PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu tập trung vào tài nguyên nước và hiệu quả sử dụng của nó, bao gồm các nguồn nước đầu vào và đầu ra từ hoạt động của Nhà máy bia Hà Nội - Nghệ An Nghiên cứu cũng xem xét hệ thống quản lý và khai thác tài nguyên nước tại nhà máy.
Nội dung nghiên cứu
- Quy trình sản xuất của nhà máy:
+ Tìm hiểu quy trình sản xuất và các hoạt động sử dụng nước, nhu cầu và khả năng thải bỏ nước của nhà máy
+ Xác định lượng nước đầu vào và đầu ra trong các hoạt động sản xuất của nhà máy
+ Xác định khả năng cung cấp nước đầu vào của nhà máy
- Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước:
+ Xác định tính chất nước thải của từng công đoạn sản xuất
+ Xác định các loại nước thải và lưu lượng thải tại các công đoạn sản xuất
- Công tác quản lý việc sử dụng và thải bỏ nước:
+ Tìm hiểu về công tác quản lý sử dụng và xử lý nước thải của nhà máy
- Hiệu quả của việc sử dụng và quản lý nước:
+ Đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong các hoạt động sản xuất bia
+ Đề xuất các giải pháp nhằm quản lý và sử dụng và khai thác hiệu quả tài nguyên nước cho nhà máy.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập số liệu: Số liệu trong báo cáo được thu tập từ nhiều nguồn thông tin:
+ Công ty Cổ phần Bia Hà Nội
+ Nhà máy Bia Hà Nội - Nghệ An
+ Mạng Internet, sách, báo chí,
+ Trung tâm quan trắc môi trường Nghệ An
+ Chi cục bảo vệ môi trường Nghệ An
Phương pháp điều tra và phỏng vấn được áp dụng để thực hiện khảo sát tại nhà máy bia Hà Nội - Nghệ An Mục tiêu là thu thập thông tin về khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước, đồng thời xác định các vấn đề bất cập liên quan đến việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước tại đây.
- Phương pháp so sánh: Đối chiếu kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn so sánh là các TCVN, QCVN
NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NMB HÀ NỘI –NGHỆ AN
1.1 Nguyên vật liệu và phụ gia sử dụng của quá trình sản xuất
Các nguyên liệu chính: Malt, gạo, đường saccaroza, hoa houblon, nước công nghệ
Các chất phụ gia: CaCl 2 , axit lactic (H 3 PO 4 ), chế phẩm enzim, caramel, ZnCl2
* Malt: Cấu tạo gồm vỏ và nội nhũ
- Vỏ: Có vai trò tạo thành lớp lọc trong quá trình lọc bã, lớp vỏ càng xốp thì lọc càng dễ
- Nội nhũ: Có vai trò cung cấp hệ enzim cho quá trình nấu và chất chiết cho dịch đường
* Gạo: Có vai trò là nguyên liệu thay thế cho nguồn hydrocacbon của malt đại mạch
- Với mục đích: Giảm giá thành, làm thay đôi thành phần dịch đường, tạo cho bia có hương vị nhẹ đặc trưng
* Đường: Có vai trò là nguyên liệu thay thế cho nguồn hydratcacbon của malt đại mạch
- Mục đích: Mang lại hương vị đặc trưng cho sản phẩm
- Thành phần nhựa đắng có vai trò tạo độ dắng, độ bọt và ổn định thành phần sinh học cho bia
- Thành phần tinh dầu trong hoa có vai trò taoh hương thơm đặc trưng cho bia
- Thành phần polyphenol có vai trò: Là chất chống oxy hoá, ổn định vị và kết tủa protein
*Nước: Đóng vai trò dặc biệt quan trong trong sản xuất bia
- Là dung môi hoà tan các cấu tử chất chiết
- Là thành phần chính cấu thành nên sản phẩm bia
- Giảm độ cứng, giảm pH, tăng độ chua định phân
- Bảo vệ Apha-amylaza khỏi sự ức chế nhiệt
- Kích hoạt proteaza và amylaza
- Thúc đẩy quá trình lọc dịch đường
- Thúc đẩy quá trình kết tủa protein
- Thúc đẩy sự nẩy mầm của nấm men
- Tăng độ trong của bia thành phẩm
- Tăng độ bền của bia nhờ kết tủa oxalat trong malt
- Giảm hiệu suất trích ly chất đắng trong hộp
* Axit lactic (H 3 PO 4 ): Điều chỉnh pH môi trường, tạo điều kiện cho enzymes hoạt động Ngoài ra còn có vai trò điều vị sản phẩm
* Chế phẩm enzymes: Bổ sung enzymes trong trường hợp sử dụng nhiều nguyên liệu thay thế chưa qua chế biến, hoặc malt có chất lượng kém
* Carame: Điều chỉnh độ màu của sản phẩm
* ZnCl 2 : Có vai trò kích thích sự phát triển của nấm men
1.2 Quy trình sản xuất của NMB Hà Nội - Nghệ An
Quy trình công nghệ của nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An (kèm theo sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất trình bày trong hình 5 )
- Nguyên liệu chính đưa vào sản xuất là Malt đại mạch, gạo, Houblon và một số phụ gia khác
- Malt và gạo từ kho nguyên liệu được sàng tách tạp chất, cân, rồi đưa tới bộ phận xay, nghiền
Quá trình xay và nghiền Malt cần đảm bảo vỏ nguyên liệu được giữ nguyên vẹn, hạn chế tối đa sự vỡ vụn để không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Việc này cũng góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc dung dịch sau này.
Bột gạo và bột Malt được đưa vào các nồi nấu riêng biệt để thực hiện quá trình dịch hóa và đường hóa Sau khi nấu, cháo gạo sẽ được bơm qua nồi Malt để hoàn thành quá trình này.
Quá trình đường hóa và dịch hóa được thực hiện bằng cách bổ sung hóa chất như axit sunfuric, axit lactic và canxi clorua để điều chỉnh độ pH, tạo điều kiện tối ưu cho việc thủy phân tinh bột và protein thành đường, axit amin và các chất hòa tan khác, là nguyên liệu chính cho quá trình lên men Sau đó, dung dịch được lọc qua nồi lọc (lauter tun) để loại bỏ bã hèm "Nước nha" sau khi lọc sẽ được đưa vào nồi đun sôi, nơi houblon được thêm vào để tạo hương vị cho bia, và trong quá trình đun sôi, axit lactic cũng được bổ sung để điều chỉnh độ pH cho phù hợp.
Sau khi quá trình Houblon hóa hoàn tất, dịch được đưa qua thiết bị lắng xoáy để loại bỏ cặn bã, sau đó được làm lạnh nhanh xuống 7 - 8 độ C Dịch nha lạnh tiếp tục được chuyển vào tank lên men để tiến hành quá trình lên men Nấm men được nuôi cấy và nhân giống từ phòng thí nghiệm, sau đó được đưa vào các tank lên men theo tỉ lệ phù hợp.
Lên men chính và lên men phụ trong cùng 1 tank Quá trình lên men được chia thành hai giai đoạn chính và phụ:
Lắng trong và làm nguội sơ bộ
Lau khô, dán nhãn Xếp chai vào két
Lên men chính Lên men phụ
Hình 5: Quy trình sản xuất của Nhà máy Bia Hà Nội - Nghệ An
Giai đoạn đầu của quá trình lên men, được gọi là giai đoạn lên men chính, là thời điểm mà sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ Trong giai đoạn này, một lượng lớn đường được chuyển hóa thành cồn và CO2, tạo ra sản phẩm là bia non đục với mùi và vị đặc trưng, nhưng chưa phù hợp để sử dụng như một loại nước giải khát Nhiệt độ lý tưởng trong quá trình lên men chính nằm trong khoảng từ 9 đến 10 độ C.
Sau giai đoạn lên men chính, bia sẽ chuyển sang quá trình lên men phụ và ủ bia Quá trình này diễn ra chậm, giúp bia lắng trong và giảm hàm lượng các sản phẩm phụ có thể ảnh hưởng đến chất lượng Đồng thời, hương vị của bia cũng được cải thiện rõ rệt Nhiệt độ trong giai đoạn lên men phụ thường dao động từ 2-3 độ C.
Thời gian lên men chính kéo dài 7 ngày, sau đó chuyển sang chế độ lên men phụ trong khoảng 14-16 ngày Tổng thời gian lên men là từ 21 đến 23 ngày.
- Bia sau khi lên men phụ xong được đưa sang pha bia và lọc, quá trình lọc bao gồm các chứa năng:
+ Tạo ra sự ổn định cho bia
+ Tạo ra độ đồng đề cho sản phẩm
Bia được lọc và chứa trong các bồn thành phẩm, từ đó được chuyển đến dây chuyền chiết lon và chiết chai Sau khi chiết và đóng nắp, sản phẩm sẽ được thanh trùng theo công nghệ phù hợp nhằm diệt men, kéo dài thời gian bảo quản và sử dụng Cuối cùng, hạn sử dụng sẽ được in lên sản phẩm, sau đó đóng thùng carton (24 lon/thùng) hoặc két 20 chai, trước khi được nhập kho thành phẩm và xuất đi tiêu thụ.
2 Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của NMB Hà Nội - Nghệ An
2.1 Nhu cầu sử dụng nước
- Nước sử dụng cho mục đích sản xuất: 1.086 m 3 /ngày đêm
Nước là thành phần chủ yếu trong sản xuất bia, chiếm từ 80% đến 90% trọng lượng của sản phẩm cuối cùng Tổng lượng nước cần thiết cho quá trình sản xuất bia rất lớn so với lượng bia thành phẩm.
Dây chuyền sản xuất bia của công ty CP Bia Hà Nội - Nghệ An tiêu thụ khoảng 7,5 lít nước cho mỗi sản phẩm, đảm bảo hiệu quả trong việc sử dụng tài nguyên nước.
Như vậy, lượng nước sử dụng cho sản xuất bia của nhà máy là:
7,5 x 50.000.000 = 375.000.000 lít nước, tức 1.086 m 3 /ngày và tương đương với 375.000m 3 nước/năm, (số ngày làm việc trong năm tại nhà máy là
345 ngày, trừ nghỉ lễ tết và ngừng sản xuất do sửa chữa thiết bị)
- Nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt tại nhà máy là: 13 m 3 /ngày đêm
Nhà máy có 130 cán bộ và công nhân, cần khoảng 13 m³ nước mỗi ngày cho sinh hoạt, tương đương với mức tiêu thụ 100 lít nước/người/ngày.
2.2 Nhu cầu xả nước thải của NMB Hà Nội – Nghệ An
Nhu cầu xả nước thải sản xuất của công ty sẽ được xác định bằng cách trừ khoảng 8% lượng nước tiêu hao do bay hơi tại các khu vực như nhà nấu, tháp giải nhiệt và xử lý khói thải.
Các cơ sở để tính toán lượng nước thải:
- Số ngày sản xuất trong năm (trừ lễ tết và ngừng sản xuất do sửa chữa thiết bị) là: 345 ngày
- Công suất sản xuất: + Bình quân trong năm: 50.000.000 lít
+ Bình quân một ngày đêm:144.928lít/ngày đêm
+ Lớn nhất một ngày đêm: 152.000 lít/ngày đêm
- Nhu cầu sử dụng nước : + Sản xuất: 7,5 lít/1lít bia
+ Sinh hoạt: 100 lít/người/ngày đêm
Công ty có tổng số lao động là 130 người Để sản xuất 1 lít bia, cần sử dụng 7,5 lít nước, dẫn đến việc thải ra ngoài 6,5 lít nước Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, khoảng 8% lượng nước thải sẽ bị hao tổn do nhiệt.
Lượng nước thải bị hao tổn = 6,5 x 8% : 100 = 0,52 ~ 0,6 lít nước/1 lít bia (Theo Phòng KCS của Công ty cổ phần bia Hà Nội – Nghệ An, 2012)
Như vậy với công suất 50 triệu lít bia/năm thì lượng nước thải sản xuất trung bình của nhà máy là:
(7,5 lít nước – 1lít bia – 0,6 lít nước hao tổn) x 50.000.000 lít/345 ngày 855m 3 /ngày đêm
Tuy nhiên với công suất sản xuất lớn nhất của nhà máy là 152.000 lít bia/ngày thì lượng nước thải lớn nhất của nhà máy là:
152.000 x (7,5 - 1- 0,6) = 896.800 lít/ngày tương ứng với 896,8m 3 /ngày đêm
Nước thải sinh hoạt, chủ yếu phát sinh từ nhà vệ sinh và nước rửa tay của 130 cán bộ, công nhân viên tại nhà máy, chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng lượng nước thải.
Lưu lượng nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường được quy định là 100 lít/người/ngày đêm Với tổng số lao động của công ty là 130 người, nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt ước tính đạt 13 m³/ngày.
Tổng lượng nước thải lớn nhất của nhà máy một ngày là :
KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC
1 Hệ thống xử lý nước NMB Hà Nội – Nghệ An
1.1 Hệ thống xử lý nước cấp NMB Hà Nội – Nghệ An
Sử dụng nguồn nước cấp từ nước máy của NMB Hà Nội – Nghệ An Hệ thống xử lý nước bao gồm:
- Hệ thống khử trùng gia ven
- Hệ thống lọc trong Sắt, Mangan (Lọc cát)
- Hệ thống lọc than hoạt tính
- Hệ thống bơm trung gian
- Hệ thống trao đổi Kation, Anion
- Hệ thống phối trộn và kiểm soát thông số nước đầu ra: pH, TH, TAC
Nước máy (bể 1) Lọc thô
Bể chứa 2,3 Nước sinh hoạt
Lọc cát Lọc than hoạt tính Lọc tinh 1
Hệ thống bơm trung gian
Hệ thống trao đổi ion
Hình 6: Sơ đồ xử lý nước cấp NMB Hà Nội – Nghệ An
1.1.2 Thuyết minh quy trình Đầu tiên nước máy từ bể 1 sẽ được đi qua hệ thống lọc thô bằng cát để làm sạch nước Sau đó, nước tiếp tục đến hệ thống khử trùng gia ven để châm Clo
Mục đích của việc châm Clo là duy trì hàm lượng Clo dư từ 0,1 đến 0,3 mg/l để khử trùng nước và oxy hóa sắt (Fe), mangan (Mn) Quá trình này giúp chuyển đổi các muối của chúng thành dạng khó tan, từ đó dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc Để đạt được hiệu quả này, Calxium Hypochlorit 70% (3kg/100 lít nước) được định lượng vào hệ thống tại vị trí đường cấp nước vào bể.
Sau khi châm Clo, nước được chuyển đến bể chứa 2,3 để phục vụ cho sinh hoạt, vệ sinh và lò hơi Để nấu bia, nước tiếp tục được lọc qua hệ thống lọc cát nhằm loại bỏ cặn bẩn và các kim loại như Fe, Mn, giúp ngăn ngừa hiện tượng đóng cặn trong ống dẫn và đảm bảo chất lượng bia Hệ thống lọc bao gồm 3 bình lọc cát Thạch Anh hoạt động song song.
Hệ thống phối trộn, kiểm soát nước
Bể chứa nước 1(nấu bia)
Quá trình sục rửa các bình lọc hoàn toàn tự động thông qua bơm rửa ngược diễn ra khi có độ chênh lệch áp suất trước và sau mỗi bình từ 0,3 đến 0,5 bar, với thời gian hoạt động của bình lọc từ 2 đến 3 ngày Sục rửa sẽ được thực hiện tuần tự cho các bình A, B, C Tuy nhiên, nếu áp suất cấp đầu vào vượt quá 2 bar, quá trình rửa ngược sẽ không thể thực hiện và hệ thống sẽ chuyển sang chế độ chờ.
Nước được xử lý qua hệ thống lọc than hoạt tính nhằm khử mùi, loại bỏ Clo dư, tạp chất hữu cơ và các tạp chất khác Hệ thống này hoạt động với áp suất từ 3.5 đến 4 bar, lưu lượng 40 m³/h và pH từ 6,5 đến 7,5, đảm bảo Clo dư dưới 1 mg/l Hệ thống bao gồm 3 bình lọc hoạt động song song, trong đó quá trình tái sinh diễn ra bằng hơi nước, cho phép nước chảy từ đỉnh bình xuống đáy qua lớp vật liệu lọc than hoạt tính.
Nước được lọc qua hệ thống lọc tinh 1 với 2 bình lọc để loại bỏ các phần tử than, sau đó được bơm qua hệ thống trung gian gồm 3 bơm, trong đó 2 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng Bơm 1 và 2 sử dụng biến tần để duy trì áp suất cần thiết cho hệ thống trao đổi ion, đặc biệt trong quá trình tái sinh hóa chất Bơm 3 có nhiệm vụ bơm tuần hoàn hệ thống khi kết thúc quá trình tái sinh hoặc khi bể chứa thành phẩm đầy.
Nước được xử lý qua hệ thống trao đổi cation và anion để loại bỏ độ cứng, kiềm và các muối như Clo, Sulphate, nhằm đạt tiêu chuẩn cho nước nấu bia Lượng nước trong mỗi chu kỳ hoạt động khoảng 250 m³ Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
Hệ thống xử lý nước bao gồm 4 bình lọc, hệ thống van đường ống và hệ thống cấp hoá chất tái sinh HCl 31% và NaOH 30% Hệ thống được chia thành 2 dãy AB và CD hoạt động song song, mỗi dãy có một bình trao đổi Cation và một bình trao đổi Anion nối tiếp nhau Trong quá trình hoạt động, một dãy sẽ làm việc trong khi dãy còn lại tái sinh hoặc chạy tuần hoàn Khi cả 2 bể chứa nước thành phẩm đầy, cả 2 dãy sẽ cùng hoạt động ở chế độ tuần hoàn Cuối cùng, nước sẽ được đưa qua hệ thống phối trộn và kiểm soát chất lượng, với các thông số cần kiểm soát bao gồm pH và TH.
Hệ thống TAC, NaCl và Cl2 dư được trang bị bộ đo tự động cho các thông số pH, TH, TAC và NaCl, gắn trên đầu ra trước khi nước được cấp vào bể chứa Các tín hiệu từ bộ đo sẽ được truyền đến các van điều khiển tự động, cho phép phối trộn nước trước và sau quá trình trao đổi ion Giá trị Cl2 dư sẽ được hiển thị tức thời sau bình lọc than.
1.2 Hệ thống xử lý nước nấu bia
1.2.1 Sơ đồ hệ thống nước nấu NMB Hà Nội - Nghệ An
Hình 7: Sơ đồ hệ thống nước nấu bia Hà Nội - Nghệ An
1.2.2 Thuyết minh về lý thuyết và nguyên lý xử lý nước nấu
Nước sử dụng trong quy trình nấu bia cần được xử lý nghiêm ngặt để đảm bảo hàm lượng các chất theo quy định kỹ thuật của công ty Hà Nội – Nghệ An.
Quá trình xử lý nước nấu bia bao gồm việc sử dụng nhựa trao đổi ion để loại bỏ kim loại và các gốc muối không mong muốn, giúp cải thiện chất lượng nước phục vụ sản xuất bia.
Có hai loại nhựa trao đổi ion:
* Bể nước dự phòng và bể nước thô
Nước được bơm từ giếng TD06, TD07 và từ Cửa Lò Khi bơm nước từ Cửa Lò, mở van tay số 1 và đóng van tay số 2 Tiếp theo, mở van tay số 4 và đóng van tay số 3, sau đó bật bơm số 1 để bơm nước từ bể dự phòng về bể chứa nước thô.
Nước thô được bơm từ bể dự phòng vào tháp tiếp xúc, nơi mà cánh quạt tự động hoạt động khi có dòng nước chảy vào, giúp loại bỏ phần lớn hàm lượng sắt trong nước.
Nước từ bể nước thô được bơm qua hệ thống tank lọc thô 1 bằng hai bơm M08 và M09, trong khi các van PV02 và PV04 được mở ra và cài đặt ở chế độ tự động.
Sau khi nước được lọc qua hệ thống thô, nó sẽ được bơm vào bể chứa nước cao Trong quá trình bơm, khí clo sẽ được châm vào đường ống nhằm khử trùng nước hiệu quả.
- Hệ thống tank lọc thô số 2 tương tự tank số 1
- Quá trình lọc thô cần chú ý đến độ đục (NTU) < 4, và hàm lượng Clo dư khoảng: 0.2 – 0.5 ppm
- Nếu độ đục > 4 thì phải tiến hành hoàn nguyên, và hai hệ tank 1 và tank 2 có vai trò như nhau
- Quá trình hoàn nguyên xuôi các van PV02, PV06, PV12 tự động mở nhờ vào chế độ cài đặt auto
HIỆU QUẢ CÔNG TÁC QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG NƯỚC
1 Phân tích lợi ích đạt được khi quản lý và sử dụng nước hiệu quả
- Nhà máy sẽ tiết kiệm được tiền nước sử dụng
Sử dụng nước thủy cục khiến nhà máy bị động về giá cả và chất lượng nước Khi các công ty cấp nước tăng giá, chi phí sản xuất của nhà máy cũng sẽ tăng theo, ảnh hưởng tiêu cực đến lợi nhuận kinh doanh.
Nhà máy sử dụng nước mặt và nước ngầm sẽ phải trả thêm phí bảo vệ môi trường và chi phí xử lý nước đầu vào Do đó, việc sử dụng nhiều nước trong sản xuất bia sẽ làm tăng chi phí đầu tư.
Việc tái sử dụng nước trong quá trình sản xuất sẽ giúp giảm bớt lo ngại về việc kiểm tra và giám sát từ các cơ quan như cảnh sát môi trường và thanh tra môi trường.
- Giảm được tối đa phí bảo vệ môi trường đối với nước thải
Ví dụ: Nếu nhà máy khai thác 1000 m 3 /ngày và tái sử dụng khoảng 90% tức là 900m 3 /ngày thì nhà máy chỉ đóng phí bảo vệ môi trường với 100 m 3 nước thải
- Kiểm soát và ổn định được chất lượng nước mặt và nước ngầm tại khu vực xung quanh nhà máy
Trong một ngày công ty phải tiêu hao một lượng nước:
G nước = 56 m 3 /1.000 lít bia x 88.000 lít bia/ ngày = 636.4 m 3 /ngày Nước ấp dụng biện pháp tiết kiện nước có thể định nước giảm xuống còn 53,5 m 3 /1.000 lít bia
G nước sau giải pháp= 53,5 m 3 /1.000 lít bia x 88.000 lít bia/ ngày = 608 m 3 /ngày Lượng nước tiết kiệm được là: G nước tiết kiệm = G nước - G nước sau giải pháp
G nước tiết kiệm = 636,4 m 3 /ngày - 608 m 3 /ngày = 28,4 m 3 /ngày ~ 9.798 m 3 /năm
Nước được cấp cho các mục đích sau:
Cấp cho nồi hơi định mức tiêu hao 17% tổng lượng nước sử dụng
Nước công nghệ ( nước nấu) = 111.268.000 /345 ngày = 322,5 m 3 / ngày
Lượng nước sạch trong máy làm lạnh được sử dụng tuần hoàn qua thiết bị trao đổi nhiệt, trong khi nước ngưng từ nồi hơi đã được thiết kế sẵn trong quy trình công nghệ Do đó, chỉ cần bổ sung một lượng nước nhỏ để bù đắp cho tổn thất do bay hơi và rò rỉ, chiếm khoảng 30% lượng hơi nước.
Lượng nước còn lại được sử dụng cho việc rửa và vệ sinh thiết bị, nấu, thùng lên men, thiết bị lọc, cũng như rửa chai, lon và keg, đồng thời cấp nước cho sinh hoạt Tất cả nước này đều dẫn đến việc hình thành nước thải.
G thải = G cấp – (G công nghệ + G bay hơi)
Lượng nước thải trước khi thực hiện giải pháp:
Lượng nước thải sau khi thực hiện giải pháp:
Lượng nước thải giảm được nhờ thực hiện giải pháp:
G thải giảm = G thải1 - G thải2 = 281,44 – 253,04 = 28,4 m 3 /ngày
Giảm lượng nước thải không chỉ giúp giảm ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải trong tương lai.
2 Lợi ích của việc quản lý và sử dụng hợp lý nguồn nước
2.1 Giảm chi phí nước cấp
Sau khi áp dụng giải pháp tiết kiệm, nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An sẽ giảm thiểu chi phí nước cho các hoạt động sản xuất, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.
Tiền nước cấp = Lượng nước (m 3 ) x giá nước cấp công nghiệp (đồng)
Số tiền giảm chi phí nước cấp sau giải pháp tiết kiệm là: 58.788.000 đồng
2.2 Giảm chi phí xử lý nước
Theo tính toán chi phí xử lý nước sẽ bao gồm: Chi phí hoá chất, chi phí điện năng và chi phí công nhân vận hành
- Chi phí hóa chất : T 1 = 350.200 đồng/ngày
Bảng 8 : Tiền chi phí hoá chất cho xử lý nước
TT Tên hóa chất Mục đích sử dụng Liều lượng sử dụng Đơn giá (đ/kg)
1 Chlorine Khử trùng 4,6 kg/ngày 27.000 124.200
2 NaOH Nâng pH 10 kg/ngày 13.000 130.000
3 HCl Hạ pH 10 lít/ngày 6.000 60.000
4 Polymer Tăng kích thước bùn khi vào máy ép
Nguồn: Thống kê chi phí hoá chất cho xử lý nước thải, NMB Hà Nội – Nghệ
Lượng NaOH, HCl sử dụng phụ thuộc vào pH của nước thải nên lượng NaOH và HCl sử dụng chỉ là con số ước tính
* Chi phí điện năng : T 2 = 1.396.524 đồng/ngày
Bảng 9 : Tiền chi phí điện năng cho xử lý nước
Thiết bị tiêu thụ điện Công suất lắp đặt (kW)
Công suất tiêu thụ (kW)
Thời gian sử dụng (giờ/ngày) Điện năng thực tế sử dụng một ngày
Các thiết bị điện hoạt động liên tục
Bơm nước thải bể gom 2,2 x 3 2,2 x 2 11 48,4
Bơm nước thải bể điều hòa 2,2 x 2 2,2 x 1 24 52,8
Bơm định lượng hóa chất
0,37 x 4 0,37 x 2 24 17,76 Động cơ khuấy NaOH, HCl,
Bơm bùn bể lắng Lamen 1,5 x 2 1,5 x 1 24 36
Bơm bùn bể xử lý bùn 1,5 x 2 1,5 x 1 2 3
Bơm bùn bể tích bùn 1,5 x 2 1,5 x 1 2 3 Động cơ gạt bùn lắng 2 1,5 x 2 1,5 x 1 6 9
Máy khuấy trộn chìm bể điều hòa
Máy khuấy trộn chìm bể
Bơm hóa chất khử mùi 0,37 x 2 0,37 x 1 24 8,88
Tổng điện năng tiêu thụ
Chi phí tiền điện cho một ngày xử lý (đồng/ngày) 1.396.524
Nguồn: Thống kê chi phí điện, NMB Hà Nội – Nghệ An
+ Một số thiết bị điện không hoạt động liên tục nên thời gian hoạt động của các thiết bị đó chỉ là ước tính gần đúng
+ Chi phí này chưa tính đến chi phí sử dụng đèn chiếu sáng
- Chi phí nhân công : T3 = 5 x 70.000 = 350.000 đồng/ngày
- Tổng chi phí vận hành : T = đồng/ngày
- Chi phí xử lý 1 m 3 nước thải:
(Chi phí này được tính khi hệ thống hoạt động hết công suất 1000m 3 /ngày đêm).
2.3 Giảm chi phí bảo vệ môi trường
Mức thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp tính theo từng chất gây ô nhiễm có trong nước thải, như sau:
Bảng 10: Mức thu phí BV môi trường đối với nước thải công nghiệp
Chất gây ô nhiễm có trong nước thải
Mức thu (đồng/kg chất gây ô nhiễm có trong nước thải)
Tên gọi Ký hiệu Môi trường tiếp nhận A
1 Nhu cầu ôxy sinh hoá ABOD
2 Nhu cầu ôxy hoá học ACOD 300 250 200 100
3 Chất rắn lơ lửng ATSS 400 350 300 200
Nguồn: Phí bảo vệ môi trường đối với nước thải của BTNMT
Trong đó môi trường tiếp nhận nước thải bao gồm 4 loại A, B, C và D được xác định như sau:
+ Môi trường tiếp nhận nước thải loại A: Nội thành, nội thị của các đô thị loại đặc biệt, loại I, loại II và loại III
Môi trường tiếp nhận nước thải loại B bao gồm các khu vực nội thành và nội thị của đô thị loại IV, loại V, cùng với các khu vực ngoại thành và ngoại thị của các đô thị loại đặc biệt, loại I, loại II và loại III.
Môi trường tiếp nhận nước thải loại C bao gồm các khu vực ngoại thành và ngoại thị của đô thị loại IV, cùng với các xã không nằm trong đô thị, ngoại trừ những xã thuộc nhóm D trong hệ thống tiếp nhận nước thải.
Môi trường tiếp nhận nước thải loại D bao gồm các xã biên giới, miền núi, vùng cao, vùng sâu và vùng xa Trong khi đó, nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An sử dụng môi trường tiếp nhận nước thải loại C Vì vậy, phí nước thải của nhà máy được tính dựa trên tiêu chuẩn môi trường tiếp nhận loại C.
Số phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp được tính cho từng chất gây ô nhiễm theo công thức sau:
C là phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp phải nộp (VNĐ)
W là tổng lượng nước thải thải ra (m 3 ) c là hàm lượng chất gây ô nhiễm có trong nước thải (mg/l)
T là mức thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp của chất gây ô nhiễm thải ra môi trường tiếp nhậm tương ứng (VNĐ/Kg)
Tổng lượng nước thải năm 2012 (m 3 ): 132.060
Quý I/năm 2011 (m 3 ): 26.808 Quý II/năm 2011 (m 3 ): 24.505
Quý III/năm 2011 (m 3 ): 38.121 Quý IV/năm 2011 (m 3 ):42.607
Môi trường tiếp nhận nước thải : loại C
Tổng số tiền chi phí cho việc nộp phí bảo vệ môi trường mà NMB Hà Nội – Nghệ An phải nộp (bảng 11)
Bảng 11: Số phí bảo vệ môi trường phải nộp
Hàm lượng tính theo chỉ số ô nhiễm của nước thải
Mức phí bảo vệ môi trưng tương ứng với từng chất (đ/kg)
Số phí phải nộp năm
2011 tính theo chỉ số ô nhiễm (đồng)
Nguồn: Phí bảo vệ môi trường đối với nước thải của BTNMT
Số tiền phí bảo vệ môi trường công ty phải đóng sau khi thực hiện tiết kiệm:
Bảng 12: Số phí bảo vệ môi trường phải nộp sau khi thực hiện giải pháp tiết kiệm
Hàm lượng tính theo chỉ số ô nhiễm của nước thải
Mức phí bảo vệ môi trường tương ứng với từng chất (đ/kg)
Số phí phải nộp năm
2011 tính theo chỉ số ô nhiễm (đồng)
Nguồn: Chi cục bảo vệ môi trường Nghệ An
Khi thực hiện giải pháp số tiền phí bảo vệ môi trường công ty giảm được: 6.287.055 - 5.820.670 = 466.385 đồng
Sau thực hiện giải pháp tiết kiệm nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An sẽ tiết kiện được tổng chi phí như sau:
Bảng 13:Lợi ích của việc sử dụng nước cho các hoạt động tại nhà máy
Loại chi phí tiết kiệm Số lượng
Giảm chi phí nước cấp 9.798 6.000 58.788.000
Giảm chi phí xử lý nước thải 9.798 2.096.724 20.543.702
Giảm phí bảo vệ môi trường 466.385
Nguồn: Thực địa, thống kê tháng 04 năm 2012
Kết luận : Sau thực hiện giải pháp tiết kiệm nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An sẽ tiết kiện được tổng chi phí là : 79.798.087 đồng
2.4 Phân tích lợi ích – chi phí của việc thực hiện giải pháp tiết kiệm Để thực hiện tốt các giải pháp đã nêu trên cần đầu tư các máy móc và trang thiết bị dưới đây, qua kết quả tính toán chi phí lợi ích kinh tế và môi trường khi tiến hành thực hiện các giải pháp quản lý và sử dụng kiệm nguồn nước tại nhà máy bia Hà Nội – Nghệ An
* Chi phí đầu tư thiết bị vật tư khi thực hiện giải pháp
Bảng 14: Chi phí đầu tư lắp đặt
(đồng) Đồng hồ đo nước 15 300.000 4.500.000
Nguồn: Thực địa, thống kê tháng 04 năm 2012
Tổng chi phí trang thiết bị được lặp đặt cho nhà máy sẽ được khấu hao hư tổn ước tính trong 5 năm là: 21.000.000 : 5 = 4.200.000 đồng/1năm
* Lợi ích kinh tế và môi trường mà công ty đạt được sau khi thực hiện giải pháp
Theo (bảng 13) sau thực hiện giải pháp tiết kiệm nhà máy bia Hà Nội – Nghệ
An sẽ tiết kiệm được tổng chi phí trong 1 năm là :
Kết luận cho thấy rằng lợi ích từ việc thực hiện các giải pháp quản lý và sử dụng tiết kiệm nguồn nước vượt trội hơn nhiều so với chi phí đầu tư trang thiết bị Số tiền tiết kiệm được có thể được sử dụng một phần để triển khai các chính sách khuyến khích và khen thưởng trong công tác quản lý và sử dụng nước tiết kiệm tại nhà máy.
3 Đề xuất các biện pháp quản lý MMB Hà Nội - Nghệ An
Nhà máy cần tối ưu hóa việc sử dụng nước, đặc biệt là trong quá trình rửa và vệ sinh, để giảm thiểu lãng phí Tại nhà máy bia Hà Nội - Nghệ An, tình trạng lãng phí nước chủ yếu do quy trình rửa và vệ sinh thiết bị, thùng nấu chưa được quản lý hiệu quả.
Nhà máy chưa có mạng lưới cán bộ kiêm nhiệm việc giám sát từng khu vực sản xuất để việc sử dụng nước đạt hiệu quả cao
Tại các thiết bị, việc thiếu đồng hồ đo lượng nước sử dụng đã dẫn đến tình trạng nhà máy chưa xác định được định mức khoán nước hàng tháng cho công nhân Hơn nữa, việc thiếu chế độ thưởng phạt và khuyến khích vật chất về tiết kiệm nước khiến công nhân không có ý thức tiết kiệm, dẫn đến việc mở van tuỳ tiện và không chú ý đến việc đóng van khi không cần sử dụng, thậm chí để vòi chảy tự do trên sàn nhà.
Van nước được lắp cố định trong hệ thống ống, khiến công nhân phải di chuyển xa để vặn van khi cần đóng nước Việc sử dụng van vặn xoay không nhanh chóng và thuận tiện như van bóp hay van ngạt, dẫn đến tình trạng công nhân thường để nước chảy tự do khi không sử dụng Áp lực nước lớn cũng khiến việc tiêu thụ nước cho vệ sinh và rửa trở nên lãng phí.
