Đề tài 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

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA TẠI CÔNG TY TNHH SABMILLER VIỆT NAM – KHU CÔNG NGHIỆP MỸ PHƯỚC II – H.BẾN CÁT – TỈNH BÌNH DƯƠNG, CÔNG SUẤT 2400M3/ NGÀY ĐÊM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 1 MỤC LỤC CHƢƠNG 1 – MỞ ĐẦU ....................................................................................... 6 1.1. Tính cấp thiết của đề tài. ................................................................................ 6 1.2. Mục đích nghiên cứu. .................................................................................... 7 1.3. Phạm vi nghiên cứu. ...................................................................................... 7 1.4. Nội dung nghiên cứu. .................................................................................... 7 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu. .............................................................................. 8 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA VÀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƢỚC THẢI BIA................................ 9 2.1. Giới Thiệu Về Ngành Sản Xuất Bia. .............................................................. 9 2.1.1. Tình hình phát triển ngành công nghiếp sản xuất bia. .............................. 9 2.2. Qui trình công nghệ tổng quát của ngành sản xuất Bia. ................................ 10 2.2.1. Đặc tính nguyên liệu. ............................................................................ 10 2.3. Quy trình công nghệ sản xuất bia ................................................................. 13 2.3.1. Dây chuyền công nghệ khâu nấu và đƣờng hóa. .................................... 15 2.3.2. Lên men dịch đƣờng ............................................................................. 17 2.3.3. Giai đoạn Lọc bia .................................................................................. 18 2.4. Các nguồn phát sinh chất thải. ..................................................................... 19 2.4.1. Về nƣớc thải. ......................................................................................... 19 2.4.2. Khí thải. ................................................................................................ 20 2.4.3. Tác nhân nhiệt. ...................................................................................... 20 2.4.4. Chất thải rắn. ......................................................................................... 20 2.4.5. Tiếng ồn, độ rung . ................................................................................ 21 CHƢƠNG 3 ......................................................................................................... 22 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH SABMIILER VIỆT NAM. .................... 22 3.1. Giới thiệu tổng quan công ty. ....................................................................... 22 3.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 22 3.1.2. Điều kiện khí hậu .................................................................................. 23 3.1.3. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc ngầm ......................................................... 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 2 3.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia của Nhà Máy. .......................................... 24 3.2.1. Các loại nguyên liệu và hóa chất sử dụng. ............................................. 24 3.2.2. Quy trình công nghệ .............................................................................. 26 3.3. An toàn lao động ,phòng cháy chữa cháy và các sự cố môi trƣờng............... 27 3.3.1. Phòng cháy, chữa cháy và các sự cố môi trƣờng.................................... 27 3.3.2. Các biện pháp phòng chống sự cố rò rỉ dầu ........................................... 28 3.3.3. Các biện pháp hỗ trợ ............................................................................. 28 3.4. Hiện trạng môi trƣờng tại công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam .................... 29 3.4.1. Nguồn gốc phát sinh và tính chất nƣớc thải. .......................................... 29 3.4.2. Đặc tính nƣớc thải. ................................................................................ 30 3.4.3. Về Khí Thải .......................................................................................... 30 3.4.4. Chất thải rắn .......................................................................................... 32 4.1. Tổng quan về nƣớc thải ngành sản xuất bia. ................................................ 34 4.1.1. Thành phần , tính chất của nƣớc thải sản xuất bia. ................................. 34 4.1.2. Tác động đến môi trƣờng của nƣớc thải nghành bia. ............................. 36 4.2. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải ngành sản xuất bia. ................................. 39 4.2.1. phƣơng pháp cơ học. ............................................................................. 39 4.2.2. Phƣơng pháp hóa lý............................................................................... 42 4.2.3. Phƣơng pháp hấp thụ. ............................................................................ 45 4.2.4. Phƣơng Pháp Sinh Học ......................................................................... 45 4.2.5. Phƣơng pháp kị khí. .............................................................................. 49 4.3. Xử Lý cặn:................................................................................................... 55 CHƢƠNG 5 ......................................................................................................... 57 CÁC PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. ................................................................................................. 57 5.1. Cơ Sở Lựa Chọn Công Nghệ. ...................................................................... 57 5.1.1. PHƢƠNG ÁN 1. ................................................................................... 60 5.1.2. PHƢƠNG ÁN 2. ................................................................................... 62 5.2. So sánh và lựa chọn phƣơng án.................................................................... 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 3 5.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. ............................ 66 5.3.1. Các Thông Số Tính Toán. ..................................................................... 66 5.3.2. Lƣu Lƣợng Tính Toán. .......................................................................... 66 5.3.3. Tính toán song chắn rác: ....................................................................... 67 5.3.4. Hố thu nƣớc thải. .................................................................................. 72 5.3.5. Bể Điều Hòa. ........................................................................................ 73 5.3.6. Bể UASB .............................................................................................. 76 5.3.7. BỂ TRUNG GIAN. ............................................................................... 91 5.3.8. BỂ AEROTANK .................................................................................. 92 5.3.9. BỂ LẮNG . ......................................................................................... 101 5.3.10. Tính toán bể tiếp xúc, khử trùng . ........................................................ 108 5.3.11. Bể chứa bùn ........................................................................................ 113 5.3.12. Tính toán máy ép bùn lọc ep dây đai. .................................................. 116 CHƢƠNG 6 – TÍNH TOÁN KINH TẾ CHO DỰ ÁN. .................................... 118 6.1. Tính toán vốn đầu tƣ. ................................................................................. 118 6.1.1. Vốn đầu tƣ xây dựng ........................................................................... 118 6.1.2. Vốn đầu tƣ trang thiết bị...................................................................... 119 6.2. Tổng chi phí đầu tƣ cho hệ thống ............................................................... 120 CHƢƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 127 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các chỉ số chất lƣợng của Malt vàng ...................................................... 12 Bảng 3.1. Chất Lƣợng Nƣớc Ngầm . ..................................................................... 24 Bảng 3.2. Nhu cầu hàng năm và các loại nguyên phụ liệu của công ty . ................. 24 Bảng3.3. Nhu cầu về điện, nƣớc, nhiên liệu .......................................................... 25 Bảng 3.4. Đặc tính nƣớc thải của công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. ................. 30 Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trƣờng .............................................. 31 Bảng3.6.Kết quả phân tích chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh quanh và môi trƣờng lao động .............................................................................................. 31 Bảng 3.7. Khối lƣợng chất thải trung bình phát sinh trong quý I/2011 ................... 33 Bảng 3.8. Khối lƣợng chất thải nguy hại phát sinh trong quý I/2011: ..................... 33 Bảng 4.1. : Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành sản xuất Bia ......................... 35 Bảng 4.2. Tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm .................................................. 37 Bảng 4.3. Các hóa chất thƣờng dùng để điều chỉnh pH ......................................... 43 Bảng 5.1. Đặc trƣng nƣớc thải công ty TNHH Sabmiller Việt Nam ....................... 59 Bảng 5.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp ............ 60 Bảng 5.3. Thống kê các thông số thiết kế SCR. ..................................................... 71 Bảng 5.6. Các Thông Số Thiết Kế Bể Điều Hoà .................................................... 75 Bảng 5.9 : Các thông số thiết kế bể UASB ............................................................ 89 Bảng.5.10. Tóm tắt thông số thiết kế bể trung gian. ............................................... 92 Bảng 5.11. Công suất hòa tan oxy vào nƣớc của thiết bị phân phối bọt nhỏ giọt và mịn ........................................................................................................................ 97 Bảng 5.12. Tóm tắt thông số thiết kế bể Aeroten ................................................. 100 Bảng 5.5:Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng. ............................................. 102 Bảng 5.6: Tổng hợp tính toán bể lắng .................................................................. 108 Bảng 5.14. Tóm tắt kích thƣớc bể khử trùng ........................................................ 112 Bảng 5.15. Thống kê thông số thiết kế bể nén bùn. .............................................. 116 Bảng 6.1. Tính tốn giá thành xây dựng ................................................................ 118 Bảng 6.2. Vốn đầu tƣ trang thiết bị ...................................................................... 119 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 5 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất Bia. ............................................................... 14 Hình 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ tại nhà máy ............................................... 27 Hình 9 : Bể Aeroten thơng thƣờng ......................................................................... 48 Hình 5.1. Dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải phƣơng án 1 .............................. 61 Hình 5.2. Dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải phƣơng án 2 .............................. 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 6 CHƢƠNG 1 – MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay, Bia là một loại thức uống rất đƣợc ƣa chuộng trên thế giới. Ở các nƣớc phƣơng Tây, bia dƣợc xem là nƣớc giải khát. Trên thế giới có một số loại bia nổi tiếng nhƣ Ale, Lager, Pilsener, Riêng sản phẩm trong nƣớc thì đứng đầu vẫn là nhãn hiệu bia Sài Gòn, bia Đại việt… Theo thống kê của Bộ Kế hoạch - đầu tƣ, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nƣớc đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trƣởng ngành bia tại VN, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thị trƣờng, ƣớc đạt 15%/năm. Song song với phát triển kinh tế thì ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang là mối quan tâm lớn trong vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đặc biệt là nƣớc thải. Các loại nƣớc thải này chứa hàm lƣợng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD dễ gây ơ nhiễm mơi trƣờng. Vì vậy, các loại nƣớc thải này cần phải xử lý trƣớc khi xả vào nguồn tiếp nhận. Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam tại KCN Mỹ Phƣớc tỉnh Bình Dƣơng với ngành nghề kinh doanh sản xuất nƣớc giải khát lên men (bia). Hoạt động của Công ty đã góp phần vào sự phát triển kinh tế của Tỉnh .Tuy nhiên, các hoạt động của sản xuất của công ty không tránh khỏi những tác động đến môi trƣờng xung quanh do việc phát sinh các chất thải có khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là nƣớc thải. Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia tại công ty TNHH Sabmiller Việt Nam - khu công nghiệp Mỹ Phước II – H. Bến cát – Tỉnh Bình Dương, công suất 2400m3/ngày đêm”, đựơc thực hiện nhằm giải quyết vấn đề đang tồn tại ở công ty đó là việc xử lý nƣớc thải sản xuất trƣớc khi thải vào môi trƣờng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 7 1.2. Mục đích nghiên cứu. - Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia nói chung và của Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam nói riêng. - Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất bia của Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam - Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện thực tế của Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam đạt tiêu chuẩn đầu ra , và tính toán chi tiết các công trình đơn vị. 1.3. Phạm vi nghiên cứu. - Giới hạn về mặt không gian: Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là nƣớc thải sản xuất bia của Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. - Giới hạn về mặt thời gian: Đề tài đƣợc thực hiện trong thời gian từ ngày 1/4/2011 đến ngày 12/7/2011. - Giới hạn về mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và tính toán thiết kế các công trình đơn vị. 1.4. Nội dung nghiên cứu. - Thu thập tài liệu tổng quan về ngành sản xuất bia. - Tìm hiểu về các thành phần, tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia và các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải nghành bia và một số công nghệ xử lý nƣớc thải điển hình của ngành bia hiện nay. - Thu thập một số thông tin về tình hình sản xuất, công nghệ sản xuất … của Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. - Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp cho Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải đã đề xuất và dự toán kinh tế. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 8 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu. - Tổng hợp và nghiên cứu các tài liệu có liên quan nƣớc thải Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. - Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải khác nhau và so sánh lựa chọn để tìm ra phƣơng án tối ƣu cho Công ty TNHH Sabmiiler Việt Nam. - Trao đổi ý kiến với chuyên gia. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 9 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA VÀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƢỚC THẢI BIA. 2.1. Giới Thiệu Về Ngành Sản Xuất Bia. 2.1.1. Tình hình phát triển ngành công nghiếp sản xuất bia. 2.1.1.1. Trên thế giới. Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ các nƣớc châu Âu nhƣ Đức, Anh , Pháp… với nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn nhƣ hiện nay thì ngành sản xuất Bia đang chiếm một vị trí quan trọng trong ngành phát triển công nghiệp trên thế giới. Theo thống kê Năm 2007 dựa trên kết quả của viện nghiên cứu thuộc hãng sản xuất nƣớc ngọt hàng đầu Nhật Bản Kirin Breweries thì sản lƣợng bia toàn cầu trong năm 2007 đạt 180 triệu kilolit. Sản lƣợng bia tăng 5,9%, đạt mức tăng cao nhất kể từ khi viện nghiện cứu này bắt đầu công việc thống kê vào năm 1974. Trung Quốc giữ vị trí là nhà sản xuất bia hàng đầu trên thế giới trong suốt 6 năm trở lại đây, chiếm đến 22% tổng sản lƣợng bia trên toàn thế giới,theo sau là Nga với mức tăng sản lƣợng đạt ở mức hai con số và đứng thứ 3 là Đức. Dự kiến với mức tăng trƣởng kinh tế nhƣ hiện nay, mức sống của ngƣời dân trên thế giới ngày càng cao thì ngành công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những năm tới. 2.1.1.2. Tại việt nam. Bia đƣợc đƣa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của Nhà máy bia Sài Gòn và Nhà máy bia Hà Nội, nhƣ vậy bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120 năm. Hiện nay do nhu cầu của thị trƣờng, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có những bƣớc phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tƣ và mở rộng các nhà máy bia có từ trƣớc và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ƣơng và địa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 10 phƣơng quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nƣớc ngoài. Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển các ngành sản xuất khác nhƣ: Vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút chai và bao bì khác. Theo thống kê hiện nay, cả nƣớc có khoảng trên 320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/năm. Bia địa phƣơng ở 311 cơ sở, chiếm 97,18% số cơ sở nhƣng sản lƣợng chỉ chiếm 37,41% sản lƣợng bia cả nƣớc (đạt 231 triệu lít) và đạt 60,73% công suất thiết kế. Hiện nay theo thống kê mới nhất của Bộ Kế hoạch - đầu tƣ, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nƣớc đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trƣởng ngành bia tại VN, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thị trƣờng, ƣớc đạt 15%/năm. VN có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nƣớc và tiếp tục tăng về số lƣợng. Trong số này, có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và có tới 268 cơ sở có năng lực sản xuất dƣới 1 triệu lít/năm. 2.2. Qui trình công nghệ tổng quát của ngành sản xuất Bia. 2.2.1. Đặc tính nguyên liệu. Bia đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt Đại Mạch, hoa houblon và nƣớc. Để tiết kiệm nguồn malt Đại Mạch hoặc để sản xuất một vài loại bia thích hợp, với thị hiếu của ngƣời tiêu dùng bên cạnh Đại Mạch, ngƣời ta còn dùng thêm các nguyên liệu phụ nhƣ bột mì, gạo, bột ngô, thậm chí cả bột đậu tƣơng đã tách béo. 2.2.1.1. Nước Đối với bia, nƣớc là một nguyên liệu không thể thay thế đƣợc. Thành phần hóa học của nƣớc ảnh hƣởng đến đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nó tác động trong suốt các quá trình chế biến của công nghệ sản xuất bia. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG SVTH : NGUYỄN THANH KỲ TRANG 11 Trên dây chuyền công nghệ chính, nƣớc đƣợc dùng trong quá trình nấu, pha loãng dung dịch đƣờng để lên men, nhƣ vậy nƣớc trở thành thành phần chính của sản phẩm. Ngoài ra, nƣớc còn đƣợc dùng ở những quá trình khác nhƣ làm lạnh, làm nóng, rửa dụng cụ, thiết bị, vệ sinh khu vực sản xuất. 2.2.1.2. Đại mạch Đại mạch là nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất bia, muốn đƣợc vậy, đại mạch phải trải qua quá trình nẩy mầm nhân tạo sau đó dừng lại bằng cách sấy khô.  Thành phần hóa học của Đại mạch.  Carbohydrate chung : 70-85%.  Các chất vô cơ : 10,5-11,5%  Chất