,4 (m) [16]

- Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là 0,75 – 4 vòng/phút. [16]

- Độ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn khi dùng hệ

thống thanh gạt là i = 0,01. [16]



- Nước sau khi tách bùn dư tự chảy trở lại hố gom để tiếp tục xử lý.

IV.1.11. Lọc ép băng tải

- Lưu lượng bùn cặn từ bể chứa bùn đến lọc ép băng tải là 23,7 (m3/ngày).

- Lưu lượng bùn cặn từ bể nén bùn đến lọc ép băng tải:

1ù

2

100 100 9963 12,6

100 100 95c b n

Pq q

P

− −= × = × =− − (m3/h) = 302,3 (m3/ngày)

- Giả sử nồng độ bùn sau khi nén ở bể nén bùn và sau khi ổn định ở bể chứa

bùn là C = 50 kg/m3. Khi đó, tổng lượng bùn cặn đưa đến máy ép băng tải là:

L = C x qtổng = 50 x (23,7+ 302,3) = 16300 (kg/ngày)

- Máy ép làm việc 16 giờ một ngày nên lượng cặn đưa đến máy trong 1 giờ là:

163001019

16 16

LG = = = (kg/giờ)

- Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải dao động trong khoảng 90 – 680

kg/m chiều rộng băng.giờ. Chọn băng tải có năng suất 500 kg/m rộng

băng.giờ. [16]

- Chiều rộng băng tải:

10192

500 500

Gb = = = (m)

Chọn máy có chiều rộng băng 2 m và năng suất 500 kg/m rộng băng.giờ.

IV.2. Tính toán thiết bị phụ

IV.2.1. Máy nén khí

IV.2.1.1. Máy nén khí cấp cho bể điều hoà (Tính cho 1 ngăn)

Công suất lý thuyết của máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:0,283

1 2

1

129,7LT

G R T pN

n e P

× × = − × × , kW [7]

Trong đó: NLT = Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW

G = Trọng lượng của dòng khí, kg/s

R = Hằng số khí, đối với không khí thì R = 8,314 kJ/kmol.oK

T1 = Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + 25=298 oK

p1 = Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, p1 = 1 atm

p2 = Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, p2 = P1 + ∆ P, atm

∆ P = Áp suất toàn phần để khắc phục các cản trở thuỷ lực của hệ thống

ống dẫn khí (kể cả ống dẫn và thiết bị).

29,7 = Hệ số chuyển đổi.

1

0,283K

nK

−= = vì đối với không khí K = 1,395



e = Hiệu suất của máy, e = 0,7 ÷ 0,8. Chọn e = 0,75

a. Tính trọng lượng riêng của dòng khí:

G = Qkk × kkρ , kg/s

Trong đó: Qkk = Lưu lượng không khí cần thiết, Q = 150 m3/h = 0,042 m3/s

kkρ = Khối lượng riêng của không khí ở 250C, kkρ = 1,2 kg/m3 [17 ]

Suy ra: G = 0,042 × 1,2 = 0,05 (kg/s)

b. Tính ∆ P:

∆ P = ∆ Pđ +∆ Pm + ∆ PH + ∆ Pt +∆ Pk + ∆ Pc

Trong đó:

- ∆ Pđ = Áp suất động lực học, tức áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng

chảy ra khỏi ống dẫn, N/m2.

∆ Pđ = 2

2ωρ× = ∆ Pđ1 + ∆ Pđ2 , N/m2 [17]

Với:

ρ = khối lượng riêng của không khí, kg/m3, ρ = 1,2 kg/m3 [17]

ω 1 = Tốc độ của lưu thể trong ống D = 60 mm, ω 1 = 15 m/s.

ω 2 = Tốc độ của lưu thể trong ống D = 30 mm, ω 2 = 20 m/s.

∆ Pđ1 , ∆ Pđ2 = Áp suất động lực học của ống D = 60 mm, D = 30 mm.

Vậy: ∆ Pđ1 =×=2

21ωρ

21,2 15

2

×= 135 (N/m2)

∆ Pđ2 =×=2

22ωρ

21,2 20

2

×= 240 (N/m2).

Suy ra ∆ Pđ = ∆ Pđ1 + ∆ Pđ2 = 135 + 240 = 375 (N/m2).

- ∆ Pm = Áp suất để khắc phục trở lực ma sát (khi dòng chảy ổn định trong

ống thẳng), N/m2.

∆ Pm = 2

2td

L

d

ρωλ × × = ∆ Pm1 + ∆ Pm2 [17]

Trong đó: λ = Hệ số ma sát.

L = Chiều dài ống dẫn, m.

ρ = Khối lượng riêng của không khí, kg/m3, ρ = 1,2 kg/m3 [17]

ω = Tốc độ của lưu thể, m/s.

dtđ = Đường kính tương đương của ống, m.

∆ Pm1, ∆ Pm2 = Áp suất để khắc phục trở lực ma sát ở các đường ống

có đường kính khác nhau.



+ Tính ∆ Pm1 = 2

1

2td

L

d

ρωλ × × , xét trên đường ống D = 60 mm

Ta có:kk

tđd

µωρ 1Re

××= [17]

Trong đó: L = Chiều dài ống dẫn, L = 15 m.

λ = Hệ số ma sát.

dtđ = Đường kính tương đương của ống, dtđ = 60 mm

μkk= Độ nhớt động học của không khí ở 250C, N.s/m2.

μkk = 1837×10-8 N.s/m2 [17]

ω 1 = Tốc độ của lưu thể, ω 1 = 15 m/s.

Do đó: 1Re td

kk

dρ ωµ

× ×= 8

1, 2 0,06 15

1837 10−

× ×=×

= 58791 > 4000 nên khí ở trong ống ở

chế độ chảy xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812lg

Re 3,7λ ∆ = − +

[17]

Trong đó: ∆ = Độ nhám tương đối, 0,8

0,013360tdd

ε∆ = = =

(Với ε là độ nhám tuyệt đối. Vì là ống dẫn khí nén nên ε = 0,8mm [17])0,9

1 6,81 0,01332lg 4,82

58791 3,7λ = − + =

0,043λ⇒ =

Vậy: ∆ Pm1 = 2

1

2td

L

d

ρωλ × ×215 1, 2 15

0,04 14510,06 2

×= × × = (N/m2)

+ Tính ∆ Pm2 = 2

2

2td

L

d

ρωλ × × , xét trên đường ống D = 30 mm.

Tương tự ta có: 2Re td

kk

dρ ωµ

× ×= [17]

Trong đó: L = Chiều dài ống dẫn, m. L = 12,5 m.


dtđ = Đường kính tương đương, dtđ = 30 mm.

ω 2 = Tốc độ của lưu thể, ω 2 = 20m/s.

Do đó: 2Re td

kk

dρ ωµ

× ×= 8

1, 2 0,030 20

1837 10−

× ×=×

= 39194 > 4000 nên khí ở trong ống ở chế

độ chảy xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − +

[17]



Trong đó: ∆ = Độ nhám tương đối, 0,8

0,02730tdd

ε∆ = = =

(Với ε là độ nhám tuyệt đối. Vì là ống dẫn khí nén nên ε = 0,8mm [17])0,9

1 6,81 0,0272 lg 4,23

39194 3,7λ = − + =

0,056λ⇒ =

Vậy: ∆ Pm2 = 2

1

2td

L

d

ρωλ × ×212,5 1, 2 20

0,056 56000,03 2

×= × × = (N/m2)

Do đó: ∆ Pm= ∆ Pm1 + ∆ Pm2 = 1451 + 5600 = 7051 (N/m2).

- ∆ PH = Áp suất cần thiết để nâng chất khí lên cao hoặc để khắc phục áp suất

thuỷ tĩnh: 1,2 9,8 4,5 53HP g Hρ∆ = × × = × × ≈ (N/m2)

(Với H là chiều cao nâng chất khí, H = 4,5m = chiều cao bể điều hòa)

- ∆ Pc = Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:2

2cPω ρξ∆ = × , (N/m2) [17]

Trong đó: ξ = Hệ số trở lực cục bộ. iξ ξ= ∑Sử dụng 2 van tiêu chuẩn, =1ξ 4,1 [17]

Khuỷu ghép 900 với mặt cắt ngang hình vuông (do 2 khuỷu 450 tạo

thành) nên 2ξ = 0,38 [17]. Tất cả 2 khuỷu.

Trên đường ống này có 3 ngã ba, chọn 3 0,59ξ = [17]

Hiện tượng đột thu: 4 0,5ξ =

Vậy iξ ξ= ∑ = 2 x 4,1 + 2 x 0,38 + 3 x 0,59 + 3 x 0,5 = 12,23

Khi đó:2 215 1,2

12,23 16512 2c iP

ω ρξ ×∆ = Σ × = × = (N/m2)

- ∆ Pk = Áp suất bổ sung ở cuối đường ống khi cần thiếtđường, 0kp∆ =

- tp∆ = Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị, 0tp∆ =

Cuối cùng: ∆ P = 375 + 7051 + 53 + 1651 = 9130 (N/m2)

Hay: 5

91300,093

0,98 10P atm∆ = =

× .

Do vậy: p2 = p1 + P∆ = 1,093 atm.

c. Công suất lý thuyết của máy nén khí:

0,283

0,05 8,314 298 1,0931 0,5

29,7 0,283 0,75 1LTN × × = × − = × ×

kW

Sử dụng 4 máy nén khí ly tâm có công suất là 0,5 kW cho 4 ngăn bể điều hòa.

d. Công suất của động cơ điện:



LTdc

tr dc

NN β

η η= ×

× , kW [17]

Trong đó: β = Hệ số dự trữ công suất, thường β= 1,1 [17]

trη = Hiệu suất truyền động, trη = 0,95

dcη = Hiệu suất động cơ điện, 0,95dcη =

Do đó:0,5

1,1 0,60,95 0,95dcN = × =

× (kW)

Vậy ta chọn máy nén khí với động cơ 1 kW.

IV.2.1.2. Tính máy nén khí cấp cho bể SBR

Tương tự như trên, công suất lý thuyết của máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn

nhiệt:0,283

1 2

1

129,7LT

G R T pN

n e P

× × = − × × , kW [7]

Trong đó: G = 0,08 × 1,2 = 0,096 (kg/s)

p2 = p1 + P∆ = 1 + 0,12 = 1,12 atm

Do đó 0,283

0,096 8,314 298 1,121 1,2

29,7 0,283 0,75 1LTN × × = × − = × ×

(kW)

Chọn 4 máy nén khí ly tâm có công suất mỗi máy là 1,2 kW.

- Công suất của động cơ điện:

LTdc

tr dc

NN β

η η= ×

× 1,2

1,1 1,490,95 0,95

= × =× (kW)

Vậy ta chọn máy nén khí với động cơ 1,5 kW.

IV.2.2. Tính toán bơm nước thải và bơm bùn

Các loại bơm có thể sử dụng trong công trình như: bơm thể tích, bơm

pittông, bơm ly tâm, bơm không có bộ phận dẫn động. Tuy nhiên, trong các lọai

bơm trên thì bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi hơn cả, chúng có nhiều ưu điểm

như:

- Cung cấp đều.

- Quay nhanh (có thể nối trực tiếp của động cơ)

- Thiết bị đơn giản.

- Bơm được chất lỏng không sạch.

- Ít bị tắc và hư hỏng.

Với những ưu điểm nêu trên trong hệ thống này ta chọn bơm ly tâm.

Trong hệ thống xử lý nước thải sử dụng bơm trong các bể:

- Bơm nước thải từ hố thu gom đến bể điều hoà.

- Bơm nước thải từ bể điều hoà sang bể lắng đợt một.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 84


- Bơm nước thải từ bể lắng đợt một sang bể UASB

- Bơm bùn từ bể lắng đợt một và bể UASB sang bể chứa bùn.

- Bơm bùn từ bể SBR sang bể nén bùn.

- Bơm bùn từ bể chứa bùn và bể nén bùn sang thiết bị ép băng tải.

IV.2.2.1. Tính bơm nước thải từ hố thu gom đến bể điều hoà

Công suất yêu cầu trên trục bơm:

ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW) [17]

Trong đó: Q = Năng suất của bơm, Q = 0,046 (m3/s)

ρ = Khối lượng riêng của chất lỏng ở 300C, 995,68ρ = (kg/m3) [17]

g = Gia tốc trọng trường, g = 9,8 (m/s2)

H = Áp suất toàn phần của bơm, m

η = Hiệu suất của bơm. η= 0,72 – 0,93. [17]

a. Tính H:

H = 2 1P P

gρ−× + H0 + hm [17]

Với: P1 = Áp suất trên bề mặt chất lỏng trong ống hút. P1 = 1 at.

P2 = Áp suất trên bề mặt chất lỏng trong ống đẩy. P2 = PLV = 1,2 at.

H0 là chiều cao nâng chất lỏng. Coi H0 = 5m.

hm là áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy

(kể cả trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy), m

• Tính hm :

hm = P

gρ∆× với ∆P = ∆Pd + ∆Pm + ∆PH + ∆Pt + ∆Pk + ∆PC

[17]

1. ∆Pd : Áp suất động học, là áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra

khỏi ống (N/m2): ∆Pd = 2

. 2ωρ (N/m2)

Đường kính tương đương của ống dẫn chất lỏng:

0,0460,17

0,785 0,785 2td

Qd m

ω= = =

× ×. Quy chuẩn dtd = 0,2m

(Chọn vận tốc trung bình của nước trong ống ω = 2 (m/s) [17])

Kiểm tra vận tốc thực của nước trong ống:

2

0,0461,5

0,2 0,785ω = =

× (m/s)

Vậy: 2995,68 1,5

11202dP

×∆ = = (N/m2)



2. ∆Pm : Áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống

thẳng. ∆Pm = 2

2td

L

d

ρ ωλ ×× × (N/m2) [17]

Với: L = Chiều dài toàn bộ hệ thống ống dẫn L = 7 (m)

dtd = Đường kính tương đương của ống dẫn = 0,2 (m)


Vì Re = 3

1,5 0,2 995,68373053

0,8007.10

dω ρµ −

× × × ×= = > 4000 nên dòng lưu thể ở chế

độ chảy rối. (với 30,8007.10µ −= (N.s/m2) độ nhớt của nước ở 300C).

Do đó λ được tính theo công thức sau:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − +

[17]

Trong đó: ∆ là độ nhám tương đối, 4

4105.10

0,2tdd

ε −−∆ = = =

(Với ε là độ nhám tuyệt đối. Chọn ε = 10-4 m [17])

Khi đó 0,9 41 6,81 5.10

2lg 7,44373053 3,7λ

− = − + = 0,018λ⇒ =

Vậy: ∆ Pm = 2

2td

L

d

ρωλ × ×27 995,68 1,5

0,018 7060, 2 2

×= × × = (N/m2)

3. ∆PC: Áp suất để khắc phục trở lực cục bộ.

∆ PC = 2

2

ω ρξ ×× [17]

Với ξ: Hệ số trở lực cục bộ của toàn đường ống:ξ = ∑ iξ

Độ nhám bên trong ống, chọn ống thép tráng kẽm mới, bình thường. 1ξ = 0,1

Sử dụng 2 van tiêu chuẩn. 2ξ = 4,7

Bố trí 2 khuỷu 90o do 2 khuỷu 45o tạo thành, 3ξ = 0,38

Do đó ξ= 0,1 + 2 x 4,7 + 2 x 0,38 = 10,26

Vậy ∆PC = 2995,68 1,5

10,26 114932

×× = (N/m2)

4. ∆PH : Áp suất để khắc phục áp suất thủy tĩnh: ∆PH = g Hρ × × (N/m2)

Với H là chiều cao nâng chất lỏng. Chọn H = 5 (m).

Khi đó ∆PH = 995,68 x 9,8 x 5 = 48788 (N/m2)

5. ∆Pt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị. Chọn ∆Pt = 0.

6. ∆Pk: Áp suất bổ sung cuối ống dẫn khi cần thiết. Chọn ∆Pk = 0.

Vậy: ∆P = 1120 + 706 + 11493 + 48788 = 62107 (N/m2)



Do đó hm = P

gρ∆× =

621076,4( )

995,68 9,8m=

×

Suy ra H = 2 1m

P Ph

gρ− +× + H0 =

( ) 51,2 1 0,98.106,4 5 13,4

995,68 9,8

− ×+ + =

× (m)

b. Hiệu suất của bơm: η= o tl ckη η η× × [17]

Trong đó : oη coi bằng 1 (đối với bơm pittong)

tlη : Hiệu suất thủy lực tính đến ma sát và sự tạo thành dòng xoáy

trong bơm. Chọn tlη = 0,85.

ckη : Hiệu suất cơ khí tính đến ma sát cơ khí ở ổ lót trục,ổ bi.

Chọn ckη = 0,95.

Vậy η = 1 x 0,85 x 0,95 = 0,81

c. Công suất của bơm:

N = 0,046 995,68 9,8 13,4

7,41000 0,81

× × × =× (kW)

d. Công suất động cơ điện:

Ndc= trđc

N

η η×

Với trη là hiệu suất truyền động. Chọn trη = 0,9

đcη là hiệu suất động cơ điện. Chọn đcη = 0,9

Do đó Ndc = 7,4

9,20,9 0,9

=× (kW)

Thường động cơ điện chọn có công suất dữ trữ với hệ số dữ trữ β= 1,1 – 1,15.

Chọn 1,1β = . Vậy động cơ cần mắc cho bơm là 9,2 x 1,1 = 10 kW.

Chọn bơm có công suất N = 10 kW.

IV.2.2.2. Tính bơm nước thải từ bể điều hoà sang bể lắng

Tương tự như trên ta có:

Công suất yêu cầu trên trục bơm: ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

- Lưu lượng nước thải cần bơm: Q = 0,046 m3/s.

- Đường kính ống dẫn nước: D = 0,2 m

- Vận tốc nước chuyển động trong ống hút và ống đẩy là v = 1,5 m/s.

- Chiều dài ống dẫn là L = 6 m

- Áp suất toàn phần của bơm: H = 6,9m

- Hiệu suất bơm: η = 0,81

- Năng suất bơm: 0,046 995,68 9,8 6,9

3,81000 0,81

N× × ×= =

× kW



- Công suất động cơ điện: 3,8

4,70,9 0,9dcN = =

× kW

- Chọn hệ số dự trữ: β = 1,1

- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 4,7 x 1,1 = 5 kW

- Chọn 2 bơm có công suất 5 kW để bơm nước thải từ bể điều hoà sang bể lắng

bậc một (1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng).

IV.2.2.3. Tính bơm nước thải từ bể lắng sang bể UASB


Công suất yêu cầu trên trục bơm: ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

- Lưu lượng nước thải cần bơm: Q = 0,046 m3/s.

- Đường kính ống dẫn nước: D = 0,2 m

- Vận tốc nước chuyển động trong ống hút và ống đẩy là v = 1,5 m/s.

- Chiều dài ống dẫn là L = 25 m

- Áp suất toàn phần của bơm: H = 5,2 m

- Hiệu suất bơm: η = 0,81

- Năng suất bơm: 0,046 995,68 9,8 5,2

2,861000 0,81

N× × ×= =

× kW


3,50,9 0,9dcN = =

× KW

- Chọn hệ số dự trữ: β = 1,1

- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 3,5 x 1,1 = 3,9 kW

- Chọn 2 bơm có công suất 4 kW để bơm nước thải từ bể lắng bậc một sang bể

UASB (1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng).

IV.2.2.4. Tính bơm bùn từ bể lắng sang bể chứa bùn

+ Lưu lượng bùn thải: Qb = 19 m3/ngày, nhưng

+ Bùn được bơm 1 lần/ngày, mỗi lần bơm 1h. Do đó lưu lượng bùn cần

bơm là Qb = 19 m3/h

+Chọn ống dẫn bùn là ống nhựa và vận tốc bùn chảy trong ống là 1,5m/s

- Đường kính ống dẫn bùn:

4 4 190,067

3600 3,14 1,5bQ

D mπ ω

× ×= = =× × ×

.

Qui chuẩn D = 70 mm.

- Công suất yêu cầu trên trục bơm được xác định :

ηρ

1000

HgQN

×××= , KW

Trong đó: Q: Năng suất của bơm, m3/s. Q = 19 m3/h = 5,3.10-3m3/s



ρ : Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1005 kg/m3

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2

H: Áp lực toàn phần do bơm tạo ra, m.η: Hiệu suất chung của bơm. η= 0,81.

Tính H – Áp lực toàn phần do bơm tạo ra được tính như sau:

mhHg

ppH ++−= 0

12

ρ [17]

Trong đó:

p1, p2: áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút, p1=p2

H0: chiều cao nâng bùn, H0 = 5m

hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy (kể cả

trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy),m.

hm=p

gρ∑ ∆

×

Với p∑ ∆ = ∆ pd + ∆ pm + ∆ pc

Trong đó:

∆ pd: áp suất động lực học ,tức là áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng

chảy ra khỏi ống dẫn.

∆ pd =2

2ρω , N/m2 [17]

∆ pm: áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống

thẳng. ∆ pm = λ . 2

2

/,2

. mNd

L ρω[17]

∆ pc : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ

∆ pc = 2

.2ρωζ∑ [17]

Suy ra hm=2

(1 )2

p L

g g d

ω λ ξρ

∑ ∆ ×= + + ∑

Trong đó:ρ : khối lượng riêng của bùn, ρ = 1005 kg/m3 [16]

g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

w: tốc độ trung bình của bùn đi trong ống, m/s. Chọn w = 1,5 m/s

λ :hệ số ma sát dọc đường.

L : chiều dài ống dẫn (m) . L= 60m

d : đường kính ống dẫn, m. d= 0,07m

Σ ζ : hệ số trở lực cục bộ.

Σ ζ =ζ 1 + ζ 2 + ζ 3



ζ 1 : trở lực cục bộ tại ống đẩy của bơm vào bể (đột mở).ζ 1 = 1 [17]

ζ 2 : trở lực tại cua nối bằng ren 900, ζ 2 = 0,6 [17]. Có 5 cua nối.

ζ 3 : trở lực van, chọn van tiêu chuẩn với ζ 3 = 4,7 [17]. Có 2 van

⇒ Σ ζ =ζ 1 + ζ 2 + ζ 3 = 1 + 5 x 0,6 + 4,7 2× = 13,4

Tính λ dựa dựa vào chuẩn số Renold như sau :

Re =dω ρµ

× × [17] . Với µ là độ nhớt của bùn.

Coi nồng độ pha rắn (bùn) là 40% lớn hơn 10% thể tích nên:

)5,41(1 ϕµµ += , Ns/m2 [17]

Trong đó:

1µ : độ nhớt của nước ở 300C, µ = 0,8007.10-3N.s/m2 [17]ϕ: nồng độ pha rắn trong huyền phù.

3 31(1 4,5 ) 0,8007.10 (1 4,5 0,4) 2,24 10µ µ ϕ − −⇒ = + = + × = ×

Do đó Re = 3

1,5 0,07 100547109

2,24 10

dω ρµ −

× × × ×= =× >4000 nên dòng chảy trong ống

là chảy xoáy.

Ta có thể tính λ theo công thức sau: [17]

1,01 1,010,086

lg Re 2,5 lg(47109) 2,5λ = = =

× ×

⇒ hm=2

(1 )2

p L

g g d

ω λ ξρ∑ ×= + + ∑ =

21,5 0,086 60(1 13,4) 10,16

2 9,8 0,07

×+ + =×

Vậy =++−= mhHg

ppH 0

12

ρ 0 + 5 + 10,16 = 15,16 m

Công suất yêu cầu trên trục bơm được xác định :35,3.10 9,81 1005 15,6

11000 1000 0,81

Q g HN

ρη

−× × × × × ×= = =×

kw

Công suất của động cơ điện:

dctrdc

NN

ηη ×= =

11,23

0,9 0,9=

× kW [17]

Thường ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính toán.

dccdc NN ×= β = 1,1 x 1,23 = 1,35 kW.

Chọn bơm có công suất 1,5 kW để bơm bùn từ bể lắng bậc một sang bể chứa bùn.

IV.2.2.5. Tính bơm bùn từ bể UASB sang bể chứa bùn (tính cho 1 bơm)






bơm là Qb = 30 m3/h.

+ Chọn ống dẫn bùn là ống nhựa và vận tốc bùn chảy trong ống là 1,5m/s.


4 4 300,049

2 3600 3,14 1,5bQ

D mπ ω

× ×= = =× × × ×

.


- Công suất yêu cầu trên trục bơm:

ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

Trong đó: Q: Năng suất của bơm, m3/s. Q = 30 m3/h = 8,33.10-3m3/sρ : Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1005 kg/m3


η: Hiệu suất chung của bơm. η= 0,81.

H: Áp suất toàn phần của bơm. H= 19m

Suy ra công suất bơm: 38,33.10 1005 9,8 19

1,91000 0,81

N− × × ×= =

×kW


2,30,9 0,9dcN = =

× kW

- Chọn hệ số dự trữ: 1,1β =

- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 2,3 x 1,1 = 2,5kW

Chọn 4 bơm, mỗi bơm có công suất động cơ điện 2,5 kW để bơm bùn từ 4 bể

UASB sang bể nén bùn sau 50 ngày lưu bùn.

IV.2.2.6. Tính bơm bùn từ bể SBR sang bể chứa bùn (tính cho 1 bơm)


+ Lưu lượng bùn có ở 1 bể SBR sau mỗi chu kỳ là Qb = 764/4 = 191 m3/h



4 4 1910,2

3600 3,14 1,5bQ

D mπ ω

× ×= = =× × ×

.


ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

Trong đó: Q: Năng suất của bơm, m3/s. Q = 191/3600 m3/sρ : Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1005 kg/m3






Suy ra công suất bơm: 191 1005 9,8 10

6,53600 1000 0,81

N× × ×= =

× × kW


7,90,9 0,9dcN = =

× kW

- Chọn hệ số dự trữ: 1,1β = 5

- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 7,9 x 1,15 = 9 kW

Chọn 4 bơm, mỗi bơm có công suất động cơ điện 9 kW để bơm bùn từ 4 bể SBR

sang bể nén bùn.

IV.2.2.7. Tính bơm bùn từ bể chứa bùn sang lọc ép băng tải




bơm là Qb = 24 m3/h.



4 4 240,0752

3600 3,14 1,5bQ

D mπ ω

× ×= = =× × ×

.



ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

Trong đó: Q: Năng suất của bơm, m3/s. Q = 24 m3/h = 6,67.10-3m3/sρ : Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1005 kg/m3




Suy ra công suất bơm: 36,67.10 1005 9,8 3

0,241000 0,81

N− × × ×= =

×kW


0,30,9 0,9dcN = =

× kW


- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 0,3 x 1,1 = 0,33 kW

Chọn bơm có công suất 0,5 kW để bơm bùn từ bể chứa bùn sang thiết bị ép băng tải

IV.2.2.8. Tính bơm bùn từ bể nén bùn sang lọc ép băng tải


+ Lưu lượng bùn thải vào bể nén: Qb = 764 m3/1 chu kỳ,



+ Bùn được bơm hết sang lọc ép băng tải trong 4h. Do đó lưu lượng bùn

cần bơm là Qb = 191 m3/h.



4 4 1910,2

3600 3,14 1,5bQ

D mπ ω

× ×= = =× × ×

.


ηρ

××××=

1000

HgQN , (kW)

Trong đó: Q: Năng suất của bơm, m3/s. Q = 191/3600 m3/sρ : Khối lượng riêng của bùn. ρ = 1005 kg/m3




Suy ra công suất bơm: 191 1005 9,8 3

1,93600 1000 0,81

N× × ×= =

× × kW


2,30,9 0,9dcN = =

× kW


- Vậy động cơ cần thiết có công suất: Ndc= 2,3 x 1,1 = 2,5kW

Chọn bơm có công suất 2,5 kW để bơm bùn từ bể nén bùn sang lọc ép băng tải.

IV.3. Dự tính kinh tế

IV.3.1. Dự tính chi phí xây dựng và mua thiết bị

- Mương dẫn nước thải xây bằng đá chẻ. Mương rộng 0,32m, cao 0,3m và dài

dự tính 100m. Ước tính chi phí xây dựng là 450.000 – 500.000 đồng/m3 tùy

theo giá cả vật tư và nhân công mỗi nơi.

- Các hạng mục khác được xây dựng bằng bê tông cốt thép, dày 0,2m – 0,3m.

Giá thành xây dựng 1m3 này phụ thuộc nhiều vào lượng và loại thép bên

trong cũng như mác ximăng. Ước tính trung bình 1,0 triệu – 1,5 triệu

đồng/m3.

- Nhà điều hành xây dựng kiểu nhà cấp 4, diện tích khoảng 50m2.

- Đường nội bộ bê tông hóa, rộng 3,5m, chiều dài tổng ước tính 500m.

Sau đây là bảng tổng hợp ước tính chi phí xây dựng các hạng mục công trình.



Bảng 4.17. Ước tính chi phí xây dựng các hạng mục công trình

STT Hạng mục xây dựng (A)Thể tích

(m3)

Đơn giá

(VNĐ/m3)Thành tiền (VNĐ)

1 Mương dẫn nước thải 10 500.000 5.000.000

2 Hố gom 28 1.000.000 28.000.000

3 Bể điều hòa 1.600 1.500.000 2.400.000.000

4 Bể lắng bậc 1 176 1.500.000 264.000.000

5 Bể UASB 1.960 1.500.000 2.940.000.000

6 Bể SBR 3.333 1.500.000 4.999.500.000

7 Bể khử trùng 120 1.500.000 180.000.000

8 Bể chứa bùn 254 1.500.000 381.000.000

9 Bể nén bùn 718 1.500.000 1.077.000.000

10 Nhà điều hành 120.000.000

11 Đường nội bộ 130.000.000

12 Hồ khẩn cấp 100.000.000

Tổng (A) 12.624.500.000

- Giá thành các thiết bị được tham khảo tại các cửa hàng chuyên dụng, các

Website và từ nhiều nguồn tài liệu khác.

- Giá thành các thiết bị dao dộng lớn, tùy thuộc vào từng hãng sản xuất. Vì

thế, bảng ước tính chi phí mua thiết bị sau đây cũng chỉ mang tính chất tương

đối.



Bảng 4.18. Ước tính chi phí mua thiết bị

STT Tên thiết bị (B)Số lượng

(cái)

Đơn giá

(VNĐ/Cái)

Thành tiền

(VNĐ)

Hố gom tiếp nhận -

1 Song chắn rác thô 1 1.500.000 1.500.000

2 Bơm chìm, 10 kW 2 50.000.000 100.000.000

Lưới chắn rác 1mm 1 50.000.000 50.000.000

Bể điều hòa -

1 Bơm nước thải, 5 kW 2 20.000.000 40.000.000

2 Máy nén khí, 1 kW 2 100.000.000 200.000.000

3 Máy đo pH tự động 2 50.000.000 100.000.000

4 Bơm định lượng hóa chất 2 10.000.000 20.000.000

5 Bồn chứa hóa chất, 1m3 2 1.000.000 2.000.000

Bể lắng -

1 Bơm nước thải, 4 kW 2 20.000.000 40.000.000

2 Bơm bùn, 1.5 kW 1 20.000.000 20.000.000

3 Dàn cào cặn 1 50.000.000 50.000.000

4 Máng răng cưa thu nước 1 5.000.000 5.000.000

Bể UASB -

1 Bơm nước thải, 4 kW 1 20.000.000 20.000.000

2 Bơm bùn, 2.5 kW 4 30.000.000 120.000.000


4 Tấm chắn khí 16 3.000.000 48.000.000

5 Tấm hướng dòng 8 2.000.000 16.000.000

Bể SBR -

1 Máy nén khí, 1.5 kW 4 80.000.000 320.000.000

2 Bơm bùn, 9 kW 4 50.000.000 200.000.000


Bể khử trùng -

1 Bơm định lượng hóa chất NaOCl 2 10.000.000 20.000.000



2 Bồn chứa NaOCl, 1m3 1 1.000.000 1.000.000

Bể chứa bùn -

1 Bơm bùn, 0.5 kW 1 10.000.000 10.000.000

Bể nén bùn -

1 Bơm bùn, 2.5 kW 1 30.000.000 30.000.000

Lọc ép băng tải -

1Thiết bị ép băng tải, rộng băng 2m,

công suất 500 kg/m.h1 200.000.000 200.000.000

2 Bơm định lượng Polymer 1 10.000.000 10.000.000

3 Bồn chứa Polymer, 1m3 1 1.000.000 1.000.000

Tủ điện điều khiển PLC 1 300.000.000 300.000.000

Thiết bị đo lưu lượng 1 50.000.000 50.000.000

Hệ thống đường dây điện 1 200.000.000 200.000.000

Hệ thống ống dẫn công nghệ, van, cút… 1 200.000.000 200.000.000

Các chi phí khác 1 20.000.000 20.000.000

Tổng (B) 2.426.500.000

Tổng chi phí xây dựng và mua thiết bị trước thuế: A + B = 15.051.000.000 (đồng)

Với 10% thuế giá trị gia tăng đầu ra thì: A + B = 16.556.100.000 (đồng)

Vậy, chi phí tính đầu tư cho 1m3 nước thải là: 4000

A B+ = 4.139.025 (đồng)

IV.3.2. Dự tính chi phí vận hành

1. Dự tính chi phí nhân công

- Trạm xử lý nước thải làm việc 3 ca một ngày, mỗi ca 8 giờ.

- Nhân lực cho trạm bao gồm 1 cán bộ quản lý chung; 2 kỹ sư chuyên

ngành môi trường và 3 công nhân.

Sau đây là bảng ước tính chi phí nhân công cho trạm xử lý nước thải:

Bảng 4.19. Ước tính chi phí nhân công

STT Nhân công (C)Số lượng

(người)

Mức lương

(VNĐ/tháng)

Thành tiền

(VNĐ/tháng)

1 Cán bộ quản lý 1 4.000.000 4.000.000

2 Kỹ sư vận hành 2 3.000.000 6.000.000

3 Công nhân 3 2.000.000 6.000.000



Tổng (C) 16.000.000

2. Dự tính chi phí điện và hóa chất

Bảng 4.20. Ước tính chi phí điện và hóa chất

STTChi phí điện và hóa

chất (D)

Tiêu thụ

(kWh/ngày)

Đơn giá

(VNĐ/kWh)

Thành tiền

(VNĐ/ngày)

1 4 Bơm nước thải 532 900 478.800

2 11 Bơm bùn 68 900 61.200

3 6 Máy nén khí 132 900 118.800

4 Chi phí hóa chất NaOCl 100 (lít/ngày) 2.000 200.000

5 Điện chiếu sáng 50.000

6 Các chi phí khác 50.000

Tổng (D) 958.800

- Chi phí điện được tính toán dựa trên lượng điện tiêu thụ của từng thiết bị

trong ngày.

- Giá điện được tính theo giá điện khu công nghiệp 2010:

+ Giờ bình thường 875 đồng/kWh,

+ Giờ yếu điểm 483 đồng/kWh,

+ Giờ cao điểm 1.714 đồng/kWh.

Ước tính giá điện trung bình là 900 đồng/kWh.

- Các chi phí khác ở đây gồm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị, hệ

thống điện và chi phí hoạt động của các thiết bị khi nhà máy xảy ra sự cố…

Vậy, chi phí vận hành trong 1 ngày là 1.492.133 (đồng/ngày).

Chi phí vận hành tính cho 1m3 nước thải là 373 (đồng/m3).

KẾT LUẬN

Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ bia ngày càng tăng. Công nghiệp sản xuất bia tạo

nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường. Các loại nước thải này chứa hàm

lượng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD, cần phải xử lý trước khi xả ra nguồn

nước tiếp nhận. Nước thải bia có thể xử lý sinh học kết hợp hai bước kị khí và hiếu

khí trong cùng một hệ thống. Đối với các nhà máy bia nói chung và nhà máy bia Sài

Gòn – Miền Trung nói riêng công suất nước thải hàng ngày từ vài trăm đến hàng

nghìn m3 được xử lý trong hệ thống xử lý kị khí qua lớp cặn lơ lửng (Upflow



Anaerobic Sludge Blanket – UASB) và bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ

(Sequencing Batch Reactor – SBR) là hợp lý.

Các kết quả quan trắc tại trạm xử lý nước thải Công ty Cổ phần bia Sài Gòn –

Miền Trung (công suất cực đại 50 triệu lít bia/năm), cho thấy hiệu quả khử các chất

ô nhiễm trong hệ thống này đang diễn ra tốt, đảm bảo tiêu chuẩn thải ra nguồn.

Ngoài ra, hệ thống này hoạt động ổn định, khả năng tự động hoá cao, giá thành hạ

và hợp khối được công trình, tiết kiệm diện tích xây dựng.

Sau khi tính toán kinh tế, với chi phí đầu tư xây dựng, mua thiết bị và chi phí

vận hành cho 1m3 nước thải lần lượt khoảng 4 triệu đồng và 400 đồng, với niên hạn

sử dụng là 10 năm cho các công trình xây dựng và các trang thiết bị, máy móc trong

nhà máy.

Lợi ích khi các nhà máy bia xây dựng trạm xử lý nước thải là:

+ Tránh làm ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm

khu vực xung quanh nhà máy.

+ Giảm chi phí xả thải do nồng độ các chất ô nhiễm trong dòng ra thấp.

+ Thu hồi một lượng lớn nước ngưng để tái sử dụng, giảm chi phí sản xuất.

+ Thu được khí CH4 (trong xử lý sinh học kỵ khí) để làm nhiên liệu cung

cấp cho lò hơi, giảm chi phí nhiên liệu và tránh ô nhiễm môi trường.

Do quá trình tính toán chủ yếu dựa vào các tài liệu tham khảo và thuần túy về

mặt lý thuyết, kiến thức thực tế còn hạn chế nên chắc chắn đồ án có nhiều thiếu sót.

Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án đã giúp em rèn luyện khả năng làm việc độc

lập cũng như tự tìm tài liệu, trao đổi thông tin, lựa chọn các thông số tính toán và

thiết kế do đề bài đặt ra.

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Cô Hoàng Thị Thu Hương đã tận tình

hướng dẫn và truyền đạt kiến thức để em hoàn thành tốt đồ án này!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Hiền, Lê Thanh Mai, Lê Thị Lan Chi, Nguyễn Tiến Thành, Lê Viết

Thắng (2007), Khoa học – Công nghệ Malt và Bia, NXB Khoa học và kỹ

thuật, Hà Nội.

2. Trung tâm sản xuất sạch hơn (2007), Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn, Viện

Khoa học và Công nghệ Môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hà

Nội.

3. Hồ Sưởng (1992), Công nghệ sản xuất bia, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel 04.38681686 – Fax 04.38693551 98


4. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải,

NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

5. Nguyễn Chi Lan (2007), Đánh giá hiện trạng môi trường của ngành sản xuất

bia, Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà II, Luận văn Thạc

sỹ khoa học, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Trường Đại Học Bách

Khoa Hà Nội, Hà Nội.

6. Trần Đức Hạ, Nguyễn Văn Tín (2002), “Xử lý nước thải các nhà máy bia theo

mô hình lọc ngược kỵ khí – Aeroten hoạt động gián đoạn”, Hội nghị Khoa học

Công nghệ Đại học Xây dựng lần thứ 14, trang 85 – 93.

7. Trịnh xuân Lai (2000). Tính toán thiết kế các Công trình xử lý nước thải. NXB

Xây Dựng, Hà Nội.

8. Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học,

NXB Giáo dục, Hà Nội.

9. Vũ Thị Thu Hiền (2002), Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột thu

Biogas, Luận văn Thạc sỹ khoa học, Viện Khoa học và Công nghệ Môi

trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.

10. Nguyễn Thị Sơn (2010), Thí nghiệm chuyên đề Xử lý nước thải bằng phương

pháp sinh học, Bộ môn công nghệ môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà

Nội, Hà Nội.

11. Đặng Minh Hằng (2007), Bài giảng môn Vi sinh ứng dụng trong Công nghệ

Môi trường, Bộ môn Công nghệ Môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà

Nội, Hà Nội.

12. Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương (2005), Xử lý nước thải Công nghiệp,

NXB Xây dựng, Hà Nội.

13. Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB Đại

học Xây dựng, Hà Nội.

14. Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước Tập II, NXB Khoa học kỹ

thuật, Hà Nội.

15. Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà

Nội.

16. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước

thải Đô thị và Công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại Học Quốc

Gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.

17. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2006), Sổ tay quá trình & thiết

bị Công nghệ hoá chất, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.



PHỤ LỤC

Các bản vẽ: 1. Bản vẽ sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải.

2. Bản vẽ mặt bằng hệ thống xử lý nước thải.

3. Bản vẽ chi tiết bể UASB.

4. Bản vẽ chi tiết bể SBR.

5. Bản vẽ chi tiết bể nén bùn.


39543704 đồ-an-tốt-nghiệp-đa-hoan-thanh

Documents