slide xử lý nước thải nhà máy bia

BÀI BÁO CÁO KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Đề tài: xử lý nước thải nhà máy bia.
Thực hiện: Nhóm 3 – Lớp Hóa Dầu K31.
1. Nguyễn Đình Hậu.
2. Nguyễn Thị Hiền.
3. Võ Thị Thúy Hiền.
4. Lê Thành Hàng.
5. Trần Xuân Hoàng.
6. Nguyễn Xuân Lành.
7. Lê Tuấn Huy.
8. Phan Ngọc Hủy.
9. Nguyễn Văn Hùng.
10.Phan Thị Huệ.
Phần 1: giới thiệu chung
ở Việt Nam, bên cạnh các nhà máy bia lớn (Tiger, Heiniken, Huda…) có
công nghệ hiện đại, đật tiêu chuẩn từ khâu nguyên liệu đến khâu xử lý
nước thải, còn có nhiều nhà máy với công suất nhỏ xây dưng tại các địa
phương. Tại 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… Hành loạt các nguyên nhân đó đẫn đến
việc ô nhiễm môi trường một cách nghiêm trọng.
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
ddeuf 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 hóa học, phương pháp cơ học, phương pháp hóa lý…
Phần 2: phân tích đặc điểm nguồn nước thải
Các nhà máy bia trên thế giới ngày nay đều dùng nguyên liệu là
thóc malt (đại mạch nảy mầm) khoảng 70% và các loại bột như
ngô, gạo, mạch(không phải malt) khoảng 30%, ngoài ra còn dùng
hoa houblon, các loại bột trợ lọc như diatomit, bentonit, v.v…
Quá trình công nghệ bia gồm những công đoạn sau:
•
Nấu đường hóa: nấu bột và trộn với bột malt, cho thủy ngân dịch
bột thành đường, loại bỏ bã các loại bột, bã hoa houblon. Nước
thải của công đoạn này giàu các chất hidratcacbon, xenlulozo,
hemixenlulozo, pentozo trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các
cục vón… cùng với các xác hoa, một ít tannin ,các chất đắng, chất
màu.
•
Công đoạn lên men chính và lên men phụ: nước thải của công
đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng,
vitamin cùng với bia cặn.
•
Giai đoạn thành phẩm: lọc, bão hòa CO
2
, chiếc bock, đóng chai,
thanh trùng. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn
bia chảy tràn ra ngoài v.v…
Phần 2: phân tích đặc điểm nguồn nước thải

Nước thải của nhà máy bia gấp khoảng 6 lần so với bia thành
phẩm, bao gồm:

-Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sang
lưới, nước sẽ tách khỏi bã.
-Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu , thùng nhân giống, lên men và các
thiết bị khác.
-Nước rửa chai và téc chứa.
-Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàn trữ.
-Nước thải từ nồi hơi.
-Nước vệ sinh sinh hoạt.
-Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa làm lượng chlorit cao( tới
500mg/lít), cacbon thấp.
Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia
Thuyết minh quy trình công nghệ
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất và nước thải sinh
hoat của nhà máy theo hệ thống mương dẫn sẽ được dẫn đến
trạm xử lý nước thải. Đầu tiên nước thải đi qua song chắn rác
để loại bỏ các vật thô, rác có kích thước lớn nhằm bảo vệ bơm
và tránh gây tắc các đường dẫn tiếp sau.
Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ đổ vào bể thu gom
đặt thấp hơn mặt đất rồi được bom liên tục lên bể điều hòa.Tại
bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước
thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể
sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng
và nồng độ nước thải đầu vào. Nước thải được bơm từ bể điều
hòa vào bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân
hủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất vô cơ ở
dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo
phản ứng sau:
•
Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí > CO2 + CH4 + H2S + Sinh
khối mới + …

Thuyết minh quy trình công nghệ
Sau bể UASB nước thải được dẫn qua cụm bể anoxic và
MBBR. Bể anoxic kết hợp MBBR được lựa chọn để xử lý tổng
hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH
4
+
và khử NO
3
-
thành N
2
, khử
Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan
xen giữa quá trình xử lý yếm khí, hiếu khí sẽ tận dụng được
lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng
cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO
3
-
, tiết kiệm được 50%
lượng oxy khi nitrat hóa khử NH
4
+
do tận dụng được lượng oxy
từ quá trình khử NO
3
-
. Nước sau cụm bể anoxic – MBBR tự
chảy vào bể lắng. Bùn được giữ lại ở đáy bể lắng. Một phần
được tuần hoàn lại bể anoxic, một phần được đưa đến bể chứa
bùn.

Thuyết minh quy trình công nghệ
Tiếp theo, nước trong chảy qua bể trung gian được bơm lên
bể lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than
hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố
dạng vết, những chất khó hoặc không phân giải sinh học. Nước
thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi qua bể nano dạng khô để loại
bỏ lượng S còn lại, đồng thời khử trùng nước thải. Nước sau khi
qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải vào nguồn tiếp nhận
theo quy định hiện hành của pháp luật. Bùn ở bể chứa bùn được
được bơm qua máy ép bùn băng tải để loại bỏ nước, giảm khối
tích bùn. Bùn khô được cơ quan chức năng thu gom và xử lý
định kỳ. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh
mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ
1. Hầm tiếp nhận
Hầm tiếp nhận gồm 3 phần:

Song chắn rác: thường làm bằng kim loại,
đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các
vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật
thải khác để bảo vệ các thiết bị xử lý như
bơm, đường ống, mương dẫn… Dựa vào
khoảng cách giữa các thanh, người ta chia
song chắn rác thành hai loại:
– Song chắn rác thô có khoảng cách giữa
các thanh từ 60 đến 100mm.
– Song chắn rác mịn có khoảng cách
giữa các thanh từ 10 đến 25mm.
– Chọn song chắn rác mịn có khoảng
cách giữa các thanh là 25mm được đặt cố
định, nghiêng một góc 60

0
đặt ở cửa vào bể
gom và được lấy rác vào cuối ngày.
1. Hầm tiếp nhận

Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các
công trình xử lý tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bê
tông, xây bằng gạch. Trong quy trình này bể gom còn có tác
dụng điều hòa lưu lượng nước thải.

Lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ. Lưới có
kích thước lỗ từ 0,5 đến 1mm. Khi tang trống quay với vận tốc
0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài,
tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước vào. Trong nhà máy bia
các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá trình rửa thùng
lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm sẽ được giữ lại nhờ hệ
thống lưới lọc có kích thước lỗ 1mm. Các vật thải được lấy ra
khỏi bề mặt lưới bằng hệ thống cào.
2. Bể điều hòa
Bể điều hòa được dùng để duy trì lưu
lượng dòng thải vào gần như không
đổi, quan trọng là điều chỉnh độ pH
đến giá trị thích hợp cho quá trình xử
lý sinh học. Trong bể có hệ thống thiết
bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và
san đều nồng độ các chất bẩn trong
toàn thể tích bể và không cho cặn lắng
trong bể, pha loãng nồng độ các chất
độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị
thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể

điều hòa có máy định lượng lượng
acid cần cho vào bể đảm bảo pH từ 6,6
– 7,6 trước khi đưa vào bể xử lý
UASB.
3. Bể UASB
Tại đây diễn ra quá trình phân
hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong
nước thải khi không có oxy. Nước
thải được đưa trực tiếp vào phía
dưới đáy bể và được phân phối
đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược
lên xuyên qua lớp bùn sinh học
dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô
cơ được tiêu thụ ở đây.
3. Bể UASB
Quá trình chuyển hóa các chất bẩn trong nước thải
bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo ba bước:
– Giai đoạn 1: một nhóm các vi sinh vật tự nhiên có trong
nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit
thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như
monosacarit, amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng
lượng cho vi sinh hoạt động.
– Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi các
hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ thường là
acid acetic, acid butyric, acid Propionic. Ở giai đoạn này
pH của dung dịch giảm xuống.
– Giai đoạn 3: các vi khuẩn tạo metan chuyển hóa hiđrô
và acid acetic thành khí metan và cacbonic pH của môi
trường tăng lên.
4. Bể lọc sinh học MBBR

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu
khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình
phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy
hóa sinh hóa. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu
cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế
bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành
CO
2
, H
2
O, NO
3
-
, SO
4
2-
,…Vi sinh vật tồn tại trong bùn hoạt tính
của bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea,
Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio,
Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas
và Nitrobacter. Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như
Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum
cũng tồn tại.
Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan,
chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển
vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:
– Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh
vật;
– Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh
lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào.

– Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng
lượng và tổng hợp tế bào mới.
5. Bể lắng
Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào
vùng phân phối nước của bể lắng sinh học lamella. Cấu tạo
và chức năng của bể lắng sinh học lamella tương tự như bể
lắng hóa lý. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng
thông qua máng tràn răng cưa.
Hiệu suất bể lắng được tăng cường đáng kể do sử dụng
hệ thống tấm lắng lamella. Bể lắng lamella được chia làm ba
vùng căn bản:
- Vùng phân phối nước;
- Vùng lắng;
- Vùng tập trung và chứa cặn.
Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối
nước đi vào vùng lắng của bể là hệ thống tấm lắng lamella,
với nhiều lớp mỏng được sắp xếp theo một trình tự và
khoảng cách nhất đinh. Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi qua
hệ thống này, các bông bùn va chạm với nhau, tạo thành
những bông bùn có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều
lần các bông bùn ban đầu. Các bông bùn này trượt theo các
tấm lamella và được tập hợp tại vùng chứa cặn của bể lắng.
6. Bể lọc áp lực và bể nano dạng khô
Bể lọc áp lực:
Bể lọc áp lực sử dụng trong công nghệ này là bể lọc
áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than
hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn
không hòa tan, các nguyên tố dạng vết, halogen
hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong của nước .
Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả

thải ra môi trường theo QCVN 24:2009 cột B.
Bể nano dạng khô
Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi vào bể
nano dạng khổ để loại bỏ triệt để các chất lơ lửng
còn sót lại trong nước, và khử trùng nước thải
Nước sau khi qua bể nano dạng khô đạt đủ yêu
cầu xả thải theo quy định hiện hành của pháp luật.
Lượng nước này, một phần được sử dụng để làm
mát máy móc trong nhà máy; một phần được đưa
tới nguồn tiếp nhận qua mương thoát nước.
Ảnh bể lọc áp
lực
7. Bể chứa bùn-Máy ép bùn
Bùn thải chứa nhiều vi sinh vật,
có hàm lượng dinh dưỡng khoáng
cao. Do đó bùn được xử lý để phục vụ
cho nông nghiệp là rất tốt. Bùn ở bể
lắng cấp 1 và 2 được tháo chảy tự
động do áp lực thủy tĩnh vào bể chứa.
Từ bể chứa, bùn được đưa sang máy
ép bùn băng tải.
Mục đích của ép bùn:
•
Giảm khối lượng vận chuyển bùn ra
bãi thải hay nơi sản xuất phân vi
sinh.
•
Cặn khô dễ dàng đưa đi chôn lấp hay
cải tạo hơn cặn dạng nước.
•

Hạn chế lượng nước thải có thể ngấm
vào nơi tiếp nhận.
•
Giảm được mùi khó chịu và gây độc
hại cho môi trường.
Máy ép bùn băng tải