Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia tại công ty TNHH Sabmiller Việt Nam - Khu công nghiệp Mỹ Phước II – Huyện Bến cát – Tỉnh Bình Dương, công suất 2400m3/ngày đêm

y thuộc tính chất của từng loại nước thải khác nhau. Thiết bị khuấy trộn làm nhiệm vụ hòa trộn để cân bằng nồng độ các chất bẩn cho tòan bộ thể tích nước thải có trong bể và ngăn ngừa cặn lắng trong bể, pha lỗng nồng độ các chất độc hại nếu có. 4.2.2.2. Kết tủa tạo bông. Trong ngồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1-10 μm. Các hạt này không nổi và cũng không lắng, do đó tương đối khó tách loại bỏ chúng ra khỏi nước thải. Theo nguyên tắc các hạt có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt. Khi các hạt keo đã bị trung hoà điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này gọi là quá trình tạo bông. Tuy nhiên, khi xử lý để giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bộng cặn người ta sử dụng các hoá chất như : phèn nhôm, phèn sắt, polymer để kết dính các hạt keo, cặn lơ lửng thành những bông cặn có kích thước lớn hơn và lắng loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. 4.2.2.3. Bể khử trùng Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải. Khử trùng có nhiều phương pháp: Clo hóa (rộng rãi nhất) : Clo cho vào nước dưới dạng hơi hoặc clorua vôi. Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là : 10g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 đối với nước thải sau xử lý sinh học khơng hồn tồn, 3 g/m3 sau xử lý sinh học hồn tồn. Thời gian tiếp xúc giữa chúng là 30 phút trước khi xả nước thải ra nguồn tiếp nhận. Dùng tia tử ngoại Điện phân muối ăn Ôzôn hóa : phương pháp này bắt đầu được áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải. Ôzôn tác động mạnh mẽ vào chất hữu cơ. Sau quá trình Ôzôn hóa, số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đạt tới 99.8%. Ngồi việc khử trùng ôzon còn ôxy hĩa các hợp chất Nitơ, Photpho là các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải, góp phần chống hiện tượng phú dưỡng hóatrong nguồn nước. Phương pháp hấp thụ. Phương pháp hấp phụ được Dùng trong bước xử lý bậc cao sau xử lý sinh học để khử các chất hữu cơ không bị oxy hóa sinh học. Hấp phụ là hiện tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha lỏng/khí hay lỏng/rắn Cơ chế của quá trình hấp phụ như sau: các phân tử hòa tan khi tiếp xúc giữa hai pha rắn/lỏng sẽ hấp phụ lên bề mặt chất rắn bằng các lực liên kết của các phân tử bề mặt có thừa hóa trị. Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, xỉ, mạt cưa …). Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn. Phương Pháp Sinh Học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên. 4.2.4.1. Phương pháp hiếu khí. Quá trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Vi sinh vật sau khi tiếp xúc với nước thải có chứa các chất hữu cơ thì chúng sẽ phát triển dần dần (tăng sinh khối). Tốc độ phát triển của chúng tỷ lệ nghịch với nồng độ ôxy hòa tan trong nước. Nếu chất hữu cơ có quá nhiều, nguồn ôxy không đủ sẽ tạo ra môi trường kị khí. Như vậy trong quá trình phân hủy hiếu khí thì tốc độ trao đổi của vi sinh vật phải luôn thấp hơn tốc độ hòa tan của ôxy trong nước. Thực vật phù du và các sinh vật tự dưỡng khác sử dụng CO2 và khoáng chất để tổng hợp chất hữu cơ làm tăng sinh khối và làm giàu ôxy trong nước thải. Trong hoạt động sống của vi sinh vật, thực vật phù du và động vật nguyên sinh… làm tiêu hao chất dinh dưỡng, chất khóang và cả kim loại độc hại. Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong hồ sinh học dựa trên quan hệ cộng sinh của vi sinh vật. Trong hồ sinh học được chia làm 3 phần: phần hiếu khí là phần tiếp giáp với mặt thoáng xuống sâu vài chục centimet, phần tiếp theo là phần kị khí tùy nghi và phần cuối cùng là khu vực kị khí. Ở phần hiếu khí, ôxy luôn có khuynh hướng khuếch tán vào nước, dưới tác dụng của gió góp phần làm tăng khả năng hòa trộn ôxy vào nước. Ở vùng này vào ban ngày, dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, tảo và các vi sinh vật tự dưỡng sử dụng CO2 và các chất vơ cơ khác tổng hợp vật chất cho tế bào phục vụ cho quá trình sinh trưởng, đồng thời thải ôxy vào nước. Các vi sinh vật hiếu khí đặc biệt là vi khuẩn hiếu khí, chúng sẽ sử dụng ôxy này để phân giải chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật Pseudomonas Denitrificans, Baccillus licheniforms,…sẽ khử nitrat thành N2 và thải vào khng khí. Điều kiện chung cho vi khuẩn nitrat hĩa pH= 5.5 ÷ 9 nhưng tốt nhất là 7.5. Khi pH < 7 thì vi khuẩn phát triển chậm, ơxy hịa tan cần là 0.5mg/l, nhiệt độ từ 5 – 400C. Các hoạt động của vi sinh vật hiếu khí thải ra mơi trường CO2 , nguồn CO2 cung cấp cho hoạt động của tảo và thực vật phù du khác phát triển. Quá trình phân hủy hiếu khí diễn ra mạnh mẽ nếu dùng các biện pháp tác động vào như : sục khí, làm tăng lượng hoạt động của vi sinh vật bằng cách tăng bùn hoạt tính, điều chỉnh hàm lượng chất dinh dưỡng và ức chế các chất độc làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của vi sinh vật. Hầu hết các vi sinh vật làm sạch nước thải đều là vi sinh vật hoại sinh, hiếu khí và ưa ấm. Vì vậy mà nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của vi sinh vật, nhiệt độ thích hợp cho quá trình xử lý là 20 – 40 0C, tối ưu là 25 – 30 0C. Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải gồm 3 giai đoạn sau: Giai đoạn 1 : ôxy hóa chất hữu cơ. CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ∆H Giai đoạn 2 : Tổng hợp xây dựng tế bào. CxHyOz + O2 tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆H Giai đoạn 3 : ôxy hóa chất liệu tế bào. C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H’ 4.2.4.2. Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí. Bể Aeroten Lọc sinh học Hồ sinh học Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc Bể Aeroten. Bể Aeroten thông thường. Đòi hỏi phải ở chế độ dạng chảy nút (plug – flow) khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể này nước thải có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Ở chế độ dạng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể. Hình 4.9 : Bể Aeroten thơng thường Bể Aeroten mở rộng. :Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đótốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 – 30 ngày). Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3000 – 6000 mg/l. Bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn. Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu ôxy đồng nhất trong tồn bộ thể tích bể. Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ khí (motor và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt. Hình 4.10 : Bể Aeroten khuấy trộn hòan toàn Bể SBR ( bể hoạt động gián đoạn) Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có một điều khác là tất cả các quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: làm đầy, phản ứng, xả cạn, ngưng.. Mương ôxy hóa Là mương dẫn dạng vòng có sục khí, để tạo dòng chảy trong mương cần có vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn 3m/s để tránh cặn lắng. Phương pháp kị khí. Quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra trong điều kiện không có ôxy nhờ sự hoạt động của hệ vi sinh vật sống thích nghi ở điều kiện kị khí. Các sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí là axit hữu cơ, các amol, NH3, H2S và CH4 vì vậy quá trình này gọi là quá trình lên men kị khí sinh mêtan hay lên men mêtan. Quá trình phân hủy kị khí gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn thủy phân: Dưới tác dụng của enzym thủy phân do vi sinh vật tiết ra, các chất hữu cơ sẽ bị thủy phân thành đường đơn giản; Protein bị thủy phân thành peptic, axit amin; chất béo thủy phân thành glyxerin và axit béo. Giai đoạn tạo khí: Sản phẩm thủy phân này tiếp tục phân hủy tạo thành khí CO2, CH4 ngoài ra còn có một số khí khác như: H2S, N2 và một ít muối khóang. Các hydrat bị phân hủy sớm nhất và nhanh nhất hầu hết chuyển thành CO2, CH4. Các hợp chất hữu cơ hòa tan bị phân hủy gần như hoàn tòan (axit béo tự do hầu như bị phân hủy 80 – 90%, axit béo loại este phân hủy 65 – 68%). Riêng hợp chất chứa lygin là chất khĩ phân hủy nhất, chúng là nguồn tạo ra mùi. Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ ở điều kiện kị khí, sản phẩm cuối cùng chủ yếu là CH4 chiếm 60 – 75%. Quá trình lên men mêtan gồm 2 pha điển hình: pha axit và pha kiềm. Ở pha axit, hydratcacbon (xellulo, tinh bột, các loại đường…) dễ bị phân hủy tạo thành axit hữu cơ có phân tử lượng thấp (axit propinic, butyric, axetic…). Một phần chất béo cũng chuyển hóa thành axit hữu cơ. Đặc trưng của pha này là tạo thành axit, pH của môi trường có thể thấp hơn 5 và xuất hiện mùi hơi. Cuối pha, axit hữu cơ và các chất tan có chứa nito tiếp tục phân hủy thành những hợp chất của amol, amin, muối của axit cacbonic và tạo thành một số khí như : CO2, CH4 , H2S, N2, indol, mecaptan gây mùi khó chịu, lúc này pH của môi trường bắt đầu tăng chuyển sang trung tính và sang kiềm. Ở pha kiềm, đây là pha tạo thành khí CH4 . Các sản phẩm thủy phân của pha axit làm cơ chất cho quá trình lên men mêtan và tạo thành CH4, CO2, pH của pha này chuyển hồn tồn sang môi trường kiềm. Công nghệ xử lý kị khí Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng bám dính Xáo trộn hoàn toàn Tiếp xúc kị khí UASB Lọc kị khí Tầng lơ lửng Vách ngăn Quá trình thủy phân các chất hữu cơ trong môi trường kị khí là quá trình phức tạp với sự tham gia của nhiều vi sinh vật kị khí. Nhiệt độ phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kị khí là 10 – 150C, 20 – 400C và trên 400C, thời gian lên men kéo dài trong khoảng 10 – 15 ngày, nếu ở nhiệt độ thấp thì quá trình lên men kéo dài hàng tháng. Quá trình xử lý với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng. Bể phản ứng tiếp xúc kị khí Đối với nước thải BOD cao, xử lý bằng phương pháp kị khí tiếp xúc rất hiệu quả. Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với bùn tuần hồn và sau đó được phân hủy trong bể phản ứng kín khơng cho không khí vào. Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng hoặc tuyển nổi, nước trong đi ra nếu chưa đạt yêu cầu xả vào nguồn tiếp nhận thì phải xử lý tiếp bằng phương pháp hiếu khí với Aeroten hoặc lọc sinh học. Bùn kị khí sau khi lắng được hồi lưu để nuơi cấy trong nước thải mới. Lượng sinh khối vi sinh vật kị khí thấp nên bùn dư thừa ra là rất ít. Bể xử lý bằng lớp bùn kị khí với dịng nước đi từ dưới lên (UASB). UASB là bể xử lý sinh học kị khí dạng chảy ngược qua lớp bùn, phương pháp này phát triển mạnh ở Hà Lan. Xử lý bằng phương pháp kị khí được ứng dụng để xử lý các loại nước thải cĩ hàm lượng chất hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng. Chức năng của bể UASB là thực hiện phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí thành các dạng khí sinh học. Các chất hữu cơ trong nước thải đóng vai trị chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc được duy trì trong khoảng 0.6 – 1.2 m/h. thời gian lưu nước trong bể thường kéo dài 30 – 40 giờ. Hoạt động của bể UASB cần duy trì ở điều kiện thích hợp: pH khoảng 7 – 7.2. Nhiệt độ ổn định 33 – 350C. Tải trọng hữu cơ đạt từ 10 – 15kg/m3.ngày. Bùn trong bể UASB chia thành 2 lớp: lớp bùn đặc và lớp bùn bông; nếu hoạt động tốt thì chiều cao lớp bùn bông gấp 2 lần chiều cao lớp bùn đặc, cần có sự thu bùn thích hợp để tránh hiện tượng bùn trong bể quá nhiều hoặc quá ít. Thể tích khí tạo thành từ 0.2 – 0.5 kg/m3 BOD, bùn dư trong bể đưa sang bể nén làm phân bón. Đây là một trong những quá trình kị khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới do: Cả 3 quá trình phân hủy – lắng lưu – tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình. Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng. Ít tiêu tốn năng lượng vận hành Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn và lượng bùn sinh ra dễ tách nước. Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan Quá trình xử lý kị khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám. Đây là phương pháp xử lý kị khí nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng dính bám với vi khuẩn kị khí trên các giá mang. Hai quá trình phổ biến của quá trình này là lọc kị khí và lọc với lớp vật liệu bị trương nở, được dùng để xử lý nước thải chứa các chất cacbon hữu cơ. Quá trình xử lý với sinh trưởng gắn kết cũng được dùng để khử Nitrat. Bể lọc kị khí Bể lọc kị khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải. nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kị khí sinh trưởng và phát triển. Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và khơng bị rửa trơi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). Nguồn Bể phản ứng có dạng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định. Đây là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kị khí lơ lửng và dính bám. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học Ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý nước thải: Đối với từng nhóm, từng lồi vi sinh vật, có một khoảng pH tối ưu; VD: Trong xử lý kị khí sinh mêtan thì có 2 nhóm vi sinh vật thực hiện. Nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình axit hóa làm cho giá trị pH môi trường giảm đi. Khi pH xuống thấp thì quá trình axit hóa chậm lại. Nhóm thứ hai thực hiện quá trình mêtan hóa phát triển tốt ở giá trị pH gần trung tính hoặc trung tính. pH là yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu suất của quá trình xử lý nước thảI. pH = 7, hiệu suất xử lý đạt giá trị cao nhất (88.3%) pH = 6, hiệu suất xử lý thấp nhất Ở pH kiềm tính, vi sinh vật ít chịu ảnh hưởng hơn so với pH axit Ở pH axit, vi sinh vật hoạt động kém hiệu quả, do các vi sinh vật sinh axit bị ức chế mạnh hơn trong mơi trường axit so với trong môi trường kiềm và ở giá trị kiềm nhẹ, nhĩm vi khuẩn sinh mêtan cũng ít bị ảnh hưởng hơn so với ở giá trị pH axit. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xử lý nước thải. Xử lý nước thải trong điều kiện kị khí do quần thể vi sinh vật hoạt động, mỗi chủng loại vi sinh vật sẽ sinh trưởng và phát triển tốt ở miền nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ tối ưu cho quần thể vi sinh vật sinh mêtan là 35 - 550C; dưới 100C, các chủng này hoạt động rất kém. Việc điều chỉnh chính xác nhiệt độ là rất khó khăn. Vào mùa hè với nhiệt độ cao, các vi sinh vật hoạt động mạnh do đó quá trình xử lý cũng tốt hơn. Vào mùa đông, nhiệt độ giảm xuống thấp, các vi sinh vật bị ức chế hoạt động, do đó hiệu suất xử lý thấp. Như vậy, trong hệ thống xử lý nước thải cơng suất lớn, có thể tận dụng khí mêtan để gia nhiệt dạng nước thải đầu vào, làm tăng nhiệt độ môi trường vào mùa đông, hiệu quả xử lý của hệ thống sẽ tốt hơn. Ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đến quá trình xử lý nước thải. + Khi hàm lượng chất hữu cơ tăng cao thì hiệu suất xử lý cũng tăng theo. + Đối với nước thải có độ ô nhiễm COD khoảng 5000 – 7000 mg/l thì hiệu suất xử lý đạt gần 90%, và hiệu suất xử lý giảm dần khi COD đầu vào giảm dần. Ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực đến quá trình xử lý nước thải. + Thời gian lưu thủy lực là yếu tố quyết định hiệu suất của hệ thống + Nếu thời gian lưu thủy lực ngắn, hiệu suất sẽ thấp và ngược lại + Nếu kéo dài quá thời gian xử lý thì chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống sẽ lớn. + Trong ngành Bia thường phải sử dụng một số hĩa chất (NaOH, Cloramin B, Javen,..) để vô trùng các dụng cụ, nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Đối với các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, các chất sát trùng gây ảnh hưởng khơng tốt đến hoạt động của vi sinh vật vì thế làm giảm hiệu suất xử lý của hệ thống. Xử Lý cặn: Trong quá trình xử lý nước thải ở các cơng đoạn trước, đã sinh ra một lượng cặn khá lớn. Lượng cặn này chứa các chất ô nhiễm, do đó cần phải xử lý. Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn là: Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạn một phần hay phần lớn lượng nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lý và giảm trọng lượng phải vận chuyển đến nơi tiếp nhận. Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rữa, chuyển chúng thành các hợp chất hữu cơ ổn định và các hợp chất vơ cơ để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và không gây tác động xấu đến mơi trường của nơi tiếp nhận. Các thiết bị thông dụng dùng trong phương pháp này là: sân phơi bùn, máy lọc cặn chân không, máy lọc ép băng tải, máy ép cặn li tâm,….. CHƯƠNG 5 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. Cơ Sở Lựa Chọn Công Nghệ. Các nhà máy bia trên thế giới ngày nay đều dùng nguyên liệu là thóc malt (đại mạch nảy mầm) khoảng 70% và các loại bột như ngơ, gạo, mạch (không phải malt) khoảng 30%, ngồi ra còn dùng hoa Houplon, các loại bột trợ lọc như diatomit, bentonit, vv… Quá trình công nghệ bia gồm những công đoạn sau: Nấu – đường hóa : Nấu bột và trộn bột với bột malt, cho thủy phân dịch bột thành đường, lọc bỏ bã các loại bột, bã hoa Houplon. Nước thải của ở đây chứa nhiều chất hidrocacbon, xenlulozo, pentozo trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vĩn,…cùng các xác hoa, chất đắng, chất màu… Công đoạn lên men : Nước thải ở cơng đoạn này rất giầu xác men – chủ yếu là protein, các chất khống, vitamin cùng với bia cặn,… Giai đoạn thành phẩm : Lọc, bão hịa CO2, chiết box, đĩng chai, thanh trùng. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, bia chảy tràn ra ngồi,… Nước thải nhà máy bia gấp khoảng 6 lần so với bia thành phẩm, bao gồm: Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sang lưới, nước sẽ tách khỏi bã. Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác. Nước rửa chai và téc chứa Nước rửa sàn, phịng lên men, phịng dự trữ Nước thải từ nồi hơi Nước vệ sinh, sinh hoạt Nước thải từ hệ thống làm lạnh cĩ chứa hàm lượng chlorit cao (tới 500mg/l), cacbon thấp. Nói chung nước thải trong các công đoạn sản xuất chứa nhiều chất hữu cơ và có các chỉ số như sau: BOD5 : khoảng 1000mg/l, nếu không kịp tách men chỉ số này sẽ cao hơn rất nhiều. COD/BOD : 0.6-1 pH : 5 – 11 Tải trọng BOD5 : 500 kg/ngày (với những nhà máy có công suất 16 triệu lít/ năm, khoảng 80,000 lit/ngày Nước thải chứa các chất hữu cơ (các hợp chất hidratcacbon, protein, axit hữu cơ cùng các chất tẩy rửa) có nồng độ cao, còn các chất rắn, thơ hoặc kết lắng có nồng độ thấp hơn. Đối với nước thải sản xuất bia của công ty TNHH Sabmiller Việt Nam đựơc đặc trưng ở bảng sau: Bảng 5.1. Đặc trưng nước thải công ty TNHH Sabmiller Việt Nam STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 1 pH mg/l 6.9 2 TSS mgO2/l 180 3 BOD5 mg O2/l 768 4 COD mg/l 1280 5 Tổng N mg/l 40 6 Tổng P mg/l 15 7 Coliform MPN/100ml 10000 So sánh kết quả phân tích nước thải của công ty TNHH Sabmiller Việt Nam so với cột A - QCVN 24:2009/BTNMT cho thấy các chỉ tiêu (BOD, COD, tổng P và Colifom,…) vượt tiêu chuẩn cho phép, cụ thể : BOD vượt 25.6 lần; COD vượt gần 25.6 lần; tổng P vượt 6 lần; tổng Nito vượt 2.7 lần và ColiForm vượt 5 lần. Với đặc trưng là ô nhiễm nguồn chất hữu cơ cao thì phương pháp xử lý thích hợp là phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Nước thải sau khi xử lý cần phai đạt tiêu chuẩn loại B(xả vào nguồn nước khơng sử dụng cho mục đích sinh hoạt) theo QCVN 24 : 2009/BTNMT (quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp), cụ thể nêu ở bảng sau: Bảng 5.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B 1 Nhiệt độ 0C 40 40 2 pH - 6-9 5,5-9 5 BOD5 (200C) mg/l 30 50 6 COD mg/l 50 100 7 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 8 Tổng Nitơ mg/l 15 30 9 Tổng Phôtpho mg/l 4 6 10 Coliform MPN/100ml 3000 5000 PHƯƠNG ÁN 1. Nước thải đầu vào Song chắn rác Hố thu gom Bể lắng 1 Bể aeroten Bể lắng 2 Bể khử trùng Nước thải đầu ra loai j ji Sân phơi bùn Bùn dư Bùn tuần hoàn Sục khí Hóa chất Đường nước Đường tuần hoàn bùn Đường dẫn hóa chất Đường dẫn không khí Hình 5.1. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án 1 5.1.1.1. Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Nước thải theo mương dẫn đến hố thu gom nước thải, tại đây có đặt song chắn rác nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn trước khi vào bể lắng 1. Bể lắng 1, có chức năng điều chỉnh một phần lưu lượng nước, và lắng những tạp chất có kích thước nhỏ hơn mà song chắn rác không loại trừ đươc. Sau khi nước thải ra khỏi bể lắng 1 được bơm vào bể Aeroten, hoạt động của bể được duy trì khi có sự sục khí liên tục, một số những chất có trong chất thải được loại trừ bởi những vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong bể. Sau khi ở bể Aeroten ra nước thải được đưa qua bể lắng 2, để hoàn thành việc lắng sạch những cặn có trong nước thải, và nước thải lúc này đã sạch, nhưng còn mùi, vì thế cho qua bể khử trùng trước khi thải ra ngồi môi trường. Bùn hoạt tính được đưa tuần hồn lại bể Aeroten. Bùn trong bể lắng 2, và bùn dư của bể Aeroten được thu gom thủ cơng và đưa ra sân phơi bùn để giảm độ ẩm trước khi có xe đến thu gom. PHƯƠNG ÁN 2. Nước thải đầu vào Song chắn rác Bể điều hòa Bể UASB Bể trung gian Bể Aeroten Bể lắng Bể khử trùng Nước thải đầu ra loai Bể nén bùn Sục khí Hóa chất Đường nước Đường dẫn khí Đường dẫn hóa chất Đườngdẫn bùn tuần hoàn Hố thu gom Bùn dư Hình 5.2. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án 2 5.1.2.1. Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Vì lưu lượng nước thải lớn và hàm lượng chất rắn lơ lửng thấp SS=80mg/l, cho nên nước thải chảy qua các ống thu gom nước thải của từng bộ phận sản xuất cũng như các bộ phận có phát sinh nước thải, về tại địa điểm xử lý. Tại đây có đặt một song chắn rác, nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn trước khi vào hố thu gom, sau khi vào hố thu gom nước thải được trộn đều nồng độ ô nhiễm và sẽ được dẫn đến bể điều hòa, tại đây giữ lại những tạp chất cĩ kích thước nhỏ hơn. Sau đó được bơm tới bể UASB, tại đây lượng ô nhiễm hữu cơ trong nước thải sẽ bị phân hủy kị khí. Sau khi qua bể UASB nước thải được dẫn qua bể trung gian, (do yêu cầu nước thải trước khi vào bể xử lý vi sinh hiếu khí Aeroten, để vi sinh vật cĩ thời gian thích ứng).Nước thải sau khi qua bể Aeroten, đã xử lý được lượng ô nhiễm hữu cơ còn lại. Sau đó nước thải được dẫn đến bể lắng để lắng những bông bùn còn sót lại trong quá trình xử lý vi sinh. Trước khi nước được thải ra ngồi môi trường, dẫn đi qua bể khử trùng để khử mùi hôi, và màu. Bùn từ bể lắng và bể Aeroten, UASB được dẫn tới bể nén bùn, trước khi xe đến vận chuyển. So sánh và lựa chọn phương án. Cả 2 phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty TNHH Sabmiller Việt Nam đều áp dụng phương pháp chính là xử lý sinh học. Cả 2 phương án đều có những công trình đơn vị xử lý cơ học tương đối giống nhau, còn về công trình xử lý sinh học thì khác nhau: Phương án 1 : Bể Aeroten (xử lý hiếu khí) Phương án 2 : Kết hợp bể UASB và Aeroten (kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí) Phương án 1 : Chỉ sử dụng bể Aeroten để xử lý sinh học, xử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí, và để đảm bảo hoạt động sống của chúng phải cung cấp Oxi liên tục. Tuy thời gian xử lý nhanh, nhưng lại tạo ra 1 lượng bùn lớn, và khó phân hủy được một số chất Protein, và chất hữu cơ lơ lửng. Phương án 2 : Áp dụng cả 2 loại bể Aeroten và UASB và xử lý sinh học, chọn xử lý UASB trước vì : Hàm lượng BOD5 trong nước thải ban đầu cao, phù hợp với xử lý kị khí. Trong phân hủy kị khí phần lớn các chất hữu cơ được phân hủy thành các chất khí bởi vậy lượng bùn phát sinh nhỏ. Bùn phát sinh do phân hủy kị khí nhầy hơn, dễ dàng tách nước hơn so với bùn hiếu khí. Do nhược điểm của bể UASB nên ta sử dụng bể Aeroten để xử lý tiếp theo. Để xử lý triệt để lượng BOD và Nito tổng mà bể UASB không làm được. Do cơng đoạn xử lý bằng bể UASB đã giảm cơ bản hàm lượng chất hữu cơ nên cũng khắc phục được hạn chế của xử lý hiếu khí bằng bể Aeroten là lượng bùn phát sinh giảm đáng kể. Vì thế nước thải được xử lý triệt để hơn. Nhận xét : Xét về mặt kĩ thuật thì phương án 1 có cấu tạo đơn giản hơn, do đó việc thi công xây dựng và lắp đặt các thiết bị dễ dàng hơn so với phương án 2. Tuy nhiên xét về mặt hiệu quả xử lý, và chất lượng nước