Xử lý nước thải nhà máy Bia SADABECO

PHẦN I:CÁC NGUỒN NƯỚC THẢI GÂY Ô NHIỄM I.Nước Thải Trong Sản Xuất Bia Bao Gồm: -Nước từ cộng đoạn rửa từ bộ phận nấu – đường hóa, chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bể chứa, sàn nhà,bồn lên men…có chứa nhiều cặn malt, tinh bột, bã hoa và các hợp chất hữu cơ carbonateous do vậy có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ rất cao. -Công đoạn chiết chai – dịch bia rơi rớt trong quá trình chiết. -Nước rửa chai là một trong những dòng thải có hàm lượng ô nhiễm lớn trong sản xuất bia.Ngoài ra, nước thải từ quá trình rửa chai có độ pH cao do nguyên lý rửa chai được tiến hành qua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1% - 3% NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng. -Nước làm nguội của các thiết bị giải nhiệt loại nước này được xem là tương đối sạch. -Nước rửa ngược hệ thống xử lý nước. -Nước vệ sinh của công nhân. II.Sơ Đồ Dòng Thải Nhà Máy Bia: II.Thành Phần Và Tính Chất Của Nước Thải: -Đặc trưng nước thải bia là có hàm lượng các chất hữu cơ protein và cacbonateous cao. Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ: -Đây là loại nước thải ô nhiễm khá mạnh.Nước thải phát sinh từ công nghệ lọc phèn, nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm các Vi sinh vật.Chỉ tiêu ô nhiễm như sau: COD = 4000- 5000 mg/l SS = 200- 300 mg/l Nước thải lọc dịch đường: -Loại nước thải này thường bị nhiễm bẩn hữu cơ lượng Glucô trong nước này cũng ở mức cao, là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinh vật. Ngoài ra, nước thải lọc đường có độ đục và độ màu khá cao. Nước thải của các thiết bị giải nhiệt được coi là sạch nhưng có nhiệt độ cao 40- 450C có thể có một lượng dầu mỡ nhưng không đáng kể. -Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này san nhà máy khác, sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phương pháp lên men nổi hay chìm. Sự khác nhau cơ bản là lượng nước sử dụng cho mục đích rửa chai, máy móc thiết bị, sàn nhà, số lượng công nhân sử dụng nước cho sinh hoạt,…Điều này dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà máy bia khác nhau. Kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máy bia: Thông số  Đơn vị  Nhà máy I  Nhà máy II  Nhà máy III   PH   5,7 –11,7     BOD5  mg/l  185 –2400  775  1622   COD  mg/l  310 –3500  1220  2944   Nitơ tổng  mg/l  48 –348  19,2    Photpho tổng  mg/l  1,4 –9,09  7,6  -   Chất không tan  mg/l  158 –1530  -  -   Tải lượng nước thải  m3/1000 lít bia  3,2  -  -   Tải trọng ô nhiễm  kgBOD5/1000 lít bia  3,5  -  -   (Nguồn “ Giáo trình công nghệ xử lý nước thải’’ Trần Văn Nhân –Ngô Thị Nga) PHẦN II:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ I.Thông Số Nhiễm Đầu Vào Và Các Chỉ Tiêu Đầu Ra: Các chỉ tiêu đo được của nước thải đầu vào: -pH: 8. -COD: 2000 mg/l. -BOD5: 1500 mg/l. -SS: 300 mg/l. Các chỉ tiêu sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn thải loại B theo TCVN 5945 –1995: -pH: 5,5 –9 -SS<100 mg/l. -BOD5<50 mg/l. -COD<100 mg/l. II.Các Chỉ Tiêu ảnh Hưởng Đến Việc Lựa Chọn Quy Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải: Nhu cầu oxy sinh hoá BOD (Biochemical Oxygen Demand): là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động để oxyhoá các chất hữu cơ có trong nước thải.Nhu cầu oxy sinh hoá là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ . - Trị số BOD đo được dùng rộng rãi để: 1.Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải. 2.Xác định kích thướt thiết bị xử lý. 3.Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình. 4.Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải. Nhu cầu oxy hoá học COD (Chemical Oxygen Demand): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ và một phần các chất vô cơ có trong nước thải. Chỉ tiêu BOD không phản ảnh hết khả năng oxy hoá các chất hữu cơ khó bị oxy hoá và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp. Do vậy, chỉ tiêu COD có giá trị cao hơn giá trị BOD. -Tỷ số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ nói cách khác tỷ số BOD/COD càng gần 1 thì nước bị ô nhiễm hữu cơ càng lớn nên biện pháp sử lý sinh học có hiệu quả cao. Chất rắn lơ lửng SS(Suspended Solids): là một chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải gồm cặn lắng được và cặn lơ lửng dạng keo không lắng được, có thể loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình keo tụ, lắng, lọc. Hàm lượng chất rắn lơ lửng là chỉ tiêu để tính toán các bể lắng và xác định số lượng cặn lắng. Sự tồn tại của cặn lắng lơ lửng trong công trình sử lý sinh học sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu xuất của quá trình xử lý, do đó nước thải cần phải được loại bỏ cặn trước khi đi vào bể xử lý sinh học( đối với bể Aeroten thì lượng cặn lơ lửng trước khi vào bể này không vượt quá 150 mg/l;với bể UASB thì lượng cặn có thể lên tới 3000mg/l). Trị số pH: cho biết nước thải có tính trung hoà pH=7 hay tính acid pH7. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5 khoảng tối ưu 6,8 đến 7,4; quá trình xử lý kị khí giá trị pH trong khoảng 6,6 đến 7,6. Ngoài các chỉ tiêu nêu trên các chỉ tiêu về oxy hoà tan DO; các kim loại nặng; các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho, sunfat;… ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn quy trình công nghệ xử lý nước thải để đảm bảo hiệu quả xử lý. Iii. Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý Nước Thải: -Khi chọn một công nghệ xử lý nước phải căn cứ vào các yêu cầu sau: Lưu lượng, thành phần và tính chất của nước thải. Diện tích mặt bằng hiện có, cũng như các điều kiện mà nhà máy có thể chấp nhận. Tiêu chuẩn đầu ra của dòng thải. Đặc tính của nguồn tiếp nhận. Kinh phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành. Đảm bảo khả năng xử lý khi nhàmáy mở rộng sản xuất. -Tại Việt Nam các nhà máy bia hầu như không được đưa vào các khu công nghiệp mà thường có nhà máy sản xuất ở gần với khu dân cư do vậy nhà máy thường có diện tích đặt nhà máy nhỏ. Trong quy trình xử lý nước thải cần có các công trình chiếm diện tích vừa phải phù hợp với mặt bằng hiện có của nhà máy. IV.Sơ Đồ Quy Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Bia: 1.Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ lại, để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương dẫn…Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, người ta chia song chắn rác thành hai loại: -Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 đến 100mm. -Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 đến 25mm. -Chọn song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh là 25mm được đặt cố định, nghiêng một góc 600 đặt ở cửa vào bể gom và được lấy rác vào cuối ngày. 2.Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bể tông, xây bằng gạch. Trong quy trình này bể gom còn có tác dụng điều hoà lưu lượng nước thải. 3.Lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ. Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1mm.Khi tang trống quay với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tuỳ thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước vào. Trong nhà máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm, sẽ được giữ lại nhờ hệ thống lưới lọc có kích thước lỗ 1mm.Các vật thải được lấy ra khoải bề mặt lưới bằng hệ thống cào.
4.Bể điều hoà: được dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi, quan trọng là điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học.Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể điều hoà có máy định lượng lượng acid cần cho vào để đảm bảo pH từ 6,6 - 7,6 trước khi đưa vào bể xử lý UASB. 5.Bể UASB: tại đây diễn ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải khi không có oxy. Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô cơ được tiêu thụ ở đây. Quá trình chuyển hoá các chất bẩn trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo ba bước: -Giai đoạn 1: một nhóm các vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosacarit, amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động. -Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ thường là acid acetic, acid butyric, acid Propionic.Ở giai đoạn này pH của dung dịch giảm xuống. -Giai đoạn 3: các vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydrô và acid acetic thành khí mêtan và cacbonic, pH của môi trường tăng lên. 6.Bể Aeroten: sau khi nước thải được xử lý tại bể UASB thì nồng độ các chất hữu cơ giảm xuống sẽ được xử lý tiếp ở bể Aeroten. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính.Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và các vi sinh vật sống khác .Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nên(BOD) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới.Quá trình chuyển hoá được thực hiện xen kẽ và nối tiếp nhau.Bể Aeroten được cung cấp khí liên tục vào bể để trộn đều, giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ lượng oxy cần thiết cho các phản ứng sinh hoá xảy diễn ra trong bể để đáp ứng mức độ xử lý yêu cầu. -Tại bể có hệ thống ống dẫn bùn tuần hoàn từ đáy bể lắng đợt 2 để hoà trộn với nước thải đi vào. 7.Bể lắng đợt 2: có nhiệm vụ lắng trong nước ở phần trên để chuẩn bị đưa ra nguồn tiếp nhận dựa vào nguyên tắc sự khác nhau giữa trong lượng các hạt cặn và nước. Đồng thời cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để bơm tuần hoàn lại bể aeroten. 8.Bể khử trùng: nhằm mục đích phá huỷ tiêu diệt các loài sinh vật gây bệnh chưa được hoặc không thể tiêu diệt trong quá trình xử lý nước thải.Trong nước thải của bia thì các loại nấm, vi sinh vật có rất nhiều. -Để tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây bệnh, ta có thể khử trùng bằng các phương pháp khác nhau như: Clo hoá, Ozon hóa, tia cực tím UV…Thông thường, phương pháp Clo hoá được được sử dụng rông rãi hơn. Phần bùn đặc sau khi phân huỷ định kỳ được bơm sang bể nén bùn. Bùn dư từ bể UASB, Aeroten và bùn dư từ bể lắng đợt 2 của quá trình bùn hoạt tính cũng được bơm sang bể nén bùn.Bùn từ các quá trình trên sau khi nén được bơm sang máy ép bùn ép thành bánh bùn. Bánh bùn có thể đem làm phân bón, chôn lấp hợp vệ sinh. PHẦN III:TÍNH TOÁN BỂ UASB -Nước thải sau khi sử lý ở bể UASB cần đảm bảo nồng độ các chất ô nhiễm sao cho thuận lợi cho việc xử lý ở bể Aeroten. -Các chỉ tiêu đầu vào của bể UASB: +pH:6,6 – 7,6. +COD: 2000 mg/l. +BOD5: 1500 mg/l. +SS: 300 mg/l. -Chọn hiệu quả xử lý BOD là 75%, ta có lượng COD cần khử trong một ngày:
-Chọn tải trọng xử lý trong bể UASB là L=10kgCOD/m3.ngđ. -Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết:
m3 -Chọn vận tốc nước dâng trong bể làvn= 0,9m/h(tiêu chuẩn 0,6-0,9m/h .TL Các công trình xử lý nước thải.TS-Trịnh Xuân Lai) -Diện tích bề mặt của bể:
.Chọn F=24m2. -Chiều cao phần xử lý yếm khí:
.Chọn H1=3,5 m. Vậy kích thước xây dựng của bể UASB: -Chiều dài L=6m -Chiều rộng R=4m -Tổng chiều cao xây dựng của bể UASB: H=H1+Hlắng+Hd +Với chiều cao Hlắng (1 m .Chọn Hlắng=1,5m +Chiều cao phần dự trữ của bể,chọn Hd=0,5m Vậy: H=3,5+1,5+0,5=5,5m -Thể tích thực của bể khi xây dựng: Vb=6. 4. 5,5=132m3. -Thời gian lưu nước trong bể:
Nước trước khi đi vào ngăn lắng trước hết phải tách khí ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so với phương ngang một góc từ 45-600.Chọn góc nghiêng giữa các tấm khí và phương ngang là 550 ta có: -Trong bể ta chia thành 2 ngăn lắng
(Hlắng+Hd=tg55.L/4 =tg55.6/4=2,14m -Chiều cao phần lắng: H0=2,14-0,5=1,64 m -Khi thiết kế bể UASB, tổng chiều cao ngăn lắng và chiều cao dự trữ chiếm trên 30% chiều cao của bể
-Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng:
tiêu chuẩn tlắng(1h(Các công trình xử lý nước thải. TS-Trịnh xuân Lai) Tính Tấm Chắn Khí Và Tấm Hướng Dòng: -Chọn khe hở giữa tấm chắn khí và hướng dòng là như nhau và cùng nghiêng một góc 550.Tổng diện tích các khe hở chiếm từ 15-20% diện tích của bể.Chọn Skhe=16%Sbể. -Vậy diện tích một khe hở:
với n số khe hở n=8 -Bề rộng một khe hở:
-Trong bể ta bố trí 8 tấm chắn khí và 6 tấm hướng dòng Tính toán tấm chắn khí: -Tấm chắn khí 1: +Chiều dài l=R=4000m +Chọn chiều rộng b1=1000mm. +Tấm chắn khí có bề dày 5mm +Vậy chiều cao của tấm chắn khí: h1=b1.sin55=1000.sin55=819mm -Tấm chắn khí 2: +Ta có y1=Hlắng +Hd-h1=2140-819=1321mm +Ta có
+Chiều rộng của tấm thứ 2: b2=l1+ldư =1528,6+300=1828,6.Chọn b2=1800mm ldư phần dư ra của tấm chắn 2 chồng lên tấm chắn 1 +Tấm chắn khí thứ 2 có chiều dày 5mm -Tấm hướng dòng:
+Khoảng cách của hai tấm chắn khí1: R/2 – l – 2(b1+b2 – 300).cos55 +2.bkhe/sin55= 3000 – 200 – 2.2319cos55+2.120/sin55=432,7mm +Đây cũng là bề rộng của tấm hướng dòng 1. Chọn bề rộng của tấm hướng dòng thứ nhất làd1= 440mm +Bề rộng của tấm thứ 2:d2=440/2.cos55=383,5mm.Chọn d2=380mm. -Cả 3 tấm hướng dòng đều có bề dày 5mm Hệ thống phân phối nước: -Đối với bể UASB sử dụng bùn hoạt tính khi tải trọng xử lý L> 4 kgCOD/m3.ngđ thì từ 2m2 diện tích bề mặt bể trở lên ta sẽ bố trí 1 vị trí phân phối nước.Chọn 3m2 trở lên có một vị trí phân phối nước. +Số vị trí phân phối nước: m=24/3=8 vị trí +Cách bố trí như hình vẽ: -Vận tốc nước chảy trong ống chính dao động từ 1- 2m/s.Chọn vận tốc dòng chảy trong ống chính vchinh=1,2m/s -Đường kính ống chính sẽ là:
+Chọn ống chính (ống=80mm được làm bằng nhựa PVC +Kiểm tra lại vận tốc nước thải trong ống chính vống=
-Nước trong ống chính từ bể bơm sẽ được chia làm 2 ống phụ, trên mỗi nhánh bố trí 4 ống nhánh phân phối nước cách đáy bể 0,3m.Tại mỗi nhánh bố trí van điều tiết lưu lượng, van đo lưu lượng và ống co(có hướng lên trên bề mặt bể). -Chọn đường kính của 2 ống phụ có đường kính 50mm được làm bằng nhựa PVC, vận tốc nước chảy trong ống:
-Vận tốc nước trong ống nhánh phân phối nước dao động từ 4 – 8m/s.Chọn vận tốc vnhánh=6m/s +Đường kính của ống nhánh:
+Chọn ống nhánh là ống nhựa PVC có đường kính 15mm +Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống nhánh:
-Các ống được đặt dưới đáy bể cách đáy bể 0,3m.Tại mỗi ống nhánh ta bố trí van điều chỉnh lưu lượng và thiết bị đo lưu lượng để đảm bảo việc phân phối nước được đều trong bể. Máng thu nước: -Trong bể UASB ta bố trí 2 máng thu nước đặt giưã hai ngăn lắng dọc theo chiều rộng của bể.Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước về cuối bể, rồi theo đường ồng đưa sang bể Aeroten. -Lưu lượng nước vào mỗi máng: Qmáng=Q/2=500/2.24.3600=2,89.10-3m3/s=2,89 l/s -Máng có tiết diện chữ nhật.Vận tốc nước chảy trong máng dao động từ 0,1 – 0,4m/s.Chọn vận tốc của nước chảy trong máng là vmáng= 0,15m/s.Ta có tiết diện ướt của máng:
-Độ đầy của máng lấy bằng 0,7 chiều cao của máng. -Bề rộng của máng bằng 2 lần chiều cao của máng: b=2h Sướt=hướt.b=0,7h.2h=1,4h2 (
.Chọn h=120mm -Vậy bề rộng của máng: b=2.120=240mm. -Máng được làm bằng thép không gỉ có bề dày 5mm -Tính độ dốc đặt máng (theo Fedrov và Volcop): +Chu vi ướt của máng: X=2(0,7.120+240)=648mm +Bán kính thuỷ lực của tiết diện đang xét: R=Sướt/X=(120.0,7.240)/648=31,1mm=0,0311m +Hệ số nhớt động học (=0,008cm2/s ở t0=320C(nhiệt của nước thải trong bể UASB từ 270 –380C) +Hệ số Reynol:
+Hệ số nhám tuyệt đối Ktd=0,8 +Hệ số không thứ nguyên a=79 +Hệ số sức cản dọc đường chảy không áp:
((=0,153 -Vậy độ dốc đặt máng:
-Chọn độ dốc của máng là 0,2% -Xung quanh mỗi máng bố trí 2 thanh răng cưa có chiều dài 4m, bề dày 2mm.Với khoảng cách 500mm bố trí một đinh ốc cố định. -Chiều cao một răng cưa 70mm. -Đoạn vát đỉnh răng cưa 50mm. -Chiều cao cả thanh 160mm. -Khoảng cách giữa hai răng cưa là 60mm. -Nước được lấy ra ngoài bằng ống nhựa PVC đường kính50mm. Tính lượng bùn cần cho vào bể ở thời điểm ban đầu: -Nồng độ bùn trong bể phải đảm bảo trong khoảng 31 – 37,5kg/m3 (‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Chọn nồng độ bùn ban đầu là: C= 35kg/m3. -Lượng bùn nuôi cấy cho vào bể: +Thể tích ngăn phản ứng: Vr=V – Vlắng=132 – 3.1/2(1,64.6/2).4=92m3. +Lượng bùn nuôi cấy tính theo trọng lượng khô cho vào bể: Gbùn=Vr.C=92.35=3220kg +Loại bùn được lấy cho vào bể là loại bùn lấy từ bể phân huỷ phân gia súc có độ ẩm 82%, khối lượng riêng (=1,1kg/l.Vậy thể tích bùn ướt cho vào:
Tính lượng bùn sinh ra hàng ngày: -Lượng bùn sinh ra dao động trong khoảng: 0,05 – 0,1kgbùn/kgCODbị khử (‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila). Chọn giá trị bùn sinh ra là 0,1kgbùn/kgCODbị khử.Vậy lượng bùn sinh ra trong một ngày: Mbùn=0,1.750=75 kgbùn/ngày. Ống thu bùn: -Chọn 3 ống thu bùn có đường kính là 80mm có đục lỗ đường kính 20mm.Bùn được xả nhờ vào áp lực thuỷ tỉnh của cột nước theo định kỳ có bổ sung thêm một máy bơm 1HP,tại ồng thu bùn có lắp van xả một chiều. Ba ống thu bùn được đặt dọc theo chiều dài bể cách đáy bể một khoản 1000mm.Sau đó các ống thu buồn trong bể sẽ được dẫn vào 1 ống chung đường kính 100mm. Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí: -Thể tích khí sinh ra đối với 1kgCOD bị khử là 0,5m3(‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Vậy thể tích hỗn hợp khí sinh ra trong một ngày: Vkhí=0,5.750=375m3/ngày -Khí methane sinh ra khi 1kgCOD bị khử là 0,33m3(‘’Design of anerobic process for treatment of Industrial and Municipal waste’’-Joseph F.Manila).Vậy thể tích khí CH4 sinh ra trong một ngày: VCH4=0,33.750=247,5m3/ngày. -Ống thu khí đặt trên ngăn lắng cách mặt nước 0,3m bao gồm 6 ống.Vận tốc khí trong ống dao động từ 10 – 15m/s.Chọn vống=10m/s.Vậy đường kính ống cần bố trí:
Chọn ống nhựa PVC đường kính 15mm -Cách ống thu khí sau đó sẽ dẫn sang ống chính có đường kính 20mm được làm bằng nhựa PVC. Vận tốc khí trong ống:
Tính toán máy bơm: -Nước được hút từ đáy bể điều hoà có cao trình cao hơn bể UASB.Trong thiết kế hệ thống ta chọn bể điều nằm trên mặt đất, bể UASB có cao trình thấp hơn so với mặt đất là 2m.Cách bố trí 2 bể như hình vẽ:
-Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt ướt tại đầu vào ống hút và đầu ra ống đẩy của bơm: z1+(p1/()+(v12/2.g)+Hp=z2+(p2/()+(v22/2.g)+(l.v22/D.2.g+(( -Với: z1:vị trí đặt ống hút. z2:vị trí đặt ống đẩy. p1/(:áp lực của cột nước ở bể điều hoà(m cột nước). p2/(: áp lực của cột nước ở bể UASBø(m cột nước). Hp:tổng áp lực khi bơm chạy(m cột nước). v1,v2:vận tốc chảy đầu ống hút và ống đẩy tại, ống hút ta lấy v1=0. (l.v22/D.2.g:tổn thất dòng chảy trong ống. ((: trở lực cục bộ. -Ta chọn tổng áp lực của máy bơm là Hp=18mH2O, bao gồm cả áp lực do các ống phụ và ống nhánh gây ra. -Chọn hiệu suất của máy bơm là (=0,6 -Công suất của máy bơm:
-Công suất thực của máy bơm: Nthực=N.1,2=2271.1,2=2725,2W=3,653HP -Chọn máy bơm có công suất 4HP. PHẦN IV: CHI PHÍ LỰA CHỌN HỆ THỐNG XỬ LÝ UASB& KẾT LUẬN I.Tính Kinh Tế: -Giá thành các thiết bị: STT  Côngtrình Thiết bị  Khối lượng Máy móc  Đơn vị tính  Giá tiền (triệu đồngVN)   01  Bể UASB  125  m3  100   02  Bơm phân phối nước  1  HP  5   03  Bơm hút bùn  1  HP  1   04  Tấm chắn khí  8  Bộ  15   05  Tấm hướng dòng  2  Bộ  5,5   06  Máng thu nước  2  Bộ  3,8   07  Máng răng cưa  4  m2  2   08  Ống thu khí (21  1  m  0,2   09  Ống thu bùn (90  2  m  0,3   10  Ống phân phôi nước chính(90  1  m  0,1   11  Ống phân phối nước phụ(60  2  m  0,35   12  Ống phân phối nướcnhánh(21  8  m  0,2   13  Van điều chỉnh lưu lượng  8  Cái  0,2   14  Ống co(90-(60  3  Cái  0,045   15  Ống co(60-(21  8  Cái  0,04   16  Ống co(60-(60  2  Cái  0,01   17  Ống co(21-(21  8  Cái  0,016   18  Bulong M12  20  Cái  0,04   19  Bulong M24  12  Cái  0,036   20  Sắt thanh cầu thang  1  Bộ  2   TỔNG GIÁ THÀNH: 135.837.000 II.Kết Luận: 1.Ưu nhược điểm của phương pháp xử lý kị khí bằng bể UASB với bể xử lý hiếu khí và các bể xử lý kị khí khác(lọc inh học kị khí): Ưu điểm đối với xử lý hiếu khí: -Năng lượng sử dụng rất thấp, không cần năng lượng trong quá trình hoạt động.Trong xử lý bằng bùn hoạt tính cần 0,6 – 1 kWh per kg COD với dòng thải cần khử đạt 80 – 90% COD.Còn với xử lý kỵ khí thì chỉ cần 0,05 – 0,1kWh/m3 , tuỳ thuộc mức độ cần xử lý.Năng lượng tiêu tốn ở xử lý kị khí chủ yếu là do cung cấp oxy và xáo trộn cơ học, xử lý hiếu khí không cần cung cấp oxy,khí sinh vật sinh ra đã gây xáo trộn làm tăng hiệu quả tiếp xúc. -Khi kết thúc quá trình xử lý sinh ra khí methane 0,26 – 0,34m3CH4/kgCOD bị khử là năng lượng khí đốt tại chỗ. -Xử lý được tải trọng rất cao, tải trọng xử lý 1 ngày có thể lên đến 30kgCOD/m3 ở 300C, ở bùn hoạt tính chỉ là 3kgCOD/m3. -Xử lý kị khí sinh ra lượng bùn rất thấp.Vì thế lượng bùn dư thấp và ổn định, có thể không cần công trình xử lý tiếp theo. -Do lượng bùn sinh ra thấp, nên không cần đòi hỏi nhiều chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. -Bùn kị khí có thể được lưu trữ trong thời gian lâu.Điều này rất quan trọng khi xử lý trong điều kiện gián đoạn. -Các chất có giá trị cao như NH4+ được bảo toàn, thuận lợi khi làm phân bón. -Thiết kế, xây dựng đơn giản. -Vận hành dễ dàng. Nhược điểm so với xử lý bùn hoạt tính: -Vi khuẩn kị khí, và nhất là vi khuẩn methan có tốc độ phát triển rất chậm.Vì thế giai đoạn khơi động bể phản ứng khá lâu, tuỳ thuộc vào nhiều vào loại bùn sử dụng để khởi động. -Các vi khuẩn methan sử dụng chất dinh dưỡng rất phức tạp chịu ảnh hưởng hoàn toàn bởi các hợp chất như ammonia, cation, cyanide, chlorinated hydrocarbon, và ion kim loại nặng. -Khó bảo trì sửa chữa trong thời gian vận hành. -Chịu ảnh hưởng lớn khi có sự thay đổi về tải trọng xử lý. Nhược điểm so với lọc sinh học kị khí: -Lọc sinh học kị khí chịu được sự thay đổi lớn về tải trọng chất thải. -Lọc sinh học chịu được sự gián đoạn lâu dài. -Bể lọc sinh học kị khí khởi động nhanh. -Có khả năng thay đổi lưu lượng. Nhận xét: -Công trình xử lý sinh học kị khí ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là các loại nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao như trong công nghiệp sản xuất bia, rượu, mật rỉ đường,sữa…Trong đồ án môn học này khi nồng độ ban đầu của nước thải cao, việc áp dụng phương pháp xử lý bùn kị khí lơ lửng là phù hợp với nồng độ chất hữu cơ ban đầu trong dòng nước thải nhà máy bia. -Biện pháp xử lý nước thải nhà máy bia bằng hệ thống UASB được xem là khá phù hợp với các nhà máy bia ở Việt Nam.Do tính chất và thành phần nước thải khá ổn định do đó có thể xem đây như một trong những thiết kế cơ sơ đối với các nhà máy sản xuất bia khi có giới hạn về diện xây dựng.Điều này giúp tiết kiệm được diện tích khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1.Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Biện Pháp Sinh Học (TS.Lương Đức Cẩm). 2.Giáo Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải (Trần Văn Nhân-Ngô Thị Nga) 3.Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử Lý Nước Thải (TS.Trịnh Xuân Lai). 4.Design of Anaerobic Processes For the Treatment of Industrial and Municipal Waster( Joseph F.Manila,..) 5.Wastewater Engineering (Metcalf & Eddy).