Thiết kế HTXLNT sản xuất bia công suất 3000m3/ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI
Đề tài:
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2011
THIẾT KẾ HTXL NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA
CÔNG SUẤT 3000M
3
/ngày đêm
GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
SVTH: Nguyễn Minh Đại MSSV: 08115055
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
MỤC LỤC
Trang 2


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Trang 3
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đồ án môn học này nhóm chúng em đã được quý
Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô Bộ môn Công nghệ Môi trường giúp đỡ tận tụy và
trao đổi những kinh nghiệm hết sức quý báu. Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS
Nguyễn Văn Sức đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích giúp chúng
em hoàn thành tốt đồ án này.
Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến ThS. Nguyễn Thái Anh đã tận

tình hướng dẫn, quan tâm sâu sắc trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Cảm ơn các bạn thật nhiều với những trao đổi, giúp đỡ và góp ý hữu ích để đồ
án được hoàn thành.
Trong quá trình thực hiện đồ án không sao tránh khỏi những sai sót, chúng em
rất cảm ơn những nhận xét, đóng góp ý kiến của quý thầy cô để đề tài của nhóm được
tốt hơn.
Nhóm thực hiện
 !"#
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
oOo
1. Đồ án môn học:
Thiết kế HTXLNT sản xuất bia công suất 3000 m
3
/ngày đêm
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
- Số liệu ban đầu: do GVHD cung cấp
- Nhiệm vụ:
+ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia công suất 3000m
3
/ng.đ
+ Tính toán các công trình đơn vị
+ Vẽ sơ đồ công nghệ và bể UASB
+ Thể hiện kết quả bằng bản vẽ kỹ thuật trên bản A3 và A1
3. Ngày giao đồán: 01/11/2011
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/12/2011
5. Giáo viên hướng dẫn:… ThS. Nguyễn Thái Anh…………………………….
Nội dung và yêu cầu Đồ án đã được thông qua Bộ
môn
Ngày tháng năm 2012
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Ký và ghi rõ họ tên)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Thái Anh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN





Trang 4
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:











Điểm bằng số: Điểm ghi bằng chữ:

Tp.HCM, ngày………….tháng……….năm 2012
(GV hướng dẫn ký tên và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN






Trang 5











Điểm bằng số: Điểm ghi bằng chữ:
Tp.HCM, ngày………….tháng……….năm 2012
(GV ký tên và ghi rõ họ tên)
Trang 6
Trang 7
DANH MỤC BẢNG
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA Ở VIỆT NAM

Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời 7000 năm trước công nguyên đã có
ghi chép về sản xuất bia.
Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu của
hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp một
lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.
Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam
Bia được đưavào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia
Sài Gòn và nhà máy Bia Hà Nội, ngành Bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm.
Hiện nay do nhu cầu thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất
bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà
máy bia đã có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địa
phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng nước ngoài. Công nghiệp bia
phát triển kéo theo sự phát triển của ngành sản xuất khác.
Tình hình sản xuất
Nămnăm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP,
tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp bia đã
phát triển với tốc độ tăng trưởng cao. Năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng
20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu
người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng.
Hai tổng công ty Bia – rượu – nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn vị
đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành Bia. Năng lực sản xuất bia chủ
yếu tập trung vào các thành phố lớn: Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh, Hải phòng… nhưng
nay các nhà máy sản xuất Bia càng phổ biến ở tất cả mọi tỉnh thành. Do nhu cầu tiêu
thụ bia ngày càng gia tăng, do mức sống ngày càng tăng
Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động mức tiêu thụ bia, rượu. ở các
nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu, bia nên
tiêu thụ bình quân đầu người thấp. Việt Nam không bị ảnh hưởng tín ngưỡng tôn giáo,
thị trường nhu cầu tiêu thụ ngày càng gia tăng.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 9
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
1.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT
1.2.1. Phương pháp sản xuất
Bia được sản xuất theo hai phương pháp lên men cơ bản:
- Phương pháp sản xuất truyền thống
- Phương pháp sản xuất hiện đại.
Theo phương pháp lên men truyền thống, quá trình sản xuất bắt buộc phải qua
những giai đoạn chủ yếu sau đây:
- Đường hoá tinh bột thành đường nhờ enzym amylase của malt hoặc amylase
của vi sinh vật(nếu sử dụng nguồn tinh bột thay thế malt).
- Lên men chính.
- Lên men phụ, tạo sản phẩm.
Theo phương pháp lên men hiện đại, các quá trình cũng tương tự như trên.Tuy
nhiên, có điều khác cơ bản là người ta tiến hành quá trình lên men chính và lên men
phụ trong cùng một thiết bị. Điều khiển quá trình lên men này bằng hệ thống làm lạnh
cục bộ. Bằng hệ thống lạnh được lắp đặt trong thiết bị lên men, người ta điều khiển
quá trình lên men chính, phụ xen kẽ và cuối cùng toàn bộ hệ thống được lên men phụ.
Hiện nay, phương pháp lên men truyền thống vẫn được áp dụng trong sản xuất
và vẫn được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới
1.2.2. Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 3 thành phần cơ bản: Malt đại
mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa sản
phẩm các nhà máy sản xuất thường dùng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu xuất
của quá trình sản xuất người ta thường sử dụng thêm một số chế phẩm enzyme.
a. Nước:
Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó
có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng
hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc
dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan
trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung

thì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó, để đảm bảo sự ổn
định về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia
vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 11
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
b. Malt đại mạch
Malt đại mạch vừa là tác nhân đường
hóa, vừa là nguyên liệu đặc trưng dụng sản
xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi
vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so với bia
được sản xuất từ malt của các loại hạt hoa thảo
khác.
Bằng cách ngâmhạt lúa mạch vào trong
nước, cho phép chúng nảy mầm đến một giai
đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt ngũ
cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tích
luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym trong đại mạch. Hệ enzym này giúp
chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan bền vững vào nướctham gia vào
quá trình lên men. Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các
màu malt khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản
xuất ra bia sẫm màu hơn.
Malt dùng trongsảnxuấtbiavới2mụcđích,vừalàtácnhân đườnghóa
vừalànguyênliệu. Trong sảnxuấtbiachủyếu làdùngmaltđạimạchvì:
- Đạimạchdễ điều khiểnquátrìnhươm mầm.
- Đạimạchcho tỉlệenzym cânđối thíchhợpchocôngnghệ bia.
- Vỏđại mạch dai nênnghiền ít nát và tạolớptrợlọcrất xốp.
- Malt đại mạch cho biacóhương vị đặc trưng hơn so với cácloạimaltkhác.
- Riêng đối vớimộtsốnướcthì đạimạch dễ trồnghơn so với các loạilúamạch
khác.

c. Hoa houblon
Hoa houblon được con người biết đến và
đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN, là
nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất
bia. Làm cho bia có vị đắng dễ chịu, hương
thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ
bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn và hoa đã thụ phấn
sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng bia. Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khac nhau:
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 13
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
dạng hoa nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, không sử dụng 100% cao hoa
vì sẽ làm cho mùi, vị của bia bị giảm sút.
Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng hoa nguyên và dạng viên. Sử dụnghoa
nguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng, nhưng đồng thời cũng có nhược điểm
là giá thành cao, khó bảo quản.
d. Nguyên liệu thay thế:
Trongcôngnghiệpsảnxuất bia,vớimụcđíchgiảm giá thànhvàđa dạng
hóasảnphẩm, ngườita đãsử dụngmộtsố nguyênliệuthaythế maltđạimạch.
 Nguyên liệugiàutinh bột:
Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu dạng hạt như đại mạch chưa nẩy mầm,
tiểu mạch, gạo, ngô đã tách phôi để thay thế malt đại mạch.
Lượng nguyên liệu thay thế được sử dụng tùy theo từng nước và từng loại bia.
Có những nước cấm sử dụng nguyên liệu thay thế nhưng cũng có những nước sử dụng
với tỉ lệ cao (trên 50%). Khi sử dụng nguyên liệu thay thế để nấu bia với tỉ lệ cao cần
phải sử dụng thêm các chế phẩm enzym.
 Các nguyên liệugiàu đường:
Các loại nguyên liệu giàu đường được bổ sung trực tiếp vào dịch đường ở giai
đoạn houblon hóa. Có thể sử dụng các loại nguyên liệu sau để bổ sung: đường mía,

đường củ cải, đường glucose, đường nghịch đảo, mật tinh bột, Không nên sử dụng
đường với tỉ lệ lớn để thay malt trong nấu bia vì khi đó sẽ làm thay đổi lớn tỉ số giữa
các chất đường và không đường, kết quả sẽ làm giảm chất lượng của bia.
e. Men
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể
được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, Men bia sẽ chuyển hoá đường thu
được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit (CO
2
). Bia Sài Gòn, với công nghệ
sản xuất hiện đại hiện sử dụng loại men được nuôi cấy có độ tinh khiết cao, đảm bảo
sự ổn định và đồng bộ trong sản phẩm của mình.
1.2.3. Quy trình sản xuất bia
Bia là sản phẩm thực phẩm thuộc loại đồ uống có độ cồn thấp, thu được bằng
cách lên men bia ở nhiệt độ thấp dịch đường ( chế biến từ malt đại mạch và các hạt
giàu tinh bột như gạo, bắp…) cùng với nước và hoa houblon. Tất cả các loại bia đều
chứa một lượng cồn từ 1,8-7% so với thể tích và khoảng 0.3-0.5% khí CO2 tính theo
trọng lượng. Đây là hai sản phẩm chính của quá trình lên men bia từ các loại dịch
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 15
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
đường đã được houblon hoá , được tiến hành do một số chủng đặc hiệu của nấm men
saccharomyces. Ngoài ra trong bia còn chứa các hợp chất khác, một số là sản phẩm
phụ của quá trình lên men, một số là sản phẩm của quá trình tương tác hoá học, phần
còn lại là những cấu tử, hợp phần của dịch đường không bị biến đổi trong suốt quá
trình công nghệ. Tất cả những cấu tử này tuỳ vào mức độ và vai trò đều trực tiếp tham
gia vào việc định hình hương vị và nhiều chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm. Với
hương thơm dặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon, các chất khoáng, chất tạo
hương… ở tỷ lệ cân đối đã tạo cho bia có một hương vị đậm đà mà không hề thấy ở
các sản phẩm khác. Nhân tố tạo ra tính độc đáo của bia trước hết là do đặc tính của
nguyên liệu sau đó là do tính chất của quá trình công nghệ.

Công nghệ sản xuất bia là quá trình phức tạp dù được thực hiện thủ công hay
tự động hoá thì đều phải trải qua các giai đoạn :
- Chế biến dịch đường, houblon hoá
- Lên men chính để chuyển hoá dịch đường thành bia non , lên men phụ và
tang trữ bia non thành bia tiêu chuẩn
- Lọc trong bia , đóng bao bì , hoàn thiện sản phẩm …
A/ Sản xuất dịch đường houblon hoá :
Sơ đồ công nghệ sản xuất dịch đường houblon hoá bao gồm :
 Làm sạch và đánh bóng malt .
 Nghiền malt :
 Đập nhỏ hạt ra thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước , thúc
đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân nhanh và triệt để hơn.
 Có 3 cách tiến hành nghiền malt: nghiền khô, nghiền ẩm, nghiền nước.
 Đường hóa nguyên liệu
 Nguyên liệu sau khi đã nghiền nhỏ sẽ được hoà trộn với nước ở trong thiết
bị đường hoá . Lượng nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủng
loại bia và đặc tính kỹ thuật của hệ thống thiết bị .
 Trong môi trường giàu nước các hợp chất thấp phân tử sẽ hoà tan vào nước
trở thành chất chiết của dịch đường sau này, các hợp chất cao phân tử như
tinh bột, protein sẽ bị tác động bởi các nhóm enzyme tương ứng khi nhiệt
độkhối dịch được nâng đến điểm thích hợp dưới sự xúc tác của hệ enzyme
thuỷ phân các hợp chất cao phân tử sẽ bị cắt thành sản phẩm thấp phân tử
và hoà tan vào nước trở thành chất chiết của dịch đường.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 17
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
 Ở phân đoạn sản xuất dịch đường thường được bố trí các loại thiết bị chính
sau: thiết bị phối trộn, thiết bị đường hoá, thiết bị lọc, thiết bị đun dịch
đường với hoa houlon, thiết bị tách bã hoa …
 Lọc bã malt: sau khi đường hoá kết thúc , bao gồm 2 hợp phần: pha rắn và pha

lỏng.
 Thành phần pha rắn bao gồm các cấu tử không hoà tan của bột nghiền còn
pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly từ malt
hoà tan trong đó. Pha rắn gọi là bã malt còn pha lỏng gọi là dịch đường .
 Mục đích của quá trình này là tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để tiếp tục các
bước tiếp theo của quá trình còn pha rắn loại bỏ ra ngoài.
 Thiết bị lọc bã malt: thùng lọc đáy bằng, máy ép khung bản…
 Nấu dịch đường với hoa houblon:
 Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các thành phần khác của
hoa houblon vào dịch đường để làm nó có vị đắng và hương thơm dịu của
hoa – đặc trưng của bia .
 Polyphenol khi hoà tan vào dịch đường ở nhiệt độcao sẽ tác dụng với với
các hợp chất protein tạo thành các phức chất màng nhầy dễ kết lắng sẽ kéo
theo các phần tử cặn lắng theo.
 Trường độ đun sôi với hoa phụ thuộc chất lượng nguyên liệu, cường độ
đun, nồng độ chất hoà tan… và nằm trong khoảng từ 1,5-2,5h.
 Làm lạnh và tách cặn dịch đường.
( Dịch đường: bao gồm nước và các cấu tử hoà tan, chất chiết: cấu tửhoà tan
chứa 93% chất hữu cơ 7% chất vô cơ)
B/ Lên men chính lên men phụ và tàng trữ bia:
Lên men là giai đoạn quyết định đề chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành
bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động của chúng
 Lên men chính: một lượng lớn cơ chất trong dịch đường bị nấm men hấp thụ
tạo thành rượu etylic, khí CO
2
các hợp chất dễ bay hơi… một phần nhỏ bị kết
lắng và phải loại bỏ ra ngoài .
 Lên men phụ và tàng trữ bia: ở giai đoạn này các quá trình sinh hoá lý xảy ra
hoàn toàn giống quá trình lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn vì nhiệt độ
thấp hơn và lượng nấm men cũng ít hơn, đây là quá trình nhằm chuyển hoá hết

phần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong bia non .
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 19
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
 Làm trong bia: sự hiện diện của các hạt dạng keo, nấm men, nhựa đắng… góp
phần làm giảm độ bền của bia do đó làm trong giúp tăng thời gian bảo quản khi
lưu hành trên thị trường .
 Chiết bia vào chai: chai đựng bia phải làm từ thuỷ tinh chất lượng cao có màu
caphe hoặc xanh nhạt.
Quy trình sản xuất bia:
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 21
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
Malt khô
Xay nghiền
Phế liệu
Chai, lon
Chiết chai, lonRửa khử trùng Thanh trùng Dán nhãn
Xuất xưởng
Lên men chính
Lên men phụ và tàng trữ
Lọc trong
Bia tươi
Làm nguội
Ngâm nấu đường hóa
Xử lý
Nước
Lọc trong
Dịch đường
Đun sôi
Lắng trong

Hoa houblon
Hơi nước
Xử lýNén
Không khí
CO2
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Chương 2: NƯỚC THẢI BIA
2.1. CÁC NGUỒN THẢI TỪ NHÀ MÁY BIA
Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không bị ô
nhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 23
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Nước thải từ bộ phận nấu - đường hoá, chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bể
chứa, sàn nhà … nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ, …
Nước thải từ hầm lên men là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,
đường ống, sàn nhà, xưởng, … có chứa bã men và chất hữu cơ.
Nước thải rửa chai, đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn
trong công nghệ sản xuất bia. Về nguyên lý để đóng chai thì phải được rửa 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 và nước lạnh. Do đó, dòng thải của
quá trình rửa chai có độ ph cao vào làm cho dòng thải chung có giá trị pH kiềm tính.
Tính chất nước thải nhà máy bia
Đặc trưng nước thải nhà máy Bia: hàm lượng các chất hữu cơ protein và
cacbonate cao, tỉ số BOD
5
/COD cao, hàm lượng N, P cao. Nước thải từ quá trình sản
xuất Bia có thành phần, tính chất và nhiệt độ không ổn định phát sinh từ nhiều nguồn
khác nhau. Các nguồn nước thải chủ yếu:

 Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ:
Đây là loại nước thải ô nhiễm nặng. Nước thải phát sinh từ công nghệ lọc
phèn nên chúng bị nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm, các vi sinh vật.
 Nước thải lọc dịch đường:
Nước thải này thường bị nhiễm bẩn hữu cơ, lượng Gluco 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 dịch đường có độ đục và độ màu khá cao.
 Nước thải từ các thiết bị goải nhiệt được xem như là sạch nhưng có nhiệt độ
cao khoảng 45- 500C có thể có một lượng dầu mỡ nhưng không đáng kể.
 Nước rửa chai: đây là dòng thải có độ kiềm cao.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 25
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
MaltGạo
Hồ hoá Đường hoá
Lọc dịch đường
Houblon hoá
Lắng cặn
Làm lạnh nhanh
Lên men
Lọc bia
Chiết chai
Thanh trùng
Dán nhãn
Bia thành phẩm
Bã malt
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Bã hoa
Nước thải

Nước thải
Nước thải
Đường
Houblon
O2 + men
Vỏ chai
Rửa chai
Nước thải
Trạm XLNT
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Sơ đồ dòng thải trong nhà máy
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 27
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
2.2. THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI
Tải lượng ô nhiễm trong nước thải bia là 6-8 kgBOD
5
, 9-30 kgCOD, 2-4 kg cặn
lơ lửng… cho 1000 lít bia. Các nghiên cứu về thành phần, tính chất nước thải sản xuất
bia cho thấy hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải tại cơ sở sản xuất bia lớn hơn
quy chuẩn cho phép rất nhiều lần. Kết quả phân tích được tại một số nhà máy bia:
Thông
số
Đơn
vị
A B C D E F G
PH - 6.8 –
9.4
6.7- 9.5 - 9 – 14 8.5 5.8- 8 5.7-
11.7

BOD5 mg/l 1800 - 1100 -
1500
- 1000 3500-
4000
185-
2400
COD mg/l 2400 1960-
2690
1800 -
3000
2000-
3400
1600 1800-
2800
310-
3500
N mg/l 60 75 30 -
100
- 20- 40 48-
348
P mg/l 3.2 - 10 - 30 - 12- 15 1.4-
9.09
SS mg/l 420 - - 600 -
1000
250-
300
158-
1530
Bảng 2.1. Tổng hợp tính chất nước thải một số nhà máy Bia.


Chú thích:
A:Lâm Minh Triết- Kỹ thuật môi trường- bảng 7.5.
B: Nhà máy Bia Sài Gòn- Bình Dương, KCN Tân Đông Hiệp B, Dĩ An, Bình Dương.
C, G: Trần Văn Nhân- Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nướ thải.
D: Công ty TNHH Bia Huế- Thừa Thiên Huế.
E: Lê Gia Huy, Giáo trình công nghệ vi sinh vật xử lý nước thải.
F: Công ty Bia Hà Nội- Vũng Tàu.
Chương 3: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
3.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1.1. Phương pháp cơ học
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 29
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
Lắng trong
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Đây là một trong những phương pháp rẻ tiền mà hiệuquả chấp nhận được. Các
công trình tiêu biểu trong phương pháp cơ học chủ yếu như: Song chắn rác, máy
nghiền rác, lưới lọc rác, bể điều hòa, bể lắng cát, bể lọc nhanh, bể tuyển nổi…
3.1.1.1. Song chắn rác
Mục đích: Song chắn rác được sử dụng nhằm mục đích tách các loại rác rưởi
và tạp chất không tan có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Song chắn rác giúp bảo vệ
các thiết bị máy móc như bơm, hệ thống đường ống, các công trình thuộc các công
đoạn xử lý tiếp theo.
Phân loại: Theo kích thước khe hở giữa các thanh song chắn thì có 3 loại là:
loại lớn, loại trung bình và loại nhỏ.Theo đặc điểm cấu tạo thì chia làm 3 loại: loại cố
định, loại di động, loại hợp nhất với máy nghiền rác.Theo phương pháp lấy rác thì chia
thành 2 loại: loại thủ công khi lượng rác nhỏ hơn 0,1 m
3
/ng.đ và loại cơ giới khi lượng
rác lớn hơn 0,1 m
3

/ng.đ
3.1.1.2. Máy nghiền rác
Mục đích: Nghiền chất thải rắn có kích thước lớn không cần loại khỏi dòng
nước thải. Tạo kích thước đồng đều.
Vị trí đặt máy nghiền rác: Đặt máy nghiền rác song song với song chắn rác. Chỉ
sử dụng máy nghiền rác và luôn luôn đặt ở mương dẫn nước vào.
3.1.1.3. Bể điều hòa
Mục đích: Chức năng của bể điều hòa là điều hòa lưu lượng và/hoặc nồng độ
các chất bẩn trong nước thải. Kiểm soát và pha loãng các chất độc hại nhằm tránh ảnh
hưởng tới các công trình xử lý sinh học phía sau. Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh
học do nó hạn chế hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải
về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ. Ngoài chức năng điều hòa, việc khuấy
trộn trong bể điều hòa còn giúp tránh lắng cặn, tham gia làm thoáng sơ bộ, tăng hiệu
suất lắng ở bể lắng đợt 1, oxy hóa một phần các chất hữu cơ.
Phân loại: Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng. Vị trí nằm trực tiếp trên đường
chuyển động của dòng chảy.Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu. Vị trí có thể nằm trực
tiếp trên đường vận chuyển của dòng chảy hoặc ngoài đường đi của dòng chảy.
3.1.1.4. Các quá trình lắng
Lắng là một tập hợp gồm các quá trình lắng như: lắng cát, lắng ngang, lắng đứng…
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 31
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Mục đích: Loại bỏ chất hữu cơ trong bể lắng đợt 1. Loại bỏ cặn bùn sinh học
(bùn hoạt tính,màng vi sinh) ở bể lắng 2. Loại bỏ các bông cặn trong quá trình keo tụ
tạo bông. Nén bùn trọng lực nhằm làm giảm độ ẩm của bùn.
Phân loại: tùy thuộc vào bản chất của các hạt chất bẩn không tan và nồng độ
của nó trong nước thải thì người ta phân làm 4 vùng lắng.
3.1.1.5. Bể tuyển nổi
Mục đích: Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm
loại bỏ các tạp chất không tan trong nước và khó lắng. Tuyển nổi được sử dụng tách

các chất tan như chất hoạt động bề mặt. Tuyển nổi áp dụng để xử lý nước thải của
nhiều ngành sản xuất như: chế biến dầu mỏ, tơ sợi nhân tạo, giấy, da, hóa chất, cao su,
thủy sản…
3.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Thực chất của phương pháp hóa lý là sự kết hợp giữa phương pháp vật lý và
phương pháp hóa học.
Trong xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý thì có các công trình chủ yếu
sau: keo tụ tạo bông, khuấy trộn, hấp phụ, trao đổi ion…
3.1.2.1. Keo tụ tạo bông
Mục đích: Mục đích của keo tụ tạo bông là khử các chất ô nhiễm dạng keo
(phá vỡ thế ổn định của hạt keo) nhằm liên kết chúng lại với nhau, tạo nên các bông
cặn lớn có thể lắng trọng lực. Qúa trình keo tụ tạo bông áp dụng loại bỏ các chất rắn lơ
lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ.
Các chất đông tụ thường dùng là các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng,
trong thực tế người ta thường dùng:Al
2
(SO
4
)
3.
18H
2
O, NaAlO
2
, Al
2
(OH)
5
Cl,
KAl(SO

4
)
2
.12H
2
O, NH
4
Al(SO
4
)
2
.H
2
O.
3.1.2.2. Khuấy trộn
Mục đích: Trộn lẫn hoàn toàn giữa chất này với chất khác. Khuấy trộn duy trì
các chất rắn lơ lửng ở trạng thái lơ lửng. Khuấy trộn các giọt chất lỏng ở trạng thái lơ
lửng. Khuấy trộn các giọt chất lỏng ở trạng thái lơ lửng, trộn lẫn các chất lỏng, tạo
bông cặn, trao đổi nhiệt….
Phân loại: Khuấy trộn nhanh, liên tục: Thời gian khuấy từ 30 giây trở xuống
nhằm trọn các hóa chất vào nước. Khuấy liên tục để giữ các hạt chất rắn, lỏng trong bể
ở trạng thái lơ lửng, quá trình khuấy trộn này có thể diễn ra bởi các thiết bị khuấy cơ
học, khuấy khí động học, khuấy tĩnh và bơm.
3.1.2.3. Hấp phụ
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 33
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Mục đích: Loại bỏ triệt để nức thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý
được bằng các phương pháp khác. Loại bỏ chất hữu cơ rất khó phân hủy sinh học
nhưng có thể dễ dàng nhờ quá trình hấp thụ. Khử mùi là mục đích khác của hấp thụ.

Chất hấp phụ chủ yếu là than hoạt tính.
Phân loại:
- Hấp thụ lý học: Là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa
chất bị hấp phụ và chất hấp phụ như lực liên kết VanderWaals.
- Hấp phụ hóa học: Là quá trình trong đó có xảy ra phản ứng hóa học giữa chất
bị hấp phụ và chất hấp phụ.
3.1.2.4. Trao đổi ion
Mục đích: Dùng để tách các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd…cũng
như các hợp chất như Arsen, Phospho, Cyanua, Chất phóng xạ…ra khỏi nước. Đây là
phương pháp được ứng dụng rộng rãi để khử muối, tách muối và nước thải. Trao đổi
ion là một quá trình trong đó các ion bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điện
tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.
3.1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
Xử lý bằng phương pháp hóa học là một phương pháp hiệu quả nhưng vấn đề
kinh tế và kỹ thuật thì lại đòi hỏi cao, cần có những người có chuyên môn mới có thể
xử lý tốt được.
Trong phương pháp này cần kể tới như: phương pháp trung hòa, phương pháp
oxy hóa khử, phương pháp trao đổi, phương pháp kết tủa, khử trùng…
3.1.3.1. Trung hòa
Mục đích: tránh ăn mòn, ngăn ngừa hiện tượng xâm thực. Loại bỏ các kim loại
nặng. Tránh ảnh hưởng tới các công trình xử lý sinh học phía sau. Nước thải được coi
là trung hòa nếu pH=6,5-8,5. Nước thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa
và đưa pH về khoảng như trên.
3.1.3.2. Oxy hóa khử
Mục đích: Khử sắt trong nước ngầm. Xử lý nước thải chứa các hợp chất hóa
học khó phân hủy. Khử trùng. Oxy hóa các chất ô nhiễm độc hại, khó có khả năng xử
lý sinh học thành sản phẩm không độc hại hoặc ít độc hại hơn, có khả năng phân hủy
sinh học hay thuận lợi cho quá trình hấp phụ.
3.1.3.3. Quá trình làm mềm nước
Mục đích: Qúa trình làm mềm nước bằng phương pháp hóa học

SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 35
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Cơ sở của phương pháp: Đưa các hóa chất có khả năng kết hợp với các ion
Ca
2+
, Mg
2+
, có trong nước tạo thành các chất kết tủa và loại trừ chúng bằng biện pháp
lắng lọc.
Các biện pháp làm mềm: Làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sô đa. Làm
mềm nước bằng trinatriphophat (Na
3
PO
4
).
3.1.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
3.1.4.1. Tổng quan về các phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong
nước thải cũng như một số chất vô cơ như: H
2
S, Sunfit, Ammonia, Nito…Dựa trên cơ
sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử
dụng chất hữu cơ và một số chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.
Phân loại: Phương pháp kỵ khí sử dụng nhom vi sinh vật kỵ khí hoạt động
trong điều kiện không có oxy. Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu
khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
3.1.4.2. Một số bể sử dụng phương pháp sinh học
1. Bể Aeroten:
Bể aerotank là một bể được sử dụng khá phổ biến trong kỹ thuật xử lý nước

thải, trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình
phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc
sục khí liên tục nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và
duy trì ở trạng thái liên tục.
Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc: Tỉ số giữa lượng
thức ăn và lượng vi sinh vật. Tỉ số F/M, nhiệt độ, tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh
lý của vi sinh vật, nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất, lượng
các chất cấu tạo tế bào, hàm lượng oxy hòa tan.
Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí dạng mẻ(SBR)
Đây là bể hoạt động gián đoạn, là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính
theo kiểu làm đầy và xả cặn.
Quá trình xảy ra trong bể SBR tượng tự như trong bể bùn hạt tính hoạt động
liên tục nhưng trong bể này thì tất cả các quá trình diễn ra trong cùng một bể.
Các bước thực hiện như sau: làm đầy,phản ứng, lắng, xả cặn, ngưng.
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 37
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Khi thiết kế bể SBR không cần xây dựng bể điều hòa, bể lắng 1, bể lắng 2, có
thể áp dụng để khử nitơ, phốtpho rất tốt. Tuy nhiên lại tốn thời gian và vận hành khá
phức tạp.
2. Mương oxy hóa
Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn, làm
việc theo chế độ làm thoáng kéo dài, hỗn hợp bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải
chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương.
3. Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Phương pháp này dòng nước được chảy từ trên xuống qua tầng vật liệu lọc, lọc
sinh học nhỏ giọt gồm một bể tròn hay bể chữ nhật có chứa lớp vật liệu lọc(đá, ống
nhựa, miếng nhựa,…). Nước thải được tưới liên tục hay gián đoạn từ một ống phân
phối thích hợp đặt bên trên bể.
Vật liệu lọc thường dùng là: Đá, than, xỉ, plastic.

4. Bể UASB
Đây là một bể áp dụng quá trình kỵ khí và nó cũng là một công trình được sử
dụng khá phổ biến hiện nay.
Ưu điểm : Cả 3 quá trình : phân hủy – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong
cùng một công trình tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tóc độ
lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng. Ít tốn năng lượng vận hành. Ít
bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn. Bùn sinh ra dễ tách nước.
5. Hồ sinh học
Hồ sinh học còn gọn là hồ ổn định nước thải. xử lý nước thải trong các ao hồ ổn
điịnh là phương pháp đơn giản nhất được sử dụng từ xa xưa, phương pháp này không
yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu
quả tốt.
Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của
nguồn nước chủ yếu là các vi sinh vật, và các động vật thủy sinh khác, các chất ô
nhiễm bị phân hủy thành chất khí và nước.
Tùy theo nồng độ oxy hòa tan có trong hồ, hệ thống hồ sinh vật được phân loại
thành: hồ hiếu khí, hồ tùy nghi, hồ kỵ khí.
3.1.5. Một vài phương pháp xử lý nước thải Bia
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 39
Nguyễn Văn Nghiểm 08115020
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS. Nguyễn Thái Anh
Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng chất hữu
cơ cao ở trạng thái hòa tan và trạng thải lơ lửng, trong đó chủ yếu là hidratcacbon,
protein và các acid hữu cơ, là các chất có khả năng phân hủy sinh học. Tỉ số
BOD/COD nằm trong khoảng 0,5 ÷0,7 nên chúng thích hợp với phương pháp xử lý
sinh học. Tuy nhiên trong những trường hợp thiếu các chất dinh dưỡng như nitơ,
phospho cho các quá trình phát triển của vi sinh vật cần phải bổ sung kịp thời.
Xử lý sơ bộ nước thải Bia
Nước thải rửa chai và téc cần qua một sang tuyển để loại bỏ mảnh thủy tinh vỡ
và nhãn giấy. Nước thải sản xuất hỗn hợp cần cho các bể tách dầu trước khi xử lý sinh

học.
Nước thải sản xuất và vệ sinh tập trung vào một hệ thống được xử lý bằng bể
sục một giai đoạn. nước làm lạnh và nước mưa thải vào nơi tiếp nhận không cần xử lý.
Phương pháp sinh học
a. Phương pháp bùn hoạt tính(Aeroten):
Khi áp dụng phương pháp này cần lưu ý, các bể Aeroten rất khó vận hành để
đạt được hiệu suất xử lý cao khi các chất hữu cơ trong nước thải có hàm lượng cao, sẽ
gây ra hiện tượng khó lắng bùn. Nước thải nhà máy bia có chứa rất nhiều nấm men do
công đoạn rửa nấm men, lọc và tách bã men. Khi vận hành sản xuất, cố gắng giảm sự
rơi vãi của nấm men. Phương pháp này áp dụng với tải trọng 0,05 – 0,1 kgBODkg
bùn/ngày.
b.Phương pháp màng sinh học hiếu khí:
Thiết bị bao gồm: một bể hình tháp, nạp các chất mang làm bằng nhựa, lõi ngô,
vỏ bào, vỏ đậu phộng. Chất mang bằng nhựa thường sử dụng được lâu. Thích hợp nhà
máy có tải trọng thể tích 1 ÷ 1,6kgBOD/m
3
.ngày và tải trọng làm bùn 0,6 ÷0 ,64
kg/m
3
.ngày.
c. Hồ sinh học hiếu khí:
Khi vận hành không khí được cung cấp liên tục. Tải trọng hồ hiếu khí thường
0,025 ÷0,003kgBOD/m
3
.ngày. Nước sau khi được xử lý từ hồ hiếu khí qua bể lắng.
Nước sẽ được hoàn lưu cho các quá trình làm nguội hay rửa sàn nhà sản xuất.
d. Phương pháp kỵ khí.
e. Phương pháp yếm khí kết hợp hiếu khí.
3.2. LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SVTH: Nguyễn Minh Đại 08115055Trang 41

Nguyễn Văn Nghiểm 08115020