Công nghệ môi trường - Một số nghiên cứu điển hình về áp dụng SXSH

Nội dung text: Công nghệ môi trường - Một số nghiên cứu điển hình về áp dụng SXSH

1. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH VỀ ÁP DỤNG SXSH GV: ThS. Lý Thuận An Email: lythuanan@gmail.com
2. ÁP DỤNG SXSH TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XU ẤT BIA
3. TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT „ Bia là một loại nước giải khát lên men bổ dưỡng, có độ rượu nhẹ (hàm lượng ethanol khoảng 3-6%), có gas (CO2 3-4g/l) có bọt mịn, xốp, hương vị thơm ngon.
4. „ Các nguyên liệu chính để sản xuất bia: „ malt (đại mạch, tiểu mạch); „ nguyên liệu thay thế (gạo, lúa mì, ngô); „ hoa houblon; „ Men; „ một lượng nước rất lớn.
5. „ Các công đoạn chính: „ đường hóa, „ nấu sôi dịch nha với hoa houblon, „ lên men bia, lọc „ đóng chai
6. Malt Nguyên liệuthaythế Nước Xay, nghiền Nướcthải Nước Đường hóa (nấunha) Nướcthải Phụ gia Lọcdịch đường Nướcthải Bã malt Hoa houblon Nấusôidịch nha vớihoa Tách bã Bã hoa Làm lạnh Nướcthải Men giống Nướcthải Lên men chính, phụ Bã men Phụchồimen Nướcthải Chấttrợ lọc Lọcbia Bã lọc Bão hòa CO NướcXút 2 Chai Rửachai Chiếtchai, đóng nắp Nướcthải Thanh trùng Nướcthải
7. Các vấn đề môi trường „ Nướcthải: sinh ra mộtlượng nướcthảirất lớnvớichấthữucơ cao, pH, nhiệt độ cao „ Tiêu thụ nhiềunước và khá nhiềunăng lượng „ Mùi từ nhà lên men và phát thảikhítừ nồi hơi „ Các chất thải rắn: cặn sinh khối + men dư, chất trợ lọc
8. Mộtsố đặctrưng nướcthải nhà máy bia SG TCVN 5945 - 1995 Thông số, đơnvị Giá trị A B C pH 4,5 – 5,0 6 – 9 5,5 – 9 5 – 9 BOD5, mg/l 1700 – 2700 20 50 100 COD, mg/l 3500 – 4000 50 100 400 SS, mg/l 250 – 300 50 100 200 3- Tổng PO4 , mg/l 20 – 40 4 6 8 NH3-N, mg/l 12 – 15 0,1 1 10
9. Các định mứctiêuthụ nguyên liệuvà phát sinh chấtth ải Công nghệ Công nghệ Định mức nguyên liệu/ truyền trung BAT chấ tthả i thống bình Nước(m3/m3 bia) 20 – 35 7 – 15 4 Nhiệt (MJ/100L bia) 390 250 150 Điện (kWh/100L bia) 20 16 8 – 12 Malt/nguyên liệuthaythế 18 16 15 malt (kg/100L bia) NaOH (kg/100L bia) 0,5 0,25 0,1 Chấttrợ lọc Kieselguhr 570 255 80 (g/100L bia) Nướcthải(m3/m3 bia) 18 – 28 5,5 – 12 2,5
10. Các vấn đề môi trường quan tâm ở các công đ oạn chính trong s ảnxuấ tbia Malt, Nước Ngũ cốcthaymalt Mùi Hoa houblon NẤU MẠCH NHA Bã bột Nước, kiềm Nướcthải Men CO2 Nước, kiềm LÊN MEN Men thừa Nướcthải Bộttrợ lọc CO2 Bộttrợ lọcvàmen Tấmlọc LỌC BIA Nước, kiềm Tấmlọc Nướcthải Chai, két, nắp Chai vỡ Nhãn, Keo ĐÓNG CHAI Bia thừa SôđaNước Nướcthải BIA CHAI
11. CÁC CƠ HỘI SXSH „ Công nghiệp sản xuất bia được đặc trưng bởi sự tiêu thụ nhiều nước và nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao „ Có rất ít các nguyên liệu và hóa chất nguy hại được tiêu thụ
12. „ Cơ hội áp dụng SXSH tập trung: „ Giảm thiểu tiêu thụ nguyên liệu „ Cải tiến hiệu suất quá trình „ Xử lý thích hợp các chất thải & sp phụ
13. QUẢN LÝ NỘI VI „ Giám sát lượng nước sử dụng „ Công tác vệ sinh „ Bão dưỡng „ Cân đối nước nóng „ Sử dụng hơi „ Sử dụng điện
14. CƠ HỘI SXSH Ở CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH „ NẤU SÔI DỊCH NHA VỚI HOA HOUBLON Dịch nha được bơm từ thùng chứa vào buồng nấu, rồi được đun sôi vớ i hoa houblon Trong quá trình sôi, các protein sẽ keo tụ và lắng xuống cùng với bã hoa và các chất chát
15. Æ Vô trùng dịch nha, tạo ra vị bia, chiết chắt đắng từ hoa, tăng nồng độ dịch nha
16. Mô tả Dịch nha Hơi Điện Mùi Dịch kiềm NẤU MẠCH NHA Hơi Hoa houblon Nướcthải Nước Dịch nha nóng
17. Các vấn đề môi trường „ Tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm không khí Đây là công đoạntiêuthụ năng lượng nhiều nhất. Nế un ồihơ i đun bằng than đáhay dầ u Æ CO2, SO2, NOx, PAH
18. „ Mùi Quá trình nấudịch nha sẽ sinh ra mùi đặc trưng có thể gây khó ch ịu cho nhữ ng khu dân cư xung quanh
19. Các cơ hộiSXSH „ Làm giảmsự bay hơicủadịch nha: giảm bay hơitừ 8 – 15% bình thường Æ 5 – 8%: sẽ làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng „ Cảitiếnsự truyềnnhiệt: làm vệ sinh định kỳ các ống dẫn hơi để tránh tạo cặn trên các ống hơi
20. „ Tận thu nhiệt từ hơi dịch nha: Æ sử dụng nhiệt từ hơi dịch nha để đun nóng nước, lắp vòi hơi để tái sử dụng
21. LÊN MEN Dịch nha được thông khí CO Điện LÊN MEN 2 Hèm (sinh khối men) Bia tươi
22. Mô tả „ Trong thờigianlênmen, nấmmen sẽ phát triển và chuyểnhóadịch chiết thành etanol và CO2. Do sự sinh trưởng củanấm men (6 – 7 lần), sẽ có một lượng hèm (sinh khốimen) đáng kể từ thiếtbị lên men
23. 0 „ Lên men chính: thựchiện ở nhiệt độ 28 –300, tế bào nấm men phát triểnmạnh, phân hủynhiềucơ chất Æ ethanol, CO2, H2O. KếtthúcÆ bia non còn đục, có mùi đặctrưng „ Lên men phụ: thựchiệntrongcácthiếtbị kín, 0 – 50C. Quá trình lên men chậm, ủ chín bia, có thể kéo dài vài tuầntùytheo từng loạibia
24. Các vấn đề môi trường „ Phầnhèmlàmhàmlượng chấthữucơ trong nướcthảicao „ Huyền phù men (men + bia) có BOD rấtcao (120.000 – 140.000mg/l) Æ Khi thảivàonướccống sẽ gây ô nhiễmnặng và tạomùikhóchịukhibắt đầuphânhủy „ Quá trình lên men sinh CO2 Æ hiệu ứng nhà kính
25. Các cơ hộiSXSH „ Tậndụng nhiệttừ dịch nha nóng: dùng nướclàmnguộidịch nha trướckhilênmen, nướcnóngthuđược dùng trong các công đoạnkhác „ Sử dụng hèm làm sảnphẩmhữuích: hèm chứa nhiều protein, vitamin, chấtbéovà khoáng Æ làm thức ăn gia súc, cá,
26. „ Ly tâm hèm: tách sinh khốimen vàbiatươi „ Tái sử dụng CO2: lắp đặtnhàmáytinhchế CO2 Æ sử dụng cho các công đoạnkhác
27. CÔNG ĐOẠN LỌC Bia lạnh Điện Giấylọc Giấylọc đãsử dụng Bộttrợ lọc LỌC Nướcthảivớihàm Nước lượng CHC cao Bia tươi
28. Mô tả „ Thông thường bia đượclọcbằng vậtliệulọc là Kiesselguhr (mộtloạikhoángsét) „ Khi trở kháng cao, thiếtbị lọc đượcrửa ngượcbằng nước „ Các thiếtbị lọckhácđượcsử dụng: tấmlọc cao áp, dĩalọc
29. Các vấn đề môi trường quan tâm „ Nướcthải „ Khi rửangượcthiếtbị lọc, vậtliệulọc đãsử dụng và men bị giữ lạisẽ theo vào nướcthải Æ tăng hàm lượng CHC, độ đụcvàmùi „ Sứckhỏenghề nghiệp „ Thao tác với Kieselguhr có thể gây bệnh về phổi do các hạt bụi mịn của Kieselguhr
30. Các cơ hộiSXSH „ Cảithiệnhiệunăng lọc „ Giảmlượng men và protein trong bia bằng cách cảitiếnquátrìnhlắng trong buồng lên men và buồng ủ bia, sử dụng malt có chấtlượng tốt để tăng hiệuquả lắng
31. „ Lắpthiếtbị ly tâm để loạimen trước khi lọc „ Thay Kieselguhr bằng Perlite (mộtloại khoáng khác) có ưu điểm: tái chế và tái sử dụng được
32. SÚC RỬA CHAI „ Chai cũ hay mới được súc rửaqua hệ thống: đầutiênrửabằng nướcnóngÆ rửavới dung dịch kiềmnóngÆ phun và tráng bằng nướcnóngÆ tráng bằng nướclạnh Chai mớihay cũ NaOH Nướcthải có pH cao Nước và nhiềuchấtbẩn Khí nén SÚC CHAI Thủytinhv ỡ Chai đãrửa
33. Các vấn đề môi trường „ Nướcthải Nướcthảitừ khâu rửachaichứabụi, bia, giấy vụn, đặcbiệtcótínhki ềmm ạnh vớipH cóthể lên tới12 „ Tiêu thụ nước Tiêu thụ nướcrửa, tráng và ngâm chai rấtcao, đến 3 – 4 lít nư ớc/lít thể tích chai cũ
34. CÁC CƠ HỘI SXSH „ Giảmtiêuthụ kiềm(NaOH): „ Sửachữavàbảodưỡng „ Lắp1 bể thu hồikiềm „ Khống chế nồng độ kiềm đủ để rửa
35. „ Giảmtiêuthụ nước „ Lắpvan tự động để ngắt vòi khi gián đoạn sảnxuất „ Lắp vòi rửahiệuquả hơn „ Tái sử dụng nước ở các công đoạncuối
36. ÁP DỤNG SXSH TRONG CÁC DỊCH VỤ KHÁCH SẠN
37. MỘT SỐ VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH „ Sử dụng nước thải lần sau cùng từ các máy giặt để dùng cho nhà vệ sinh Æ giảm được 15.900 lít nước sử dụng hằng ngày Æ tiết kiệm được 5.000$ trong 1 năm Khu nhà trọ hạng sang Apple Farm ở California, Mỹ
38. „ Xử lý nước thải trong 3 hồ nối liền nhau thông qua một hệ thống lọc có sự tham gia củathủy sinh vật Æ nướcsauxử lý bằng tia cựctímđược tưới cây trong khuôn viên khu nghỉ mát Æ tiếtkiệm được3,8 triệu lít nướcvà hàng ngàn đôla Khu nghỉ mát Le Sport ở St. Lucia
39. „ Rác hữu cơ được xén vụn, phân hủy Æ làm thức ăn cho giun ở trại nuôi giun của khu nghỉ mát Æ phân hữu cơ bón cho khu vườn Æ giảm được chất thải và chi phí vận chuyển rác thải ra khỏi hòn đảo Khu nghỉ mát đảo Great Keppel, Úc
40. „ Thay thế Cl2 bằng Natri Cacbonat và dung dịch muối sử dụng trong các hồ bơi Æ giảm thiểu được các hóa chất độc hại và tiết kiệm 1.500$/năm Khách sạn Vancouver tại British Columbia, Canada
41. ÁP DỤNG SXSH Ở KHÁCH SẠN INTER CONTINENTAL SYDNEY „ Là 1 khách sạn 5 sao với 498 phòng khách và 500 nhân viên, 4 nhà hàng, các tiện nghi phục vụ các buổi tiệc lớn và dịch vụ phòng phục vụ 24/24 „ Việc chuẩn bị các bữa ăn, giặt ủi và chùi rửa diễn ra thường xuyên hằng ngày
42. „ Hoạt động từ 1985 và đã cân nhắc về các vấn đề môi trường. „ 1991, khách sạn đã chính thức hóa một chính sách môi trường
43. MỤC TIÊU CỦA CHÍNH SÁCH MÔI TRƯỜNG „ Chủ động tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và năng lượng „ Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn „ Giảm thiểu tối đa các sản phẩm bị loại thải „ Sử dụng các sản phẩm và các vật liệu ít ảnh hưởng đến môi trường
44. „ Thực hiện các chương trình hành động đem lại các lợi ích về môi trường tại cộng đồng địa phương „ Tăng cường giáo dục về nhận thức môi trường ở trong và ngoài khách sạn
45. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN Khách sạn xác định 12 lĩnh vực ưu tiên, bao gồm: „ Quản lý chất thải „ Bảo tồn năng lượng „ Mua sắm sản phẩm „ Sử dụng nước „ Hành động liên quan đến cộng đồng „ Giặt ủi và giặt khô
46. CÁC Ý TƯỞNG SXSH „ Một ủy ban về môi trường được thành lập và kiểm tra về việc quản lý chất thải được tiến hành Æ bản báo cáo đề cập đến nhiều loại rác: „ Giấy (tạp chí, carton) „ Thủy tinh „ Nhựa (hộp đựng sữa, )
47. „ Kim loại „ Thức ăn „ Nút chai „ Tấm ra trải giường cũ „ Pin „ Các vật dụng vệ sinh, bao bì, nến,
48. Giấy và văn phòng phẩm „ Tất cả các văn phòng trong khách sạn đều có thùng đựng giấy: „ màu vàng – giấy 1 mặt, GARBAGE „ màu đen – giấy loại bỏ Æ được thu gom về cơ sở tái chế GARBAGE
49. Vận chuyển rác „ Tốn kém nhiều chi phí 3 lần/1 tuần „ 1992, mua 1 máy nén giấy với giá 5000$ 3 „ Giấy carton được nén thành các kiện 1/2m Ægiảm thể tích Æ thu gom giảm còn 2 lần/ tuần „ Æ tiết kiệm được 25.000$/1 năm
50. Nút chai „ Một lượng rượu lớn tiêu thụ tại khách sạn Æ 6.000 nút chai/tháng „ Được tái chế Æ quả bóng cricket, các miếng đệm xe hơi, gạch lót sàn nhà „ Khách sạn tặng số nút chai này cho hội cựu chiến binh tự tái chế và bán Æ mua lại xe lăn, phương tiện hỗ trợ cho các bệnh nhân,
51. Các định mức về thắp sáng „ Các bóng đèn gắn trên trần nhà quá sáng Æ thay bóng 150W thành 100W „ Tháo bỏ bớt 1 bóng đèn ở một số khu vực „ Lắp đặt hệ thống tắt điện tự động mỗi khi khách khóa cửa ra khỏi phòng „ Sử dụng cảm biến ánh sáng ở các lối đi bên ngoài khách sạn
52. Các vấn đề khác „ Máy điều hòa: giảm nhiệt độ 0 0 „ Máy nước nóng: từ 96 –60 „ Vòi sen phòng tắm: 22 lít/phút – 12 lít/phút „ Giặt ủi: tái sử dụng nước ở các công đoạn xả quần áo sau cùng Æ sử dụng lại cho lần giặt đầu
53. Các biện pháp khác „ Huấn luyện cho các nhân viên quản lý nội vi „ Thay thế các toa lét cũ 1 nút xả - 2 nút xả Æ tiết kiệm nước „ Khách sạn yêu cầu các cửa hàng cung cấp giảm bớt các bao bì không cần thiết, sử dụng các sản phẩm dễ phân hủy sinh học
54. „ Sử dụng các bình xịt cố định để cung cấp dầu gội và xà phòng „ Các hộp xốp thải bỏ được cung cấp cho trung tâm địa phương dùng để trồng cây
55. „ Bếp trưởng của khách sạn đã lập 1 vườn rau trên sân thượng. „ Các loại rau được trồng trong các hộp xốp thải bỏ. „ Vườn rau cung cấp 40% nhu cầu về rau thơm của khách sạn
56. „ Tạo một vườn nuôi giun trong các hộp xốp Æ sử dụng thức ăn thừa nuôi giun Æ sử dụng phân để bón cho vườn rau
57. LỢI ÍCH „ Giảm thiểu lượng CO2 thải vào khí quyển hàng năm: 1.581.749kg do giảm sự tiêu thụ gas và điện 3 „ Giảm tiêu thụ nước: 24.950m /năm „ Tiết kiệm được: 279.588$
58. THANKS!