Vai trò của công nghệ sinh học đối với ngành chăn nuôi

Vâ ThÞ Ngäc Lan Líp QT- TB C«ng nghÖ Hãa vµ Thùc
phÈm
PHẦN I: MỞ ĐẦU

Công nghiệp thực phẩm là một trong số những ngành công nghiệp phổ
biến, nó phát triển gắn liền với nhu cầu và đời sống của con người.
Trong nhiều năm gần đây, ngành này phát triển với tốc độ lớn, đặc biệt
là ngành sản xuất rượu bia.
Bia có hương vị đặc trưng riêng và là loại nước giải khát có nồng độ
cồn thấp, có vị đắng dễ chịu nên được ưa chuộng và vì bia không những chứa
thành phần dinh dưỡng cao mà còn có tác dụng giải khát rất hữu hiệu do có
chứa CO
2
bão hoà. Nhờ đó mà bia được sử dụng rộng rãỉ ở hầu hết các nước
trên thế giới và sản lượng hàng năm của nó ngày càng tăng.
Kinh tế Việt Nam cũng phát triển theo xu hướng phát triển chung của
nền kinh tế thế giới nên kéo theo đó là nhu cầu tiêu thụ bia và các loại nước
giải khát tăng rất nhanh.
Năm 1994: sản lượng bia cả nước 300 triệu l/năm
Năm 1995 :sản lượng bia cả nước đạt trên 500triệu l/năm
Năm 1996:sản lượng bia cả nước đ¹t trên 600 triệu l/năm
Mặc dù lượng bia sản xuất tại Việt Nam mỗi năm một tăng nhưng do
nhu cầu tiêu thụ của nhân dân đặc biệt là tại các thành phố lớn như Thành phố
Sài Gòn, Hà Nội. Nên một vài năm trở lại đây hàng loạt các nhà máy sản xuất
bia được xây dựng.
Bên cạnh các nhà máy bia lớn (Tiger, Heiniken, Huda...) có công suất
cao, có công nghệ hiện đại, đạt tiêu chuẩn từ khâu nguyên liệu đến khâu xử lý
nước thải, còn có nhiều nhà máy với công suất nhỏ xây dựng tại các địa
phương. Tại các cơ sở này thì vấn đề xử lý nước thải bị coi nhẹ hoặc không
được quan tâm. Lý do một phần là vốn đầu tư có hạn, một phần là do thiết bị
cũ, không đồng bộ… Hàng loạt các nguyên nhân đó dẫn đến việc ô nhiễm

môi trường một cách nghiêm trọng.
1
Vâ ThÞ Ngäc Lan Líp QT- TB C«ng nghÖ Hãa vµ Thùc
phÈm
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.
Việc phát triển công nghiệp, một mặt góp phần tăng sản phẩm cho xã
hội, mặt khác sẽ gây ra tác hại vì nó tạo ra các chất thải gây ô nhiễm môi
trường.
Vấn đề bảo vệ môi trường ngày càng trở nên cấp thiết và mang tính
chất toàn cầu vì môi trường ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến mọi hoạt
động sống của con người. Do đó, hiện nay các cơ sở sản xuất bia đều bắt buộc
phải xử lý nước thải sơ bộ hoặc triệt để trước khi thải ra môi trường. Có rất
nhiều phương pháp để xử lý nước thải bia, mỗi phương pháp đều có đặc trưng
và phạm vi ứng dụng riêng.
Đặc điểm nổi bật là nước thải bia chứa nhiều protein, axit hữu cơ
Pectin tan hoặc không tan… với nước thải có đặc tính như vậy sẽ là cơ sở để
lựa chọn nhiều phương pháp xử lý khác nhau: phương pháp sinh học, phương
pháp hoá học, phương pháp cơ học, phương pháp hoá lý….
Phương pháp sinh học có ưu điểm là xử lý triệt để nhưng cần có thời
gian tiếp xúc, mặt bằng rộng, phù hợp với các cơ sở sản xuất lớn.
Phương pháp hoá lý (lắng-lọc kết hợp) xử lý không triệt để như phương
pháp sinh học nhưng chúng lại có ưu điểm là thời gian tiếp xúc ít, tốn ít diện
tích.
Phương pháp hoá học cần sử dụng nhiều hoá chất, tạo bùn “bẩn” nên
không thể thải trực tiếp ra môi trường.
Từ những ưu, nhược điểm của từng phương pháp, dựa vào khả năng
đầu tư, vào diện tích sản xuất… Em chọn phương pháp xử lý nước thải bia
bằng phương pháp sinh học.
2

Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Phần ii: CễNG NGH SN XUT BIA
V MT S THNH PHN CHNH TRONG
CễNG NGH SN XUT BIA
i. nguyên liệu cho quá trình sản xuất bia
1. Nguyờn liu chớnh cho quỏ trỡnh sn xut bia
Bia c sn xut t cỏc nguyờn liu chớnh: Malt i mch, go t, hoa
houblon, nc v nm men.
a. Malt i mch
Thnh phn hoỏ hc ht i mch cha 76% tan, 2-5% m
+ Tinh bt 58%
+ Cht bộo 2,5%
+ Khoỏng 2,5%
+ ng kh 4%
+ Protein 10%
+ X 6%
+ Saccaroza 5%
+ Pentoza ho tan 1%
+ Hexoza v pentoza khụng ho tan 9%
+ Mt s cht mu, cht thm, cht ng
b. Go t
Thng c s dng lm nguyờn liu ph(10-30%)
Thnh phn hoỏ hc ca go tớnh theo % cht khụ
+ Tinh bt 70-75%
+ Prụtit 7-8%
+ Cht khoỏng 1-1,5%
+ Cỏc loi ng 2-5 %
3
Vâ ThÞ Ngäc Lan Líp QT- TB C«ng nghÖ Hãa vµ Thùc

phÈm
+ Chất béo 1-1,5 %
Có thế thay thế gạo bằng bột mì, bột ngô.
c. Hoa houblon.
Là loại hoa chứa chất thơm, chất đắng đặc trưng cho hương vị của bia.
Thành phần hoá học của hoa houblon tính theo phần trăm chất khô:
+ §ộ ẩm 12,5%
+ Xơ 13,3 %
+ Este 0,4 %
+ Tanun 3%
+ Tro 7,5%
+ Các chất trích ly không chứa N
2
27,5%
+ Gumulon, gupulon 18,3%
d. Nước.
Sản suất bia là một ngành sử dụng nhiều nước với mục đích khác nhau:
nước nguyên liệu, nước rửa thiết bị, bao bì, nước làm lạnh…
- Nước làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất bia phải là nước đã qua
xử lý và đạt tiêu chuẩn của nước nguyên liệu cho sản xuất nước giải khát.
+ không màu, mùi
+ độ pH <6,5 -7
+ chỉ số ecoli <3
+ NH
3
, NO
2
, không có
+ độ cứng là 0,8-1,2mg/l
+ Fe

3+
Fe tổng < 0,2mg/l
- Nước phải được khử trùng khi đưa vào nấu đường hoá.
e. Nấm men.
4
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
S dng cho cụng nghip sn xut bia l loi nm n bo thuc loi
SACCHAROMGCES cú thun khit cao, khụng b nhim, t l cht < 7%.
2 . Ph liu
Cht tr lc (iatomit): nhm nõng cao hiu qu v rỳt ngn thi gian
ca quỏ trỡnh lc bia. Khi ra thit b, cht tr lc s cun theo nc ra nờn
lm tng hm lng cht rn trong nc thi.
Mui ht: c s dng tng hiu qu lm lnh .
Xỳt, ozụna c s dng pha dung dch ra, kh trựng, v sinh
thit b.
Cỏc cht ny s c tun hon v tỏi s dng cho n khi loóng ri
c x ra cựng vi nc thi, lm cho pH ca nc thi thay i.
ii. năng lợng cho quá trình sản xuất bia.
Nhiờn liu: than (than cỏm, than ci), du (FO,DO) c s dng
t lũ hi cung cp hi nc cho quỏ trỡnh sn xut.
Nng lng: in vn hnh thit b, thp sỏng, bo v .
5
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
PHầN III: các chất thải trong sản xuất bia
ảnh hởng của CHúNG đến môi trờng
V PHNG PHP X Lí
I. Các chất thải trong quá trình sản xuất bia
Quá trình sản xuất bia sinh ra 3 nguồn thải chính: khí thải, chất thải rắn

và nớc thải. Trong đó nguồn gây ô nhiễm chính là nớc thải. Do đó nớc thải phải
đợc u tiên xử lý.
1. Khí thải
Khí CO
2
sinh ra trong quá trình lên men l khỏ sạch có thể thu lại nhờ
thit b thu hi v c úng chai ỏp lc cao tỏi s dng.
Chất khí và bụi gây ô nhiễm chủ yếu ở khu vực lò hơi do quá trình đốt
than, dầu:( SO
2
, NO
2
,

CO
2
, CO, bụi than ). Các khí này đều là các khí rất độc
hại gây nên một số bệnh về đờng hô hấp và làm ảnh hởng tới sức khoẻ con ngời
nhất là những cán bộ, công nhân trực tiếp sản xuất và dân c vùng lân cận. Ngoài
ra các khí này còn là nguyên nhân gây ra ma axit phá huỷ các công trình xây
dựng, thuỷ lợi, mùa màng.
Muốn hạn chế lợng khí thải và không gây ô nhiễm cục bộ, giảm ô nhiễm
môi trờng không khí khi hệ thống máy lạnh bị rò rỉ thì các cơ sở sản xuất phải
sử dụng than, dầu với hàm lợng lợng lu huỳnh thấp, bụi đợc tách qua xyclon
lắng bụi.
Bụi từ khâu xay, nghiền nguyên liệu có thể khắc phục bằng cách sử dụng
phơng pháp xay ớt, bọc bằng túi vải hoặc che kín hệ thống nghiền và tải liệu.

2. Các chất thải rắn.
6

Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Lợng chất thải rắn chủ yếu là bã malt men bia. Khong 100kg nguyờn
liu ban u cú th thu c khong 125 kg bó ti vi hm lng cht khụ
20-25%.
Bã malt đợc sử dụng làm thức ăn cho gia súc, bã ớt đặc biệt là trong mùa
hè rất dễ bị chuyển hoá. Để bảo quản lâu hơn ngời ta có thể ủ muối bã trong các
hầm xi măng đặc biệt.
Men bia có giá trị dinh dỡng cao, có thể làm thức ăn bổ sung cho gia súc
rất hiệu quả.
Mm malt, cỏc ph liu to ht trong cỏc quỏ trỡnh lm sch, phõn loi,
ngõm ht i mch v nghin men cng c tn dng lm thc n cho gia
sỳc.
Bó hoa houblon v cn protein ớt dc s dng lm thc n gia sỳc vỡ
ng, thng c x xung cng, cng lm tng lng ụ nhim cho nc
thi.
Các chất thải rắn rất dễ dàng chuyển hoá sinh học. Nếu không xử lý kịp
thời sẽ bị thối rữa làm mất mỹ quan gây ô nhiễm môi trờng đất, nớc và không
khí.
Xỉ than đợc tận dụng để sản xuất vật liệu xây dựng, các chất thải rắn
khác: chất trợ lọc, vỏ chai vỡ, nhãn mỏc... thờng đợc thu gom với rác thải sinh
hoạt.
3. N ớc thải.
Công nghệ sản xuất bia sử dụng một lợng nớc lớn và thải ra lợng nớc thải
nhiều gấp 10-12 lần bia thành phẩm.
- Nớc làm lạnh, nớc ngng: đây là nguồn nớc thải ít hoặc gần nh không bị
ô nhiễm có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
- Nớc thải từ bộ phận nấu đờng hoá: chủ yếu là nớc vệ sinh thùng nấu, bể
chứa... nên chứa nhiều bã malt, tinh bột, các chất hữu cơ...
- Nớc thải từ hầm lên men: là nớc vệ sinh các thiết bị lên men thùng

chứa, đờng ống... nên có chứa bã men, các chất hữu cơ.
7
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
- Nớc thải rửa chai: đây là một trong những dòng thải gây ô nhiễm lớn
trong công nghệ sản xuất bia. Chai trớc khi đợc đóng bia phải đợc rửa bằng nớc
nóng sau đó rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng ( 1 3% NaOH), tiếp đó là
rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai, cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên
trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nớc nóng và nớc lạnh. Do đó
dòng thải của quá trình rửa chai có độ pH cao và làm cho dòng thải chung có
giá trị pH kiềm tính.
- Nớc thải vệ sinh nhà xởng. Công nghệ sản xuất bia có nhiều công đoạn,
mỗi công đoạn tạo ra nớc thải mang đặc tính riêng. H m l ợng BOD, SS trong
nớc thải bia là khá cao, hàm lợng N
2
lại thấp.
Bảng 1: Các nguồn nớc thải chính của sản xuất bia và đặc trng của nó.
Nguồn phát sinh Thành phần trong nớc thải Đặc trng
Nấu, đờng hoá Bã hạt, đờng BOD, SS
Lắng, tách bã Protein, đờng BOD
Lên men Nấm men, bia, protein BOD
Lọc Diatomit, nấm men, bia SS, BOD
Rửa bao bì Bia, xút, nhãn chai PH cao, BOD, SS
Bảng 2: Đặc điểm chính của nớc thải bia
Đặc trng Khoảng giá trị
PH 5.5 7.4
SS (mg/l) 244 650
BOD
5
, 20

0
mg/l (trung bình) 450
COD, mg/l (trung bình) 590
Tổng Nitơ, mg/l 24 50
Công nghệ sản xuất bia là quá trình công nghệ gián đoạn phụ thuộc vào
mùa vụ, thời tiết trong năm. Do đó nớc thải của sản xuất bia cũng biến động về
lu lợng, thành phần, tính chất trong ngành sản xuất. Để nghiên cứu công nghệ
và lựa chọn phơng pháp xử lý với hiệu quả cao nhất thì cần phải biết chính xác
lu lợng và đặc tính của nớc thải.
8
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
ii. Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu nớc thải.
Để giảm lợng nớc thải và các chất gây ô nhiễm nớc thải trong công nghệ
sản xuất bia cần phải thực hiện các biện pháp sau:
- Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn sử dụng các dòng ít chất ô
nhiễm nh nớc làm lạnh, nớc ngng,...
- Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, houblon và thu gom bã men, bã malt,
bã hoa... để hạn chế ô nhiễm dòng nớc rửa sàn.
- Phân luồng dòng thải: tuỳ mục đích sử dụng khác nhau mà tính chất
dòng thải khác nhau. Cần phải tách riêng chúng để có biện pháp xử lý thích hợp
cho từng dòng thải.
+ Dòng thải do hơi ngng tụ làm lạnh thờng ít hoặc không gây ô nhiễm
nên có thể thải trực tiếp hoặc xử lý sơ bộ để tái sử dụng (chiếm 30% so với tổng
lợng nớc thải).
+ Nớc thải chứa dầu, mỡ: dòng này có lu lợng nhỏ có thể xử lý bằng
cách nhập về bể phân ly có kết cấu đặc biệt để tách dầu. Nếu dòng thải có lợng
dầu thấp hơn tiêu chuẩn cho phép thì không cần xử lý.
+ Nớc dùng vệ sinh thiết bị nấu, lên men, thùng chứa.... chiếm một l-
ợng lớn và là nguồn gây ô nhiễm chính cần phải xử lý. Nếu không xử lý loại n-

ớc thải nàysẽ là môi trờng rất thích hợp cho vi sinh vật phát triển, kể cả vi sinh
vật gây bệnh do đó sẽ dẫn đến gây ô nhiễm môi trờng nớc, đất nhất là tác động
tới nguồn nớc trong khu vực. Dòng thải này còn gây ô nhiễm thứ cấp do lên
men các chất hữu cơ sinh ra các axit hữu cơ: butylic, propyonic, lactic... phân
huỷ protein tạo ra các axit amin và các amin đặc trng của sự thối rữa gây mùi
khó chịu, các sản phẩm này cùng với các chất khí NH
4
, CH
3
, H
2
S gây ô nhiễm
không khí.
+ Nớc thải sinh hoạt, nớc ma, nớc thải bộ phận xử lý, nớc ngầm, dòng
thải này không lớn, ít gây ô nhiễm có thể thải trực tiếp ra cống thải.
III. Các ph ơng pháp xử lý n ớc thải.
9
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Việc chọn phơng pháp xử lý nớc thải của quá trình sản xuất bia phụ
thuộc và nhiều yếu tố: đặc tính của nớc thải, lu lợng nớc thải, điều kiện kinh tế
kỹ thuật và diện tích xây dựng... Hiện nay có một số phơng pháp làm sạch nớc
thải bia nh sau:
1. Ph ơng pháp vật lý
a. Ph ơng pháp cơ học .
Là phơng pháp xử lý nớc thải không làm thay đổi tính chất hoá học của
nớc thải và chất ô nhiễm.
Mục đích: loại các hạt lơ lửng ra khỏi nớc thải nh rác, xơ hay dầu, mỡ
dựa vào tính chất vật lý của chúng, thờng sử dụng các quá trình thuỷ cơ.
* Quá trình lắng: Dựa trên nguyên lý về sự chênh lệch khối lợng riêng

giữa chất ô nhiễm và nớc:
- Lắng từng hạt riêng rẽ: lắng các hạt trong hỗn hợp huyền phù ở nồng
độ thấp. Các hạt lắng hoàn toàn riêng biệt không có tác động qua lại với nhau,
nhằm loại cát sỏi ra khỏi nớc thải.
- Lắng keo tụ: quá trình lắng của các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền
phù loãng do các chất keo tụ bị thuỷ phân tạo bông và kéo theo các hạt làm tăng
khối lợng hạt lắng,và lắng nhanh hơn mhằm loại một phần chất rắn lơ lửng
trong nớc xử lý (thờng dùng ở quá trình lắng sơ cấp và phần trên của bể thứ
cấp).
- Lắng vùng: lắng các hạt lơ lửng trong hỗn hợp huyền phù có nồng độ
trung bình(thờng diễn ra ở các thiết bị lắng thứ cấp,ngay sau quá trình xử lý
sinh học).
- Lắng chen: quá trình lắng của các hạt trong hỗn hợp huyền phù có
nồng độ ở mức tạo nên một cấu trúc, quá trình này thờng xảy ra trong lớp dới
của khối bùn, nằm sâu ở đáy của bể lắng thứ cấp hay làm đặc bùn.
* Lọc : Để tách các chất lơ lửng nhờ sự chênh lệch áp suất giữa hai bề
mặt vách ngăn và chất rắn đợc giữ lại trên bề mặt của lớp lọc.
10
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
- Nguyên lý lọc: là kết quả kết hợp của hấp phụ bề mặt và ngăn giữ cơ
học. Khi nớc bắt đầu đi vào lớp lọc, vật huyền phù trong nớc do tác dụng hấp
phụ và ngăn giữ cơ học đã bị lớp lọc bề mặt giữ lại. Lúc này giữa các huyền phù
có thể phát sinh tác dụng và sau một thời gian bề mặt lớp lọc gióng nh đã hình
thành một lớp màng lọc thêm. Dới tác dụng lọc tiếp xúc lớp màng lọc đóng vai
trò tác dụng lọc chủ yếu. Quá trình lọc đó gọi là lọc màng mỏng.
- Các dạng vật liệu lọc:
Vật liệu lọc là loại vật liệu lọc có độ sốc, có tính bền cơ học và tính
bền hoá học đối với môi trờng lọc. Trong kỹ thuật lọc thờng dùng các loại vật
liệu lọc sau:

+ Vật liệu lọc dạng hạt rời: cát, sỏi, xỉ than
+ Vật liệu lọc dạng vải: dạ, sợi thuỷ tinh
+ Vật liệu dạng rắn xốp: lới sắt, chất dẻo..
+Vật liệu lọc dạng lới
- Các dạng thiết bị lọc
Vấn đề lọc đợc nghiên cứu kỹ trong công nghệ thực phẩm dặc biệt
là khi lọc nớc bia từ dung dịch bia và thờng có các thiết bị lọc sau:
+ Máy lọc túi làm việc gián đoạn dùng vải lọc
+ Máy lọc ép khung bản dùng vải lọc, làm việc gián đoạn
+ Máy lọc chân không làm việc liên tục
+ Lọc qua song chắn: nớc thải đa tới thiết bị làm sạch trớc hết phải
qua song chắn rắc. Tại đây các tạp vật thô nh: vỏ chai, các mẫu đá... đợc giữ lại.
Song chắn có thể di động hoặc cố định, có thể là tổ hợp với máy nghiền nhỏ,
thông dụng là các song chắn cố định, các song chắn đợc làm bằng kim loại,
thanh song chắn có thể là tiết diện tròn, vuông,hoặc hỗn hợp. Thanh song chắn
có tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhng nhanh bị tắc do các vật bị giữ lại nên song
chắn có tiết diện hỗn hợp là thông dụng hơn cả.
+ Lọc qua lới: để khử các chất lơ lửng có kích thớc nhỏ hoặc các
sản phẩm có giá trị. Kích thớc lỗ lới lọc thờng là : 0.5-1 mm.
11
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Lọc thờng đợc ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thớc nhỏ
khỏi nớc thải mà các bể lắng không lắng đợc chúng hoặc lắng đợc nhng mất
nhiều thời gian.
b. Ch ng cất
Là phơng pháp cổ điển, đơn giản. Dùng nhiệt nâng dần nhiệt độ của nớc,
ở nhiệt độ cao các phân tử nớc bay hơi và ngng tụ lại khi đi qua hệ thống làm
lạnh cho ta nớc sạch. Phơng pháp này tuy đơn giản nhng giá thành cao do đó ít
đợc sử dụng vì tốn nhiều năng lợng

Thiết bị chng cất thờng có các loại sau
+ Chng cất một lần, hai lần
+ Chng cất chân không và chng cất áp suất thấp
c. Ph ơng pháp tuyển nổi
L quá trình tách các loại tạp chất trong nớc dựa vào tính thấm nớc khác
nhau của các hạt tạp chất, đó là tính a nớc và kỵ nớc (không thấm nớc của
chúng). Khi thực hiện phơng pháp này để loại bỏ các tạp chất bẩn trong nớc
thải bằng cách: thổi khí nén tạo bong bóng không khí nhỏ qua nớc. Các bọt khí
này sẽ bám vào các hạt lơ lửng và kéo chúng nổi lên. Nó sẽ có tác dụng tích tụ
các loại khí tạp chất (chất hữu cơ dễ bay hơi) lại và đẩy chúng ra khỏi môi trờng
nớc.
2. Ph ơng pháp hoá học
Xử lý hoá học nớc thải là phơng pháp dùng các phản ứng trung hoà, oxi
hoá nhằm biến đổi tạp chất độc hại thành chất không độc hại bằng cách cho vào
nớc thải bẩn một số hoá chất thích hợp làm cho các tạp chất, nhất là các hợp
chất hữu cơ bị kết tủa dạng bùn và loại khỏi nớc.
Việc lựa chọn hoá chất và phơng pháp xử lý phụ thuộc vào kết quả kiểm
tra đánh giá mức độ nhiễm bẩn và phân loại tạp chất cần xử lý.
12
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Các phơng pháp xử lý hoá học này đều có sản phẩm là bùn bẩn nên
không đợc thải ra sông ngòi, hồ Loại bùn bẩn cần đ ợc làm khô trong không
khí, nếu không sử dụng làm phân bón cần phải đợc đa ra bãi rác, hoặc để san
nền, lấp chỗ trũng. Phơng pháp xử lý hoá học thuận lợi đối với viêc biến đổi các
chất có hại thành vô hại. Trong xử lý nớc thải bia thờng dùng các phơng pháp
sau.

a. Ph ơng pháp trung hoà
Trung hoà nớc thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau

- Trộn lẫn nớc thải axit với nớc thải kiềm.
- Bổ sung các tác nhân hoá học.
- Lọc nớc axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà.
- Hấp thụ khí axit bằng nớc kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nớc axit.
Các phơng pháp này đều dùng phơng pháp hoá học nên đây là phơng
pháp đắt tiền.
Việc lựa chọn phơng pháp trung hoà là phụ thuộc vào thể tích và nồng độ
của nớc thải chế độ của nớc thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hoá
học. Lợng bùn cặn trong quá trình trung hoà phụ thuộc vào nồng độ và thành
phần của nớc thải cũng nh lợng tác nhân sử dụng cho quá trình.
Trung hoà bằng cách trộn lẫn chất thải: phơng pháp này đợc sử dụng khi
nớc thải của nhà máy là axit còn có nhà máy lân cận gần đó có nớc thải kiềm,
cả hai loại nớc thải này đều không chứa các cầu tử gây ô nhiễm khác.
Trung hoà bằng cách cho thêm các tác nhân hoá học: nếu nớc thải chứa
quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung hoà bằng cách trộn lẫn chúng
với nhau thì phải cho thêm hoá chất. Phơng pháp này thờng để trung hoà axit
việc lựa chọn hoá chất phải căn cứ vào đặc tính của nớc thải, nồng độ của nớc
thải và xem muối tạo thành khi trung hoà ở dạng hoà tan hay lắng cặn.
Nớc thải axit đợc phân thành các loại sau:
- Nớc chứa axit yếu (H
2
CO
3
, CH
3
COOH)
- Nớc chứa axit mạnh (HCl, HNO
3
)
13

Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
- Nớc chứa axit sunfuaric ( H
2
SO
4
) và axit sunfuarơ (H
2
SO
3
)
Để trung hoà các axit vô cơ có thể dùng bất cứ loại kiềm nào có chứa
hydroxit (OH
-
) trong dung dịch. Hoá chất rẻ nhất là Ca(OH)
2
(ở dạng nhão hay
vôi sữa).
Để trung hoà các axit hữu cơ thờng dùng vôi tôi (dung dịch 5 10%).
Cho thêm nớc amoniac sẽ tạo điều kiện cho quá trình sinh hoá sau đó diễn ra
tốt, giảm đợc lợng cặn.
Trung hoà nớc thải kiềm ngời ta sử dụng các axit khác nhau hoặc khí
mang tính axit. Thổi khí thải vào nớc thải chứa kiềm là biện pháp khá kinh tế để
trung hoà khí từ ống khói chứa khoảng 14%CO
2
, khí CO
2
tan trong nớc tạo
thành H
2

CO
3
(axit cacbonic yếu). Axit này sẽ phản ứng với nớc thải chứa kiềm
để trung hoà kiềm d.
CO
2
(khí thải) + H
2
O =H
2
CO
3
H
2
CO
3
+ 2 NaOH (xút trong nớc thải) = Na
2
CO
3
(tro xôđa) + 2H
2
O
H
2
CO
3
+ Na
2
CO

3
= 2NaHCO
3
+ H
2
O
Có thể dùng khí thải chứa SO
2
, NO
2
, N
2
O
3
... Dùng các khí này cho phép
trung hoà nớc thải và tăng hiệu suất làm sạch chính khí thải. Nhng cacbonat tạo
thành có nhiều ứng dụng hơn so với sunfat và clorua và các ion CO
3
2-
không ăn
mòn và độc hại bằng SO
4
2-
và Cl
-
.
b. Ph ơng pháp oxi hoá khử.
Các chất trong nớc thải có thể chia làm hai loại: vô cơ và hữu cơ. Các
chất hữu cơ cơ thể bị ohân huỷ bởi vi sinh vật nên phải dùng phơng pháp sinh
hoá để xử lý. Các chất vô cơ thờng là những nguyên tố kim loại nên tách chúng

ra khỏi nớc thờng ở dạng cặn.
Trong quá trình oxi hoá, các chất độc hại thờng đợc chuyển thành chất ít
độc hơn và tách ra khỏi nớc, quá trình này tiêu tốn một lợng tác nhân hoá học
lớn nên chỉ đợc dùng khi các tạp chất nhiễm bẩn trong nớc thải không thể tách
chúng bằng các phơng pháp khác ví dụ: xyanua hay hợp chất hoà tan của asen.
VD: Oxi hoá bằng piroluzit MnO
2
.
14
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Quá trình đợc tiến hành bằng cách lọc nớc thải qua lớp vật liệu này hoặc
trong thiết bị khuấy trộn. Piroluzit là vật liệu tự nhiên chủ yếu chứa MnO
2
dùng
để oxit hoá asen As
3+
As
5+
H
3
AsO
3
+ MnO
2
+ H
2
SO
4
= H

3
SO
4
+ MnSO
4
+ H
2
O
Phơng pháp khử: dùng để xử lý các hợp chất thuỷ ngân, crom, asen...
Ví dụ muốn tách Asen trong nớc thải dới dạng phân tử chứa oxy hoặc ở dạng
các anion AsS
2,
. Phơng pháp phổ biến là cho chúng lắng dới dạng các hợp chất
khó tan, khi nào Asen lớn (xấp xỉ 110mg/l) thì khử axit asennic bằng SO
2
, axit
này có độ hoà tan nhỏ trong môi trờng axit và trung tính và cho chúng lắng dới
dạng dioxit Asen.
Để loại các ion kim loại nặng ra khỏi nớc thải bằng phơng pháp hoá học,
bản chất là chuyển các chất tan trong nớc thành các chất không tan (cho thêm
chất phản ứng) tách chúng ra ở dạng cặn lắng .
3. Ph ơng pháp hoá lý
Trong quá trình xử lý nớc thải bia phơng pháp hoá lý thờng đợc sử dụng:
lắng lọc kết hợp, hấp thụ, tuyển nổi, trao đổi ion...
a. Ph ơng pháp lắng lọc kết hợp :
Phơng pháp này hiệu quả khi đợc sử dụng để tách các hạt keo phân tán có
kích thớc: 1 - 100àm.
Trong xử lý nớc thải bia, sự keo tụ diễn ra dới ảnh hởng của chất bổ sung
gọi là chất keo tụ. Chất keo tụ tạo thành cac bông hydroxit kim loại sẽ lắng
nhanh trong trờng trọng lực.

Các bông này có khả năng hút các hạt keo và các hạt lơ lửng rồi kết hợp
chúng lại với nhau.
Các hạt keo có điện tích dơng yếu, các hạt lơ lửng có điện tích âm yếu
nên giữa chúng có sự hút lẫn nhau.
Quá trình hình thành bông keo tụ diễn ra các giai đoạn sau:
Me
3+
+ HOH Me(OH)
2+
+ H
+
15
Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
Me(OH)
2+
+ HOH Me(OH)
2
+
+ H
+
Me(OH)
2
+
+ HOH Me(OH)
3
+ H
+
Me
3+

+ 3HOH Me(OH)
3
+ 3 H
+
Chất keo tụ thờng là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng.
Việc lựa chọn chất keo tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá
thành và nồng độ tạp chất trong nớc.
Bông hydroxit tạo thành sẽ hấp thụ và dính kết các chất huyền phù, các
chất ở dạng keo trong nớc thải, ở điều kiện thuỷ động học thuận lợi những bông
đó sẽ lắng xuống đáy bể ở dạng cặn. Khi sử dụng chất keo tụ thời gian lắng t-
ơng đối lớn. Điều này không thích hợp với xử lý nớc thải bia vì lu lợng nớc thải
bia lớn.
b. Ph ơng pháp tuyển nổi
Trong nớc các phần tử có bề mặt kỵ nớc sẽ có khả năng kết dính vào các
bọt khí. Khi cỏc bọt khí và các phần tử phân tán cùng vận động trong nớc thì
các phần tử đó sẽ tập trung trên bề mặt các bọt khí và nổi lên.
Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch: Bản chất của phơng pháp
này là tạo dung dịch quá bão hoà không khí. Khi giảm áp suất các bọt khí sẽ
tách ra khỏi dung dịch và làm nổi chất bẩn. Có hai loại tuyển nổi chân không và
tuyển nổi áp suất. Phơng pháp này để làm sạch nớc thải chứa hạt ô nhiễm rất
mịn.
Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí: Dùng để xử lý nớc
thải có nồng độ các hạt lơ lửng cao ( >2g/l) và đợc thực hiện nhờ bơm turbin
kiểu cánh quạt.
Trong xử lý nớc thải, tuyển nổi thờng đợc sử dụng để khử các chất lơ
lửng làm đặc bùn sinh học. Phơng pháp này có u điểm so với phơng pháp lắng
là có thể khử đợc hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm, trong thời gian ngắn,
phơng pháp tuyển nổi đợc xử dụng rộng rãi trong xử lý nớc thải của nhiều
nghành công nghiệp: chế tạo máy, thực phẩm và hoá chất
16

Võ Thị Ngọc Lan Lớp QT- TB Công nghệ Hóa và Thực
phẩm
c. Ph ơng pháp hấp phụ:
Quá trình hấp thụ là quá trình hoá lý hút các chất (khí, lỏng hoặc các chất
hoà tan trong chất lỏng) bằng các chất rắn hay chất lỏng khác. Quá trình hấp
thụ đợc chia thành 2 loại: hấp phụ và hấp thụ.
Hấp phụ đợc chia thành hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học với chất hấp
phụ (không hình thành các liên kết hoá học).
Hấp phụ hoá học xảy ra khi chất bị hấp phụ tạo với chất hấp phụ một hợp
chất hoá học trên bề mặt pha hấp phụ. Lực hấp phụ hoá học khi đó là lực liên
kết hoá học thông thờng nh liên kết ion, liên kết phối trí, liên kết cộng hoá trị.
Sự hấp phụ trên giới hạn bề mặt vật rắn dung dịch là sự hấp phụ có
ứng dụng quan trọng trong quá trình xử lý nớc thải bằng phơng pháp hoá lý-hấp
phụ. Cơ sở lý thuyết của quá trình này là lý thuyết hấp phụ phân tử và lý thuyết
hấp phụ chất điện ly của chất hấp phụ chất rắn
Các chất hấp phụ thờng gặp là:
- Chất hấp phụ không phân cực nh than hoạt tính, một số nhựa hữu cơ
- Chất hấp phụ phân cực nh Fe
2
O
3
, silicagen
Muốn xử lý nớc thải theo phơng pháp hấp phụ thờng phải gắn chất hấp
phụ lên trên chất mang theo phơng pháp lọc hoặc trao đổi ion. Nh vậy nghiên
cứu xử lý nớc thải bằng phơng pháp hấp phụ chính là nghiên cứu khả năng hấp
phụ của các loại chất hấp phụ dùng để loại bỏ các tạp chất có trong nớc thải, ở
đây tạp chất đợc quan tâm nhất là các chất hữu cơ và vi khuẩn.
d. Ph ơng pháp trao đổi ion :
Đây là phơng pháp xử lý dựa trên nguyên lý trao đổi ion. Để khử các tạp
chất ở trạng thái ion trong nớc cần dùng các chất có khả năng phản ứng trao đổi

ion với ion tạp chất trong nớc, thờng gọi là ionic hay nhựa trao đổi ion. Các
ionic chứa nhiều por, khi gặp nớc các por cho phép nớc thấm vào, do diện tích
tiếp xúc bề mặt với nớc lớn nên gốc ion trao đổi dễ với các ion tạp chất cùng
dấu trong nớc. Kết quả là các ion tạp chất trong nớc bị giữ lại trờn ionic, còn
17