Tiểu luận: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia

I.

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ.
1.1.Tình hình phát triển ngành công nghiệp sản xuất bia trên thế giới.
Trên thế giới, bia được coi là mặt hàng nước giải khát có mức tiêu thụ khá
lớn cũng là sản phẩm có bề dày lịch sử phát triển khá lâu đời. Trên thế giới hiện
nay đã có nhiều tập đoàn, công ty xuyên quốc gia như Heniken, Tiger, Will,
Huda…Do nhu cầu ngày 1 lớn nên các công ty ngày càng cải tiến năng suất cũng
như chất lượng và mở rộng thị trường ra toàn cầu.
Thống kê năm 2011 từ Euromonitor cho biết, Châu Á đang là khu vực dẫn
đầu thế giới về lượngtiêu thụ bia với 64 tỷ lít, tiếp theo là Châu Mỹ (57 tỷ lít) và
Châu Âu (51 tỷ lít). Nhưng nếu xét về sức uống đầu người thì Châu Á vẫn chưa thể
là đối thủ xứng tầm với các cư dân trưởng thành tại Châu Âu. Một số thông tin từ
kết quả khảo sát:
CH Czech đứng đầu thế giới về tỉ lệ bia tiêu thụ trên đầu người với 174 lít
(306 lon)/người/năm, xếp sau là Ireland (148 lít/người/năm) và Áo (123
lít/người/năm).
Nhật Bản là quốc gia dẫn đầu Châu Á về tỉ lệ bia tiêu thụ trên đầu người với
64 lít/người/năm - Xếp thứ 41 thế giới.
Dự đoán lượng bia tiêu thụ tại Châu Á sẽ đạt mức tăng trưởng 4,8% hằng
năm, trong đó Việt Nam, Lào, Campuchia được xem là những thị trường tiềm năng
nhất với mức tăng trưởng dự kiến lên đến 9%. (Giai đoạn 2011 - 2016)
Trung Quốc là lò sản xuất bia lớn nhất thế giới với 44 tỷ lít, tiếp theo là Mỹ (23 tỷ
lít) và Brazil (12 tỷ lít).
Trong nhiều năm qua, bia Heniken được xem là thương hiệu bia thành công
nhất được xem là biểu tượng trong ngành. Heniken luôn là sự lựa chọn hàng đầu
không chỉ ở châu Á mà còn là số 1 ở Mỹ. Với hơn 110 nhà máy trên 60 quốc gia,
sản lượng là 109 triệu hector lít/năm, thương hiệu đạt 2,4 tỉ USD và tăng dần qua
các năm.
Ngoài ra còn có nhiều tập đoàn, công ty khác như Interbrew với những
thương hiệu nổi tiếng như Bechs, Diebels, Bas, Leffe….với doanh thu hàng tỉ

USD/năm.Đó là những bước phát triển khả quan hứa hẹn nhiều thành công trong
lĩnh vực công nghiệp nước giải khát này.
1.2.Tình hình phát triển công nghiệp sản xuất bia Việt Nam.
Trong những năm gần đây,cùng xu hướng hội nhập và phát triển kinh tế
trong khu vực và trên thế giới,tốc độ công nghiệp hóa của Việt Nam ngày càng


tăng. Nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành công nghiệp, nông
nghiệp phát triển mạnh mẽ,đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất bia. Hiện nước
ta có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia trên khắp cả nước và còn đang tăng hằng năm
về số lượng.
Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm.
Xưởng sản xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn do
người Pháp tên là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhà máy bia
Sài Gòn, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn. Ở miền Bắc vào
năm 1889, ngƣời Pháp tên là Hommel đã mở xưởng bia ở Làng Đại Yên, Ngọc
Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải
khát Hà Nội. Trong quá trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt
mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá trình hội
nhập, ngành sản xuất bia phát triển về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một
ngành công nghiệp có thế mạnh khi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO.
Việc đầu tư xây dựng các nhà máy bia được phát triển mạnh mẽ từ
những năm 1990 với các quy mô khác nhau, từ 100 nghìn lít/năm đến 100
triệu lít/năm. Từ những năm 2000 trở lại đây, quy mô đầu tư và mô hình hoạt
động của các doanh nghiệp đã có nhiều thay đổi theo chủ trương đổi mới
doanh nghiệp nhà nước của Chính phủ. Nhiều doanh nghiệp nhà nước đã được
cổ phẩn hóa mang lại tính tự chủ hơn cho doanh nghiệp trong việc quyết định
đầu tư, sản xuất, kinh doanh. Kết quả nổi bật nhất là đến năm 2008, 2 tổng
công ty Bia rượu nước giải khát của Việt Nam là Sabeco và Habeco đã được cổ
phẩn hóa. Cùng với tiến trình cổ phần hóa, việc sáp nhập, giải thể, liên kết để

trở thành các doanh nghiệp lớn hơn, thống nhất hơn về mô hình quản lý kinh
doanh cũng được diễn ra, tạo sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các thương
hiệu mạnh. Nhiều doanh nghiệp bia địa phương đã trở thành các công ty con,
công ty liên kết của Sabeco và Habeco; Một số doanh nghiệp trong nước đã
được các công ty bia nước ngoài như Heineken, SAB Miller, Carlsberg
đầu tư, góp vốn hoặc mua lại. Quy mô đầu tư các nhà máy mới cũng lớn hơn,
phù hợp với quy mô quản lý, tiêu thụ trong tình hình hội nhập. Nhiều nhà máy
bia quy mô 100-200 triệu lít/năm đã được đầu tư và đi vào hoạt động mang
lại hiệu quả và chất lượng tốt như nhà máy bia Sài Gòn Củ Chi, Hà Nội Vĩnh
Phúc, nhà máy bia Phú Bài (Huế)… và có khả năng mở rộng quy mô trong thời
gian tới.


Hình 1: Biến động số lượng nhà máy qua các giai đoạn
Về quy mô của các doanh nghiệp, ngành sản xuất bia có 3 doanh nghiệp
lớn là Sabeco, Nhà máy bia Việt Nam (nay đã đổi tên thành Công ty TNHH
bia Châu Á Thái Bình Dương) và Habeco, chiếm hơn 51% năng lực sản xuất
bia của toàn ngành. Năm 2007 Sabeco đạt sản lượng 774 triệu lít bia, Habeco
sản xuất 415 triệu lít và Nhà máy bia Việt nam sản xuất được 335 triệu lít. Bên
cạnh các doanh nghiệp lớn, còn rất nhiều doanh nghiệp nhỏ quy mô dưới 1
triệu lít/năm. Các doanh nghiệp này sẽ tiếp tục đổi mới, đầu tư và phát huy
hiệu quả trong thời gian tới.

Hình 2: Công suất bia của một số nhà máy
Cùng với sự gia tăng dân số thì sản lượng bia cũng tăng theo, năm 2005 đạt
1,5 tỉ lít, năm 2006 là 1,7 tỉ lít, năm 2007 là 1,9 tỉ lít, năm 2008 là 2,1 tỉ lít, năm
2009 là 2,4 tỉ lít, và năm 2010 đạt 2,7 tỉ lít. Tốc độ tăng trưởng của ngành bia là từ
8-12%/năm. Mức tiêu thụ bình quân là 17 lít/năm/người, nộp ngân sách 3976 tỉ
đồng. Vì thế ,ngành công nghiệp sản xuất bia rượu cũng góp phần quan trọng trong
phát triển kinh tế. Năm 2006 bộ kế hoạch và đầu tư cho phép công ty sữa Vinamilk

và tập đoàn SA
BMiler thành lập công ty sản xuất bia tại Bình Dương với công
xuất 100 triệu lít/năm và đã tung ra thị trường loại bia chai năm 2007. Ngoài ra còn
rất nhiều dự án xây dựng nhà máy bia ở các tỉnh trên khắp cả nước như TCT Bia Rượu - NGK Sài Gòn ở Vĩnh Phúc, Củ Chi với công suất khác nhau, dự án công ty
bia Quy Nhơn, công ty Tân Hiệp Phát - Bình Dương…nhằm đáp ứng nhu cầu ngày
càng cao của thị trường.
Trước những dấu hiệu tích cực còn rất nhiều vấn đề khó khăn mà các doanh
nghiệp gặp phải đó là thực trạng hội nhập quốc tế sâu sắc, vấn đề cạnh tranh giữa
các doanh nghiệp lớn nhỏ,doanh nghiệp thủ công. Ngoài ra là nguồn nguyên liệu
không ổn định phải nhập từ nước ngoài, công nghệ sản xuất còn lạc hậu…là những
thử thách lớn mà ngành công nghiệp này đang gặp phải và cần được giải quyết.
II.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA.
1. Công nghệ sản xuất bia.
1.1.
Quy trình công nghệ sản xuất bia và một số định mức trong
sản xuất bia

ài nguyên trong một số nhà máy sản xuất bia
Tên tài nguyên

Đơn vị

Công nghệ

Công

Công nghệ

Mức hiện


tính

truyền

tốt nhất

thống

nghệ
trung
bình

tại ở VN

Malt/nguyên liệu thay
thế

kg

18

16

14

14-18

Nhiệt

MJ

390

250

150

200-350

lít

11

7

3

3,6 - 8,5

Điện

kWh

20

16

7-12

7.5 -20

Nước

m3

2,0-3,5

0,7-1,5

0,4

0,6 - 2,0

NaOH

kg

0,5

0,25

0,1

0,2 - 0,6

g

570

255

80

100-400

Nhiên liệu
(tính theo dầu FO)

Bột trợ lọc

Malt, gạo…

Chuẩn bị nguyên liệu

Nước, hơi

Nấu (2-3at;110-1300C)

Nước thải

Nước

Làm lạnh (600C)

Nước nóng

Nước

Đường hóa (600C)

Nước thải

Nước

Lọc bã bia

Nước thải
Bã bia

Nấu hoa

Nước thải

Lọc bã hoa

Nước thải
Bã hoa

Hoa houblon, nước
Nước
Nước, glycol

Làm lạnh

Men giống
Nước, chất tải lạnh

Lên men chính (100C)

Nước, chất tải lạnh

Lên men phụ (20C)

Chất trợ lọc, nước

Lọc bia

CO2
Chai, lon, box

Bụi tinh bột

Nước nóng, glycol (tuần hoàn)
Nước thải
Bã men, CO2
Nước thải
Chất tải lạnh, CO2
Nước thải
Bã lọc

Bão hòa CO2
Chiết bia

Nước thải


Hình 3: Các công đoạn sản xuất chính.

Bảng 2: Tính chất nước thải nhà máy sản xuất bia.
Các
chất ô

Đơn vị
tính

nhiễm

Mức hiện

Tiêu chuẩn nước thải

tại ở VN

sau xử lý

(nước thải

TCVN 5945:2005*

chưa xử lý)
pH

Tác động đến môi
trường

A

B

C

6-8

6-9

5.5-9

5-9

-

BOD5

mg/l

550-1.400

≤30

≤50

≤100

ô nhiễm

COD

mg/l

990 -2.200

≤50

≤80

≤400

ô nhiễm

SS

mg/l

500-600

≤50

≤100

≤200

gây ngạt thở cho
thủy sinh

Tổng N

mg/l

30

≤15

≤ 30

≤60

gây ra hiện tượng phì
dưỡng cho thực vật

Tổng P

mg/l

22-25

≤4

≤6

≤8

kích thích thực vật
phát triển


NH4+

độc hại cho cá nhưng
lại thúc đẩy thực vật
phát
triển, thường
gây ra các hiện tượng
tảo
Ghi chú: * Các thông số quy định trong tiêu chuẩn, chưa xét hệ số liên quan đến dung
tích nguồn tiếp nhận và hệ số theo lưu lượng nguồn thải
mg/l

13-16

≤5

≤ 10

≤15

A - Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích sinh hoạt
B - Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A
C - Nguồn tiếp nhận được quy định

Bảng 3. Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước sản xuất bia
(đối với nhà máy bia công suất 100 triệu lít/năm)
Các chất ô nhiễm

Tải lượng (kg/ngày)

SS

2.300-

COD

10.000-

BOD5

6.500-

Tổng ni tơ

130-

Tổng phốt pho
110[Nguồn: Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn ngành bia]
Thành phần nước thải nhà máy bia vượt rất nhiều lần mức cho phép theo
tiêuchuẩn Việt Nam, cần phải qua xử lý. Công suất của hệ thống xử lý nước thải
nhà máy bia cũng cần tính toán đủ lớn và phù hợp với công suất sản xuất bia kèm
theo tiêu tốn nhiều năng lượng trong quá trình vận hành. Xin tham khảo thông tin
xử lý nước thải trong phần 5. Vậy việc tiết kiệm nước và áp dụng các kỹ thuật
sản xuất sạch hơn rất cần thiết để giảm lượng nước phát thải cũng như nồng độ
cơ chất hữu cơ trong nước thải.
2.Một số công nghệ xử lý nước thải công nghiệp sản xuất bia hiện hành.
2.1.Công nghệ Aeroten truyền thống.
Aroten truyền thống là quy trình sử lí sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân
tạo, tại đây các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học sẽ được vi sinh vật hiếu khí sử


dụng làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển sinh khối.Như vậy hàm

lượng chất ô nhiễm ở dạng hữu cơ dễ phân hủy sinh học giảm xuống sinh khối của
vi sinh vật tăng lên.Aroten được cấp khí bằng máy thổi khí cấp oxi và khuấy trộn
nước thải với bùn thải.

•

Sơ đồ công nghệ:

•

Ưu điểm của công nghệ:

- Hệ thống hoạt động ổn định, dễ vận hành
- Có thể xử lý được chất ô nhiễm ,cặn lơ lửng cao, hiều suất xử lý BOD có thể
lên tói 85-95%.
•

Nhược điểm:

Chi phí xây dựng cao
- Diện tích xây dựng lớn


- Không xử lý được nitơ và photpho
- Không xử lý được những chất ô nhiễm khó phân hủy sinh học

2.2.Công nghệ SBR:
Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lí nước thải dựa trên phương
pháp bùn hoạt tính, nhưng trải qua 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra cùng trong 1
kết cấu.

•

Sơ đồ công nghệ:


•

Ưu điểm

- Bể xây dựng tiết kiệm diện tích
- Có khả năng xử lý được nitơ, photpho và chất ô nhiễm hữu cơ
- Không phải xây dựng bể lắng II do đó tiết kiệm được chi phí
•

Nhược điểm của công nghệ:

- Khó kiểm soát các thông số vận hành ( pH, To, F/M,..)
- Do hoạt động theo mẻ nên người vận hành cần có tay nghề cao.
- Tại Việt Nam thì công nghệ này chưa được áp dụng nhiều.
2.3. Công nghệ màng sinh học MBR.


MBR là sự kết hợp giữa công nghệ màng và công nghệ sử lí nước thải bằng
biện pháp sinh học.Công nghệ sử dụng màng lọc được đặt ngập trong bể xử lí sinh
học , màng lọc có tác dụng giữ lại lượng bùn sinh học vì vậy nâng cao hiệu xử lí
cặn lơ lửng.Hàm lượng lượng cặn lơ lửng trong bể sinh học sẽ tăng lên làm cho khả
năng phân hủy sinh học các chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào.

Chú thích:

Influent : đầu vào
Anaerobic reator:bể kị khí
Dynamic state bioreactor (1): bể sinh hoc thể động 1
Dynamic state bioreactor( 2):bể sinh học thể động 2
Membrane separation tank: bể lọc tách bằng màng
Oxygen exhausted reactor: bể yếm khí
KMS hollow fiber membrane: màng sợi rỗng
Suction pump: bơm
Enfluent : đầu ra
•

Ưu điểm

Hiệu quả xử lý cao, có thể xử lý được nước thải có nồng độ chất ô nhiễm,
Nitơ, Photpho cao.
- Có thể xử lý triệt để được các vi khuẩn có trong nước thải.
- Không cần xây dựng bể lắng đợt II do đó tiết kiệm được diện tích xây dựng.


- Nước thải đầu ra có thể tái sử dụng được
•

Nhược điểm:

Chi phí xây dựng tốn kém, do giá thành màng sinh học còn khá cao. Có thể
gấp 3-4 lần so với những công nghệ trên.
- Quá trình vận hành phức tạp do đó công nhân vận hành cần có tay nghề cao
2.3. Công nghệ sinh học kị khí kết hợp với thiếu khí
Đây là công nghệ tiên tiến dùng để xử lý nước thải nghành bia hiện nay.
Công nghệ này có ưu điểm là hiệu quả kinh tế cao, xử lý đơn giản.

a.Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống


Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Hệ thống xử lý nước thải áp dụng phương
pháp xử lí kị khí kết hợp với hiếm khí được nêu trong hình sau:
Nước Thải

Bể UASB

Nước sau xử lý đạt QCVN
40:2011
Hình 4:Sơ đồ nguyên thống xử lý nước thải ngành bia


b.Sơ đồ công nghệ hiếu khí kết hợp với kị khí:



c. Thuyết minh công nghệ
Nước thải sản xuất cũng như các hoạt động sinh hoạt được tự chảy vào hệ
thống thu gom nước thải của nhà máy. Sau đó, nước được tự chảy qua ngăn tách
rác loại bỏ hầu hết rác có kích thước lớn hơn 20mm. Rác thải được đem đi đốt,
nước thải tự chảy vào hố thu sau đó chảy vào bể điều hoà.
Tại bể điều hoà, nước thải được sục khí để tránh hiện tượng phân huỷ yếm
khí gây mùi, ngoài ra, sục khí còn phân huỷ một phần chất bẩn trong nước thải.
Sau đó, nước thải được bơm lên bể UASB. Trong bể UASB, nước thải cùng bùn
tuần hoàn được máy khuấy trộn đều. Tại đây diễn ra quá trình phân huỷ làm giảm
nồng độ COD, BOD. Sau đó, nước thải được tự chảy sang bể Aeroten.
Tại bể Aeroten nước thải, bùn hoạt tính được khuấy trộn nhờ quá trình

thông khí liên tục. Oxi trong không khí khuếch tán vào trong nước thải. Dưới tác
dụng của các vi sinh vật hiếu khí (nằm trong bùn hoạt tính) các chất ô nhiễm được
chuyển hóa thành sinh khối tế bào mới và tự chảy qua bể lắng thứ cấp.
Trong bể lắng thứ cấp, bùn tự lắng xuống nhờ trọng lực, nước trong được
chảy qua máng chảy sang bể khử trùng. Lượng bùn lắng xuống đáy bể lắng, một
phần được bơm hồi lưu về bể Anoxic, một phần được bơm sang bể phân huỷ bùn.
Trong bể phần huỷ bùn, bùn được phân huỷ hiếu khí làm cho thể tích bùn
nhỏ, bùn ít gây mùi. Nước trong tại bể phân huỷ bùn được bơm sang bể Anoxic,
bùn đặc định kỳ (khoảng 1 năm, tuỳ thuộc vào lượng bùn) được bơm lên xe thu
gom bùn đem đi xử lý.
Nước trong trên bề mặt bể lắng được tự chảy sang bể khử trùng, tại đây sử
dụng máy Ozone tạo ra ozone khử các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước
khi nước thải được thải ra môi trường.
Khí từ các máy thổi khí được cấp chủ yếu cho bể Aeroten, bể điều hoà một
phần được cấp cho bể chứa bùn và cấp cho các bơm Airlift hoạt động.
Nước thải sau khi ra khỏi hệ thống xử lý đạt QCVN 40:2011


III.
1.

BÀI TOÁN GIẢ ĐỊNH
Nhà máy sản xuất bia Hà Nội.

Năm 1890 người Pháp đã xây dựng nhà máy bia tại Hà Nội chủ yếu là để
phục vụ họ và những công chức Việt Nam tại một số thành phố lớn ở miền Bắc.
Nhà máy bia ban đầu mang tên một người Pháp là Hommel, sản xuất chỉ 150
lít/ngày do 30 người lao động do Pháp đào tạo. Năm 1954, khi miền Bắc Việt Nam
được giải phóng nhà máy bia được đổi tên là nhà máy bia Hà Nội nay là Tổng công
ty cổ phần bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội.

Năm 1958 loại bia chai Trúc Bạch được sản xuất. Năm 1960 nhà máy sản
xuất được 15 triệu lít/năm, năm 1970 nâng lên 20 triệu lít/năm.


Năm 1978 nhà máy được Cộng hòa Dân chủ Đức giúp đỡ cải tạo nhà nấu và
năm 1983 nhà nấu liên hợp được đưa vào sử dụng, nâng công suất lên 30 triệu
lít/năm. Cũng trong năm này nhà máy bia Hà Nội đổi tên thành Công ty Bia Hà
Nội. Năm 1989 luận chứng kinh tế kỹ thuật đầu tư, mở rộng sản xuất từ 30 lên 50
triệu lít của nhà máy đã được phê duyệt và được thực thi.
Năm 2003, Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội được thành
lập trên cơ sở sắp xếp lại Công ty Bia Hà Nội và một số đơn vị thành viên Tổng
Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam.Từ ngày 1/7/2008 thành Tổng
công ty cổ phần bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội.
Đến nay, tổng công ty đã đầu tư đổi mới công nghệ, mua hầu hết các thiết bị
máy móc hiện đại của Tây Âu. Vào năm 2004, dự án đầu tư chiều sâu đổi mới
công nghệ, nâng công suất lên đến 100 triệu lít/năm đã hoàn tất và đưa vào sử
dụng.Năm 2012 Tổng công ty đạt sản lượng 612 triệu lít bia các loại.
Nhà máy bia Hà Nội được xây dựng từ thời kỳ Pháp thuộc, từ đó đã qua sửa
chữa và thay thế nhiều lần nên thiết bị không đồng bộ.


Hình 4:Sơ đồ tổ chức tập đoàn HABECO


2. Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước
2.1.
Lưu lượng nước thải tính toán:

thải.

Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb = 2000 m3/ngày đêm.
Lưu lượng trung bình giờ:

Lưu lượng trung bình giây: m3/s
2.2.

Tính toán song chắn rác


Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác. Tại
đây các thành phần rác có kích thước lớn như: nhãn mác, vỏ malt,… được giữa lại.
Nhờ đó tránh làm tắc nghẽn và bào mòn bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là
bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ
thống xử lý nước thải.
Tính toán song chắn rác:
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước của cống
dẫn nước thải : h1 = 0,2 m
Số khe hở ở song chắn rác được tính:

Trong đó:
Tốc độ nước chảy qua song chắn rác từ 0.4 – 0.8 m/s, chọn giá trị trung bình
là: v = 0.65 m/s.
Khoảng cách giữa các song chắn rác phụ thuộc vào mong muốn đầu ra của
nước thải: b = 0.02 m.
Vậy chiều rộng của song chắn rác là:
Bs= 0.008 8+0.029 = 0.244 m

Trong đó:
Chiều dày song chắn S = 0.008 m

Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn
ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó. Vận tốc này
phải > 0,4 m/s.
V=


Độ giảm cột nước sau song chắn:
HL=
Chiều cao tổng cộng của song chắn rác:
= 0.514 m
Bảng 4:Giá trị thông số song chắn rác.

2.3.

Chỉ tiêu
Bề rộng thanh
Khoảng cách giữa các thanh
Chiều cao tổng cộng của thanh
Vận tốc dòng chảy trong kênh
Vận tốc dòng chảy trong buồng chắn rác
Độ giảm cột nước
Tính toán bể điều hòa.

Kích thước
0.008 m
0.02 m
0.514 m
0.65 m/s
0.47 m/s
1.14

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lý nước
thải thường xuyên dao động theo thời gian trong ngày. Để hệ thống xử lý đạt hiệu
quả cao thì cần phải xây dựng bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và hàm lượng các
chất bẩn trong dòng thải và axit hóa nước thải.
Với thời gian lưu là 4h, thể tích nước thải tích lũy lớn nhất trong 4 giờ là:

Chọn chiều cao mực nước trong bể điều hòa là 3.3 m thì diện tích bề mặt bể
là 100m2 và chiều cao thực tế của bể là 3.5 m. Kích thước của bể điều hòa được
xây là: 3.5m10m10m
Với lưu lượng bơm là 2000 m3/ngày đêm ta tính được công suất của máy
bơm:

Bơm được thiết kế chìm để bơm nước qua bể lắng sơ cấp, sử dụng 2 bơm có
công suất 1 kW, một bơm làm việc và 1 bơm dự phòng.
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa (bằng khí nén):


Lượng không khí cần thiết:

Với a là lưu lượng khí cấp cho 1 m3 nước thải trong bể điều hòa.
Giả sử vận tốc khí trong đường ống dẫn là 10 m/s thì đường kính của đường
ống dẫn khí là:

Đồng thời bố trí thêm bể axit để trung hòa dòng thải, ổn định pH cho quá
trình xử lý sinh học ở phía sau.
Hàm lượng chất ô nhiễm sau khi nước thải đi qua bể điều hòa:
BOD = 1500 mg/l
COD = 2000 mg/l
SS = 230 mg/l

pH = 7.0
2.4.

Tính toán bể lắng sơ cấp.

Bể lắng sơ cấp có tác dụng loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước
thải sau khi qua bể điều hòa. Ở đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn nước sẽ
lắng xuống đáy. Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể lắng sơ cấp cần phải nhỏ
hơn 150 mg/l.
Chọn bể lắng sơ cấp dạng tròn, nước thải đi vào từ ống trung tâm, thu nước
theo chu vi bể, thời gian lưu của nước trong bể là 1.5 giờ. Thể tích tổng cộng của
bể lắng được xác định theo công suất:

Chiều sâu bể là 3m.
Diện tích bể là:
Đường kính bể lắng:


Đường kính ống trung tâm:

Tải trọng bề mặt của bể là:

Theo đồ thị tương quan giữa hàm lượng BOD và tải trọng bề mặt bể lắng thì
hiệu suất xử lý BOD của bể là khoảng 33%.
Hàm lượng chất ô nhiễm sau khi đi qua bể lắng sơ cấp là:

Tính toán lượng bùn sinh ra mỗi ngày:

Từ lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày ta có thể tính toán ra công suất và thiết
kế lắp đặt bơm hút bùn.

Giả sử bùn tươi có độ ẩm là 95%. Khối lượng riêng của bùn tươi là
1.053kg/l.
Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:

Chiều cao lớp bùn lắng:

Chiều cao tổng cộng của bể lắng:

Công suất bơm hút bùn:


Công suất bơm thực tế sử dụng là 0.005 kW. Bơm được lắp đặt để bơm bùn
từ bể lắng sơ cấp về bể nén bùn.
2.5.

Tính toán bể UASB.
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí là một quá trình

phát triển tương đối gần đây trong lĩnh vực công nghệ môi trường. Ưu điểm của
phương pháp này là: ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động, giá thành
vận hành thấp và tự sản sinh ra năng lượng có thể thu hồi sử dụng dưới dạng
biogas. Thêm vào đó, các hệ thống xử lý kỵ khí sản sinh ít bùn thừa hơn so với hệ
thống hiếu khí, trung bình khoảng từ 0,03 – 0,15 g bùn VSS trên 1g BOD được
khử.Hơn nữa, sự duy trì sinh khối trong các hệ thống xử lý kỵ khí với tỉ lệ cao cho
phép vận hành hệ thống xử lý ở các tải trọng hữu cơ cao và do đó làm giảm đáng
kể khối tích của các công trình.
Tải trong hữu cơ thích hợp trên các thiết bị UASB xử lý nước thải công
nghiệp khoảng từ 8 đến 15 kg COD/m3.ngày. Hiệu quả xử lý COD tương đối cao,
trung bình vào khoảng 43 – 78% trong đa số các trường hợp. Điều này cho thấy
rằng xử lý kỵ khí có khả năng ứng dụng rộng rãi để giảm thiểu các chất hữu cơ dễ

phân huỷ sinh học trong nước thải công nghiệp của nhiều loại hình sản xuất.

Bảng 5: đặc tính nước thải
Nồng độ
nước thải,

Tỷ lệ
COD không

Tải trọng thể tích ở 30oC, kg
COD/m3.ngày


Bùn hạt
(không khử
SS)

mgCOD/l

tan, %

Bùn
bông

Bùn hạt
khử SS

≤ 2000

10 ÷ 30

30 ÷ 60

2÷4
2÷4

8 ÷ 12
8 ÷ 14

2÷4
2÷4

2000 ÷ 6000

10 ÷ 30
30 ÷ 60
60 ÷ 100

3÷5
4÷8
4÷8

12 ÷ 18
12 ÷ 24

3÷5
2÷6
2÷6

6000 ÷ 9000

10 ÷ 30
30 ÷ 60
60 ÷ 100

4 ÷6
5 ÷7
6 ÷8

15 ÷ 20
15 ÷ 24

4 ÷6
3 ÷7
3 ÷8

9000 ÷ 18000

10 ÷ 30

5÷8

15 ÷ 24

4÷6

Bảng 6:Đặc tính nước thải đầu vào
Thông số

Hàm lượng

Lưu lượng

2000 m3/ngày

COD

1540 mg/l

COD hòa tan

1200 mg/l

TSS

300 mg/l

VSS trong bể

150 mg/l

BOD

1155 mg/l

Yêu cầu đầu ra của bể là xử lý được 80% COD hòa tan, 80% BOD với giá
trị phân hủy nội bào là kd=0.06 l/ngày và thời gian lưu trú của bùn trong bể xử lý là
θc=17 ngày.
Thể tích xử lý hiệu quả của bể UASB: