Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY BIA HÀ NỘI – QUẢNG BÌNH SVTH: Phí Mạnh Tiến Lớp: 01MT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 1 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ......................................... 6 I. CƠ SỞ HẠ TẦNG ............................................................................................. 6 1.1. Sơ đồ công nghệ đang lắp đặt bao gồm ...................................................... 7 1.1.1. Hệ thống xay nghiền........................................................................... 7 1.1.2. Hệ thống nấu ...................................................................................... 7 1.1.3. Hệ thống tank lên men........................................................................ 8 1.1.4. Hệ thống thiết bị sản xuất men ........................................................... 8 1.1.5. Máy lọc bia ......................................................................................... 8 1.1.6. Hệ thống tank chứa bia thành phẩm ................................................... 8 1.1.7. Hệ thống chiết bia hơi ........................................................................ 8 1.1.8. Hệ thống hoàn thiện sản phẩm ........................................................... 8 1.2. Sơ lƣợc quá trình sản xuất ........................................................................ 11 1.2.1. Xay nghiền ....................................................................................... 11 1.2.2. Nấu ................................................................................................... 11 1.2.3. Lên men ............................................................................................ 11 1.2.4. Lọc trong bia .................................................................................... 12 1.2.5. Chiết chai và hoàn thiện sản phẩm ................................................... 12 1.3. Nhân lực lao động và chế độ làm việc ..................................................... 12 1.4. Hệ thống giao thông vận tải ..................................................................... 13 II. VẤN ĐỀ CUNG CẤP NGUYÊN, NHIÊN LIỆU ........................................... 14 2.1. Cung cấp điện ........................................................................................... 14 2.2. Cung cấp hơi ............................................................................................. 14 2.3. Cung cấp lạnh ........................................................................................... 14 2.4. Cung cấp khí nén ...................................................................................... 14 2.5. Cung cấp nguyên liệu ............................................................................... 15 III. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ......................................................................... 16 3.1. Vị trí địa lý................................................................................................ 16 3.2. Điều kiện khí hậu...................................................................................... 16 3.2.1. Chế độ nhiệt ...................................................................................... 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 2 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2.2. Bức xạ mặt trời ................................................................................. 17 3.2.3. Chế độ mƣa ẩm ................................................................................. 17 3.2.4. Chế độ gió ........................................................................................ 18 3.3. Điều kiện địa hình, địa chất ...................................................................... 19 IV. HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG TẠI KHU VỰC CÔNG TY ......................... 20 4.1. Hiện trạng môi trƣờng không khí ............................................................. 20 4.2. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc ..................................................................... 20 4.3. Hiện trạng môi trƣờng sinh thái ............................................................... 21 CHƢƠNG II. HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ......................................... 22 I. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY KHI CHƢA CÓ DỰ ÁN NÂNG CẤP DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. ........................................................................................ 22 1.1. Nƣớc thải sinh hoạt................................................................................... 22 1.2. Nƣớc thải sản xuất .................................................................................... 23 1.3. Nhận xét.................................................................................................... 24 II. NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SAU KHI LẮP ĐẶT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỚI .............................................................................................................. 24 2.1. Nƣớc thải sinh hoạt................................................................................... 24 2.2. Nƣớc thải sản xuất .................................................................................... 25 2.3. Nƣớc mƣa chảy tràn ................................................................................. 28 2.4. Nhận xét.................................................................................................... 28 CHƢƠNG III. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG KHÁC....................................... 29 I. MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ ......................................................................... 29 1.1. Khí thải ..................................................................................................... 29 1.2. Bụi ............................................................................................................ 29 1.3. Tiếng ồn .................................................................................................... 29 II. CHẤT THẢI RẮN ........................................................................................... 30 2.1. CTR sinh hoạt ........................................................................................... 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 3 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2.2. CTR sản xuất ............................................................................................ 30 III. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÕNG CHỐNG SỰ CỐ ........... 30 IV. CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ QUAN TRẮC MÔI TRƢỜNG ............... 30 4.1. Các biện pháp quản lý môi trƣờng ........................................................... 30 4.2. Các biện pháp quan trắc môi trƣờng ........................................................ 31 CHƢƠNG IV. THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI ................................... 32 I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .................................................................................... 32 1.1. Lƣu lƣợng nƣớc thải ................................................................................. 32 1.2. Mức độ làm sạch cần thiết của nƣớc thải ................................................. 35 1.2.1. Hiệu suất xử lý BOD5 ....................................................................... 35 1.2.2. Hiệu suất xử lý SS ............................................................................ 36 II. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ....................................................................................................................... 36 2.1. Lựa chọn phƣơng án xử lý ....................................................................... 36 2.1.1. Các thông số liên quan ..................................................................... 36 2.1.2. Phƣơng án xử lý ............................................................................... 36 2.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý .......................................................... 37 2.2.1. Phƣơng án I: xử lý nƣớc thải kết hợp kị khí và hiếu khí .................. 37 2.2.2. Phƣơng án II: xử lý sinh học hai bậc ................................................ 38 III. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ, PHƢƠNG ÁN I ........................ 39 3.1. Song chắn rác ........................................................................................... 39 3.1.1. Nhiệm vụ song chắn rác ................................................................... 39 3.1.2. Tính toán kích thƣớc song chắn rác ................................................. 39 3.1.3. Cấu tạo song chắn rác ....................................................................... 41 3.2. Bể điều hoà lƣu lƣợng .............................................................................. 42 3.2.1. Nhiệm vụ bể điều hoà ....................................................................... 42 3.2.2. Tính toán kích thƣớc bể điều hoà ..................................................... 42 3.2.3. Tính toán công suất máy nén khí ..................................................... 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 4 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 3.2.4. Cấu tạo bể điều hoà .......................................................................... 48 3.3. Bể UASB .................................................................................................. 49 3.3.1. Cơ sở chọn phƣơng án ...................................................................... 49 3.3.2. Tính toán thiết kế bể UASB ............................................................. 49 3.3.3. Tính toán lƣợng khí mêtan sinh ra ................................................... 52 3.3.4. Tính toán dàn ống phân phối nƣớc vào ............................................ 52 3.3.5. Tính toán lƣợng bùn sinh ra ............................................................. 52 3.3.6. Cấu tạo bể UASB ............................................................................. 53 3.4. Bể Aeroten ................................................................................................ 55 3.4.1. Cơ sở lựa chọn phƣơng án ................................................................ 55 3.4.2. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn ............................. 55 3.4.3. Cấu tạo bể aeroten ............................................................................ 62 3.5. Bể lắng ...................................................................................................... 64 3.5.1. Cơ sở lựa chọn phƣơng án ................................................................ 64 3.5.2. Tính toán thiết kế bể lắng đứng ........................................................ 64 3.5.3. Cấu tạo bể lắng đứng ........................................................................ 66 3.6. Bể mêtan ................................................................................................... 69 3.6.1. Lƣợng bùn dẫn đến bể mêtan ........................................................... 69 3.6.2. Cấu tạo bể mêtan .............................................................................. 71 IV. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI PHƢƠNG ÁN II 72 4.1. Song chắn rác ........................................................................................... 72 4.2. Bể điều hoà ............................................................................................... 73 4.3. Bể lắng đợt I ............................................................................................. 73 4.3.1. Nhiêm vụ bể lắng I ........................................................................... 73 4.3.2. Thính toán thiết kế bể lắng đứng I ................................................... 74 4.4. Bể aeroten bậc I ........................................................................................ 76 4.4.1. Tính toán thiết kế bể aeroten xáo trộn hoàn toàn ............................. 76 4.4.2. Cấu tạo bể aeroten ............................................................................ 82 4.5. Bể lắng II bậc I ......................................................................................... 82 4.6. Bể aeroten bậc II ....................................................................................... 83 4.7. Bể lắng II bậc II ........................................................................................ 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 5 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 4.8. Bể mêtan ................................................................................................... 86 4.8.1. Lƣợng bùn dẫn đến bể mêtan ........................................................... 86 4.8.2. Cấu tạo bể mêtan .............................................................................. 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 6 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I. CƠ SỞ HẠ TẦNG Công ty cổ phần bia Hà Nội-Quảng Bình trƣớc đây là nhà máy bia rƣợu Quảng Bình đi vào sản xuất từ đầu năm 1992 công suất sản xuất ban đầu là 1 triệu lít/năm với công nghệ sản xuất bia của Tiệp Khắc mang nhản hiệu bia Sládek. Thời gian đầu khi mới bƣớc vào sản xuất, hoạt động nhà máy gặp phải nhiều khó khăn đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ và thị trƣờng nên sản lƣợng sản xuất còn rất thấp, mức độ tiêu thụ còn hạn chế. Sau một thời gian hoàn chỉnh công nghệ, ổn định chất lƣợng sản phẩm, tăng cƣờng khai thác và mở rộng thị trƣờng, đến cuối năm 1993 sản lƣợng sản xuất của nhà máy không còn đáp ứng đủ cho nhu cầu tiêu thụ của thị trƣờng. Trƣớc thực tế đó, công ty đã từng bƣớc nâng công suất lên 1,5 triệu lít/ năm rồi 5 triệu lít/năm. Sản phẩm chủ yếu là bia hơi, phục vụ cho thị trƣờng trong và ngoại tỉnh. Tuy nhiên thị trƣợng tiêu thụ ngày càng rộng, nhu cầu tiêu thụ ngày càng nhiều trong khi nhà máy chỉ sản xuất bia hơi phục vụ trong thời gian hè mà nhu cầu tiêu thụ của thị trƣờng quanh năm. Vì vậy công ty đang đầu tƣ xây dựng một dây chuyền sản xuất bia hiện đại, đồng bộ để xản suất bia chất lƣợng cao với công suất đƣợc nâng từ 5 triệu lít/năm lên 20 triệu lít/năm. Trong đó có 5 triệu lít bia hơi và 15 triệu lít bia chai. Với thƣơng hiệu bia Hà Nội vốn đã rất nổi tiếng trong cả nƣớc, đặc biệt là khu vực phía Bắc. Với dự án nâng cấp công suất của công ty bia sẻ đƣa lại nhiều lợi ích về kinh tế xã hội trong tƣơng lai cho khu vực này nhƣ nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp, tăng mức nộp ngân sách cho nhà nƣớc, giải quyết công ăn việc làm, tăng thu nhập cho ngƣời lao động, gián tiêp tạo ra các công ăn việc làm thông qua các hoạt động dịch vụ, vận tải… Mặt bằng công ty cổ phần bia bao gồm: – Nhà hành chính – Nhà nấu bia Sládek – Phân xƣỡng hoàn thiện, chiết chai – Nhà nấu bia – Khu lên men, lọc bia ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 7 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng – Kho thành phẩm – Nhà đạt máy lạnh, máy nén khí – Nhà đặt lò hơi – Bể nƣớc sạch – Trạm điện – Nhà bỏa vệ – Nhà xe – Kho nguyên liệu – Khu đất dự kiến xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải – Hồ xử lý nƣớc thải tùy nghi Tổng diện tích mặt bằng là: 22.313m2 . 1.1. Sơ đồ công nghệ đang lắp đặt bao gồm 1.1.1. Hệ thống xay nghiền – Máy nghiền malt kiểu lô, công suất 1tấn/giờ. – Hệ thống phểu chứa, vít tải, gàu tải. 1.1.2. Hệ thống nấu – Điều khiển bán tự động. – Thể tích dịch lạnh: 7500lít/mẻ. – Số mẻ nấu: 12 mẻ/ngày. – Hiệu suất thu hồi: 97% – Các thiết bị bao gồm:  Nồi hơi hóa 2 cái: 4,2 m3  Nồi đƣờng hóa, 2 cái: 9,0 m3  Nồi lọc bã, 2 cái: 11,1 m3  Nồi trung gian, 1 cái: 9,0 m3  Nồi hublon hóa, 2 cái: 12,4 m3  Thùng lắng xoáy, 1 cái: 9,8 m3  Thiết bị làm lạnh nhanh,1 cái: 10,0 m3  Hệ thống CIP nấu, 3 cái: 1,8 m3  Thùng nƣớc lạnh 20C, 1 cái: 28,0 m3  Thùng nƣớc nóng 800C, 1 cái: 28,0 m3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 8 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng  Thùng nƣớc nấu bia, 1 cái: 30.0 m3 1.1.3. Hệ thống tank lên men – Điều khiển bán tự động. – Số mẻ nấu vào 1 tank: 7 mẻ – Thể tích tank lên men: 52.000lít/63.000lít – Số lƣợng tank: 30 tank Thời gian sử dụng cho một chu kỳ lên men bia chai Hà Nội là 20 ngày (lên men 18 ngày, 1 ngày nấu tank, 1 ngày lọc và vệ sinh tank). mổi tháng mổi tank lên men 1,5 chu kỳ. 1.1.4. Hệ thống thiết bị sản xuất men – Các tank nhân men, tank khuấy rửa men, tank nƣớc lạnh, tank bảo quản men đƣợc chế tạo trong nƣớc.  Tank nhân men loại 0,05m3: 2 cái  Tank nhân men loại 1,5m3: 1 cái  Tank nhân men loại 6,0m3: 1 cái  Tank bảo quản men loại 4m3: 3 cái  Tank bảo quản men loại 1m3: 3 cái – Hệ thống đƣờng ống, bơm men, phụ kiện, vật tƣ đƣợc nhập ngoại. 1.1.5. Máy lọc bia – Máy lọc công suất 10.000lít/giờ, có thiết bị đo độ đục tự động, thiết bị tự động điều chỉnh CO2 – Thời gian lọc của 1 tank lên men: 5giờ 1.1.6. Hệ thống tank chứa bia thành phẩm – Gồm 2 tank x 55.000lít – Điều khiển bán tự động – Hệ thống CIP cho tank thành phẩm và máy chiết bia 1.1.7. Hệ thống chiết bia hơi Sử dụng máy rửa, chiết két đƣợc sản xuất trong nƣớc, có công suất 60két/giờ 1.1.8. Hệ thống hoàn thiện sản phẩm – Chọn hệ thống thiết bị công suất 10.000 chai/giờ. – Hệ thống thiết bị bao gồm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 9 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng  Máy rửa chai  Máy chiết rót  Máy đóng nút (có thiết bị kiểm tra mức và nắp chai tự động)  Máy thanh trùng  Máy dán nhãn )thiết bị kiểm tra nhãn tự động)  Máy in phun hạn sử dụng lên nhãn  Máy gắp chai thành phẩm tự động vào két  Băng tải chai  Băng tải két ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 10 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Sơ đồ công nghệ sản xuất bia của công ty hiện tại đang lắp đặt với công suất 20 triệu lít/măn bao gồm: Traïm XLNT Hoà hoùa Ñöôøng hoùa Loïc dòch ñöôøng Houblon hoùa Laéng caën Laøm laïnh nhanh Leân men Loïc bia Chieát chai Thanh truøng Daùn nhaõn Röûa chai Voû chai O2 + men Houblon Ñöôøng Gaïo Malt Baõ malt Baõ hoa Bia chai thaønh phaåm Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty bia Hà Nội - Quảng Bình SVTH: Phí Mạnh Tiến 11 Lớp: 01MT Khoa XDDD-CN Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 1.2. Sơ lƣợc quá trình sản xuất 1.2.1. Xay nghiền Malt và gạo đƣợc loại bỏ tạp chất, sau đó đƣợc nghiền nhỏ nhờ hệ thống xử lý nguyên liệu. 1.2.2. Nấu Bột gạo và malt lót đƣợc đƣa vào hồ nồi hoá, bột malt đƣợc đƣa vào nồi đƣờng hoá qua cân định lƣợng. Sau đó cháo gạo đƣợc bơm vào nồi malt để tiến hành đƣờng hoá. tại đây nhờ emzim có sẳn trong malt chuyển hoá tinh bột và protêin thành đƣờng, axitamin và các chất hoà tan khác. kết thúc quá trì