Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia sài gòn quảng ngãi đạt nguồn thải loại a, TCVN 5945 2005

Bộ Giáo Dục & Đào Tạo
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
**************
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
===oOo===
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN
KHOA : MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
HỌ VÀ TÊN SV : BÙI THỊ THUÝ HẰNG MSSV: 05127034
KHOÁ HỌC : 2005 - 2009
1. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng
Ngãi đạt TCVN 5945-2005, loại A.
2. Nội dung KLTN:
- Thu thập số liệu nước thải đầu vào để làm cơ sở cho việc đưa ra các biện
pháp xử lý hiệu quả và hợp lý nhất, phục vụ cho việc tính toán hệ thống xử lý nước
thải của nhà máy Bia Sài Gòn – Quảng Ngãi.
- Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải bia.
- Tìm hiểu các công nghệ xử lý nước thải của vài nhà máy bia đang được áp
dụng.
- Đề xuất các phương án xử lý nước thải bia cho nhà máy bia Sài Gòn –
Quảng Ngãi.
- Tính toán kỹ thuật và kinh tế cho các phương án đề xuất.
- So sánh, lựa chọn phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước thải
cho nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi.
- Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải của nhà máy.
3. Thời gian thực hiện: Bắt đầu : 03/2009 Kết thúc: 07/2009
4. Họ tên Giáo viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN CỬU TUỆ
Nội dung và yêu cầu KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn.
Ngày Tháng năm 2009 Ngày Tháng năm 2009

Ban chủ nhiệm Khoa Giáo Viên Hướng Dẫn
ThS. NGUYỄN CỬU TUỆ

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy Th.S Nguyễn
Cửu Tuệ đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Đồng
thời, tôi xin cảm ơn thầy Bùi Quang Mạnh Anh đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời
gian làm luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí
Minh đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và sinh hoạt tại trường trong
suốt thời gian học.
Xin chân thành cám ơn các quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Môi Trường đã
hết sức giúp đỡ, giảng dạy cho tôi ở những năm học vừa qua.
Xin cám ơn gia đình là nguồn động viên và là điểm tựa vững chắc đã hỗ trợ và
tạo nghị lực cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, xin cám ơn các bạn trong lớp ĐH05MT đã luôn bên tôi trong thời
gian vừa qua.
Tôi xin chân thành cám ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2009
Bùi Thị Thuý Hằng
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - i -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
TÓM TẮT KHOÁ LUẬN
Nổi tiếng là nhà sản xuất bia hàng đầu tại Việt Nam, Sabeco đã có lịch sử hơn 30
năm hoạt động với thị trường chiếm trọn phân khúc phổ thông, đồng thời, theo chiến
lược phát triển, công ty ngày càng mở rộng thêm nhiều chi nhánh trên khắp cả nước,
cho nên, việc quan tâm đến vấn đề môi trường mà đặc biệt là quản lý tốt lượng nước
thải sản xuất là một điều cấp thiết của công ty trong giai đoạn hiện nay.
Khoá luận này tập trung tìm phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước

thải cho dự án đang được triển khai xây dựng gần đây nhất của công ty là nhà máy bia
Sài Gòn – Quảng Ngãi, tại tỉnh Quảng Ngãi. Với công suất của nhà máy đưa ra là 100
triệu lít/năm (cho giai đoạn đầu) và nguồn thải là sông Trà Khúc, nước thải đầu ra phải
đạt TCVN 5945 – 2005, loại A. Từ việc tham khảo các tài liệu về nước thải ngành bia
và tham quan thực tế tại một vài nhà máy bia đã có hệ thống hệ thống xử lý nước thải
đạt TCVN 5945 – 2005, loại A và B , khoá luận đã dự tính thông số xả thải của nhà
máy và đề xuất 2 phương án xử lý với công suất là 2500 m
3
/ngày:
- Phương án 1: nước thải từ nhà máy được thu gom về hầm bơm sau khi qua
thiết bị chắn rác thô. Sau đó, nước thải được bơm lên bể điều hoà, và tiếp tục được
bơm qua UASB rồi tự chảy vào bể Aeroten, qua lắng II và cuối cùng được khử trùng
bằng Javen trước khi được xả vào nguồn nước.
- Phương án 2: tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể trung gian và SBR thay
cho bể Aeroten và lắng II.
Qua tính toán, phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật, đã lựa chọn phương án 1 là
phương án xử lý nước thải cho nhà máy với các tiêu chí:
- Đảm bảo hiệu quả xử lý, nước thải đầu ra đạt TCVN 5945 – 2005, loại A.
- Vận hành đơn giản.
- Giá thành xử lý 1 m
3
nước thải: 1075 VNĐ.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - ii -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
MỤC LỤC
i
LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT KHOÁ LUẬN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii
vii
: Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand) vii
: Chất rắn lơ lửng ( Suspended Solid) vii
: Khu công nghiệp vii
: Tiêu chuẩn Việt Nam – Chất lượng nước – Nước thải công nghiệp – Giới hạn ô nhiễm cho phép vii
: Tiêu chuẩn xây dựng 51-84- Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình vii
Chương 1: MỞ ĐẦU 1
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1
1.2 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH BIA 2
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 3
1.3.1 Mục tiêu 3
1.3.2 Phạm vi đề tài 4
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA 5
SÀI GÒN – QUẢNG NGÃI 5
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 5
2.1.1 Địa điểm 5
2.1.2 Quy mô 5
2.2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 6
2.2.5 Nấm men 7
2.2.6 Các chất phụ gia 7
2.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 7
2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất 7
2.3.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 9
2.4 ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA 12
2.4.1 Nguồn gốc nước thải sản xuất 12
2.4.2 Thành phần và tính chất nước thải sản xuất 12
2.5 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN TIẾP NHẬN 14
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA 15

3.1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA 15
3.1.1 Công đoạn xử lý cơ học 15
3.1.2 Công đoạn xử lý sinh học 15
3.1.3 Khử trùng nước thải 22
3.1.4 Xử lý bùn 22
3.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA MỘT SỐ NHÀ MÁY BIA 22
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - iii -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
3.2.1 Nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi 22
3.2.2 Nhà máy bia Sabmiller 23
3.2.3 Nhà máy bia Việt Nam (VBL) 25
Chương 4: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ - THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUẢNG NGÃI 27
4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 27
4.1.1 Yêu cầu của công ty 27
4.1.2 Thành phần, tính chất nước thải tại nhà máy và tiêu chuẩn nước thải sau xử lý 27
4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 27
4.2.1 Phương án 1 27
4.2.2 Phương án 2 34
4.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 39
Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 40
5.1 KẾT LUẬN 40
5.2 KIẾN NGHỊ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
PHỤ LỤC 42
PHỤ LỤC 1: TCVN 5945 – 2005 43
PHỤ LỤC 3: DỰ TOÁN KINH TẾ 87
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - iv -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng3.1: Thông số nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi 23
Bảng 3.2: Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller 23
Bảng 4.1: Tính chất nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi 27
Bảng 4.2: Dự tính hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị trong phương án 1 29
Bảng 4.3: Dự tính hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị trong phương án 2 36
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - v -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Nước thải bia xả vào môi trường 3
Hình 2.1: Mô hình nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi 6
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tổng quát 8
Hình 3.1: Bể sinh học hiếu khí khuấy trộn hoàn chỉnh 17
Hình 3.2: Hệ SBR 18
Hình 3.3: Sơ đồ cơ chế của quá trình phân hủy kị khí 18
Hình 3.4 : Bùn kỵ khí 21
Hình 3.5: Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi 23
Hình 3.6: Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller 25
Hình 3.7: Mặt bằng khu xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller 25
Hình 3.8: Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Việt Nam 26
Hình 3.9: Nước thải nhà máy bia Việt Nam 26
Hình 3.10: Nước thải nhà máy bia Việt Nam sau khi xử lý 26
Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 1 28
Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 2 35
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - vi -
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945-2005
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

COD : Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand)
BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand)
SS

: Chất rắn lơ lửng ( Suspended Solid)
TSS : Tổng cặn lơ lửng ( Total Suspended Solids)
VSS : Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi ( Volatile Suspended Solid)
MLSS : Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn ( Mixed Liquor Suspended Solid)
MLVSS : Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi của hỗn hợp bùn (Mixed Liquor
Volatile Suspended Solid)
F/M : Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật ( Food and microorganism ratio)
SBR : Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch
Reactor)
TP : Thành phố
KCN : Khu công nghiệp
TCVN 5945 –
2005
: Tiêu chuẩn Việt Nam – Chất lượng nước – Nước thải công
nghiệp – Giới hạn ô nhiễm cho phép.
TCXD 51-84 : Tiêu chuẩn xây dựng 51-84- Thoát nước mạng lưới bên ngoài
và công trình.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng - vii
-
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Bia là loại thức uống được con người tạo ra khá lâu đời, được sản xuất từ các
nguyên liệu chính là malt, gạo, hoa houblon, nước; sau quá trình lên men tạo loại nước
uống mát, bổ, có độ mịn xốp, có độ cồn thấp. Ngoài ra, CO
2
bão hoà trong bia có tác
dụng làm giảm nhanh cơn khát và có hệ men khá phong phú như nhóm enzym kích
thích tiêu hoá amylaza. Vì những ưu điểm này mà bia được sử dụng rộng rãi trên khắp
thế giới.

Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm
chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Với mỗi loại men khác
nhau, thành phần sử dụng để sản xuất bia khác, nên các đặc trưng của bia như hương
vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau. Đơn cử như một số cách sản xuất bia
không cồn xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để
loại bỏ bớt cồn. Do đó, trên thế giới có rất nhiều hãng bia, tương ứng với nó là sự xuất
hiện của nhiều nhà máy bia, với nhiều loại bia khác nhau.
Ở Việt Nam, song song với quá trình phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước
giải khát ngày càng tăng, trong đó bia được tiêu thụ mạnh nhất trong dòng sản phẩm
đồ uống có cồn, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lượng (Bộ công
thương, 2007). Vì thế, trong những năm qua, các nhà máy bia đã được đầu tư xây
dựng ngày càng nhiều, cụ thể là hiện nay cả nước có khoảng 470 nhà máy và cơ sở sản
xuất với các qui mô khác nhau từ 100.000 lít/năm đến 100 triệu lít/năm, tổng công suất
của các nhà máy bia trong nước đã lên đến 2 tỷ lít/năm.
Theo tốc độ sản xuất bia tăng trưởng trung bình 18%/năm từ năm 2002 đến 2006,
ước tính vào năm 2010, cả nước sẽ sản xuất khoảng 3,5 tỷ lít bia và mức tiêu thụ bình
quân đầu người khoảng 40 lít/người/năm. Mặt khác, chính sách của nhà nước khuyến
khích xây dựng ngành sản xuất bia như một ngành kinh tế mạnh giúp tăng nguồn thu
ngân sách nhà nước, đồng thời khuyến khích các doanh nghiệp thông qua liên doanh,
liên kết thực hiện chuyển giao công nghệ để sản xuất thiết bị trong nước. Vì vậy, nhiều
nhà máy bia với quy mô sản xuất lớn ứng với trình độ công nghệ, thiết bị hiện đại
được đầu tư để đáp ứng nhu cầu trong nước và góp phần đẩy mạnh xuất khẩu. Trong
đó, công ty có tốc độ mở rộng thị trường sản xuất trong nước với các nhà máy có công
suất lớn phải nói đến tổng công ty Sabeco.
Nổi tiếng là nhà sản xuất bia hàng đầu tại Việt Nam, Sabeco đã có lịch sử hơn 30
năm hoạt động trong ngành với các nhãn hiệu bia chiếm trọn phân khúc bia phổ thông,
được trên 90% người Việt Nam nhận biết và ưa chuộng, từ đó Sabeco đã khẳng định
thế mạnh của mình bởi chất lượng sản phẩm, hương vị bia đậm đà phù hợp với thị hiếu
người tiêu dùng trong nước đồng thời mở rộng thị trường ra nước ngoài với các sản
phẩm bia đã có mặt tại 24 nước trên thế giới. Năm 2007, theo công ty Navigos, tổng

công ty bia Sabeco có thị phần cao nhất cả nước (35% thị phần cả nước). Để giữ vững
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 1
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
thị phần bia này, tổng công ty đã có chiến lược mở rộng thị trường sản xuất ra các tỉnh
phía Bắc và khu vực miền Trung với công suất lớn, cũng như cổ phần hoá các nhà
máy bia phía Nam. Riêng ở khu vực miền Trung, dự án có quy mô sản xuất bia lớn
nhất tại tỉnh Quảng Ngãi được tổng công ty Sabeco đầu tư xây dựng là nhà máy bia
Sài Gòn – Quảng Ngãi với công suất 100 triệu lít/năm tại khu công nghiệp Quảng Phú
được xem như là dự án mới nằm trong kế hoạch mở rộng công suất của Sabeco, dự
kiến đến tháng 2/2010 nhà máy sẽ cho ra mẻ bia đầu tiên với tổng vốn đầu tư hơn
1.580,6 tỷ đồng, có khả năng đáp ứng 1/5 tổng sản lượng dự kiến của Tổng công ty.
1.2 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH BIA
Sự tăng trưởng của ngành bia đã kéo theo các vấn đề về chất thải sản xuất như
chất thải rắn bao gồm bã hèm, bã men, các mảnh thuỷ tinh từ khu vực đóng gói, bột
trợ lọc từ khu vực trợ lọc….; khí phát sinh trong quá trình sản xuất từ nồi hơi, hơi và
mùi hoá chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu… ; và nước thải sản xuất.
Trong đó, vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải. Với đặc
tính sản xuất bia là cần nhiều nước, nước được sử dụng chủ yếu trong các công đoạn
chế biến pha chế sản phẩm bia, rửa nguyên liệu, súc rửa chai lọ và vệ sinh máy móc
thiết bị, nên công nghiệp sản xuất bia vốn đã tạo nên một lượng lớn nước xả thải vào
môi trường. Tuỳ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất mà lượng nước thải tạo
thành dao động trong khoảng 2-8 lít nước thải/1 lít bia (Nguồn: W Driessen and T
Vereijken, “Recent Developments in Biological Treatment of Brewery Effluent”, 2-
7/3/2003). Trong đó, hoạt động làm sạch malt, làm nguội máy, lọc, vệ sinh công ty và
khử trùng tạo ra tới 70% tổng lượng nước thải. Đồng thời, tỉ lệ thuận với sự xuất hiện
của nhiều nhà máy bia, nước thải ra từ ngành sản xuất bia cũng không ngừng tăng lên.
Cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải sản xuất bia
thường có đặc tính chung là chứa hàm lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ, chất dinh
dưỡng, nồng độ oxy hoà tan thấp, vì thế nước thải thường có màu xám đen, mùi hôi
thối, làm giảm chất lượng nước thuỷ vực tiếp nhận, gây hậu quả xấu đến các loài sinh

vật và sức khỏe con người, đồng thời sự đọng của nước thải tạo điều kiện tốt cho một
số côn trùng gây bệnh như ruồi, muỗi phát triển nhanh và làm giảm mỹ quan khu vực,
gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường, từ đó trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất
xã hội.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 2
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Hình 1.1: Nước thải bia xả vào môi trường.
Do đó, thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp, đảm bảo yêu cầu xả ra nguồn
nước mặt theo quy định của TCVN 5945 – 2005 cho các nhà máy bia là một yêu cầu
cấp thiết cho việc bảo vệ môi trường.
Đối với khu vực miền Trung, công suất của các nhà máy bia là trên 500 triệu
lít/năm, chưa kể đến một số địa phương vẫn đang chuẩn bị triển khai những dự án sản
xuất bia tương đối lớn, quy mô từ 100 đến 150 triệu lít/năm, công nghiệp sản xuất bia
ở đây tạo nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường. Trong khi đó, khu công
nghiệp Quảng Phú vẫn chưa có trạm xử lý nước thải tập trung nên đa số các nhà máy
tại đây đều xả nước thải vào sông Trà Khúc – con sông lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi và
có vai trò quan trọng trong việc chuyển tải phần lớn lượng nước mưa ra biển cũng như
cung cấp nước cho vùng đồng bằng tập trung đông dân cư. Vì vậy, việc tính toán thiết
kế hệ thống xử lý nước thải cho một nhà máy bia có quy mô lớn như Nhà máy bia Sài
Gòn – Quảng Ngãi đạt TCVN 5945 – 2005, loại A, là đề tài mang tính cấp thiết và
thực tế.
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI
1.3.1 Mục tiêu
- Mục tiêu: Đề xuất, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia
Sài Gòn – Quảng Ngãi có công suất sản xuất là 100triệu lít bia/năm đạt TCVN 5945 –
2005, loại A.
- Ý nghĩa thực tiễn: ở miền Trung, với thực trạng hiện nay như nguồn tài nguyên
nước đang trong tình trạng khan hiếm, ô nhiễm nguồn nước mặt, hạn hán, lũ lụt, dịch
bệnh thì vấn đề xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận là rất cần thiết. Khi
đề tài này được áp dụng thành công thì nó sẽ góp phần bảo vệ nguồn nước và quần xã

thuỷ sinh, nâng cao chất lượng môi trường sống của người dân địa phương.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 3
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
1.3.2 Phạm vi đề tài
- Thu thập số liệu nước thải đầu vào để làm cơ sở cho việc đưa ra các biện pháp
xử lý hiệu quả và hợp lý nhằm tính toán hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Bia Sài
Gòn – Quảng Ngãi.
- Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải bia.
- Tìm hiểu các công nghệ xử lý nước thải mà vài nhà máy bia đang áp dụng.
- Đề xuất các phương án xử lý nước thải bia cho nhà máy bia Sài Gòn – Quảng
Ngãi.
- Tính toán kỹ thuật và kinh tế cho các phương án đề xuất.
- So sánh, lựa chọn phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho
nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi.
- Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải của nhà máy.
- Thời gian thực hiện khoá luận: từ tháng 03/2009 đến 06/2009.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 4
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA
SÀI GÒN – QUẢNG NGÃI
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
2.1.1 Địa điểm
Nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi thuộc KCN Quảng Phú, tỉnh Quảng Ngãi.
Nhà máy nằm ở phía Tây TP. Quảng Ngãi, thuận lợi cho việc sử dụng điện, nước, việc
sử dụng nguồn nhân lực và nguyên vật liệu sản xuất, đồng thời không tốn nhiều chi
phí cho việc tìm thị trường và tiêu thụ sản phẩm.
2.1.2 Quy mô
 Nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi được Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi
cấp giấy chứng nhận đầu tư vào tháng 9/2007, do liên doanh nhà thầu KRONES AG
(Cộng hoà liên bang Đức) và HASKONING Việt Nam thiết kế, cung cấp vật tư thiết bị

và lắp đặt. Dự kiến nhà máy hoạt động vào cuối năm 2009 và đến tháng 2/2010 thì nhà
máy sẽ cho ra mẻ bia đầu tiên, tháng 6/2010 thì dự án nhà máy bia hoàn thành.
 Tổng vốn đầu tư ban đầu cho nhà máy là: 1.580,6 tỷ đồng.
 Công suất sản xuất:
 Giai đoạn 1 (từ 2010 – 2015): 100 triệu lít/năm.
 Giai đoạn 2 (2015): 200 triệu lít/năm.
 Mặt bằng:
 Tổng diện tích : 48 ha.
 Diện tích xây dựng cho giai đoạn 1: 15 ha.
 Bố trí mặt bằng nhà máy: hình 2.1
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 5
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Hình 2.1: Mô hình nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi.
 Chủng loại sản phẩm: cũng giống như các nhà máy bia thuộc tổng công ty bia
Sabeco, dự kiến nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi sản xuất các loại bia sau:
 Bia chai Sài Gòn Xanh (Saigon Lager Beer)
 Bia chai Sài Gòn Xuất khẩu (Saigon Export Beer)
 Bia lon 333 (333 Export Beer)
 Bia lon Sài Gòn (Saigon Premium Beer)
 Bia chai Sài Gòn Special (Saigon Special Beer)
 Nguồn nước cấp cho sản xuất: lấy từ hệ thống cấp nước TP. Quảng Ngãi dẫn
đến KCN và từ đó phân phối vào nhà máy.
 Nguồn điện: được cấp từ lưới điện quốc gia.
 Nước thải sản xuất: sẽ được xử lý để đạt tiêu chuẩn nước thải loại A, TCVN
5945-2005 (xem phụ lục 1) và xả vào sông Trà Khúc.
 Chất thải rắn: được thu gom tại các phân xưởng và được vận chuyển đến khu
chứa rác tập trung của TP. Quảng Ngãi.
2.2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
2.2.1 Nước: là một nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất bia, chiếm từ 83 –
90% thành phần chính của bia, với nhiều vai trò: pha loãng malt, gạo, hoà tan các chất

chiết, lọc…
 Nguồn nước sử dụng của nhà máy là nguồn nước do thành phố cung cấp. Nước
sử dụng cho sản xuất sẽ được kiểm tra mỗi ngày một lần, các chỉ tiêu cần kiểm tra: độ
kiềm tổng, độ mặn (hàm lượng muối NaCl), độ cứng, pH, độ đục, hàm lượng Clor.
2.2.2 Malt: là đại mạch nẩy mầm, là nguồn nguyên liệu chính cung cấp chất hoà
tan cho dịch đường trước lên men. Ngoài việc cung cấp các hợp chất thấp phân tử dễ
hoà tan, chủ yếu là đường đơn giản như: dextrin bậc thấp, các acid amin, các nhóm
vitamin…malt còn cung cấp một hệ enzyme rất phong phú, chủ yếu là Amylase và
Protease để thuỷ phân tinh bột và protein thành các hợp chất thấp phân tử.
2.2.3 Gạo: được coi là thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia do hàm lượng glucid
khá cao, giá thành rẻ và thông dụng đối với Việt Nam, hàm lượng lipid thấp nên không
ảnh hưởng xấu đến độ bền bọt và cellulose ở giới hạn thấp là yếu tố lý tưởng cho việc
sản xuất bia. Nhà máy sẽ sử dụng gạo tại địa phương để sản xuất.
2.2.4 Hoa Houblon: Là nguyên liệu cơ bản, đứng thứ 2 sau đại mạch trong công
nghệ sản xuất bia. Hoa Houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất 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. Do đó hoa Houblon là nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ
sản xuất bia.
Nhà máy sử dụng 2 dạng chế phẩm là: hoa Houblon dạng viên và dạng cao.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 6
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
 Dạng viên: là chế phẩm được sản xuất bằng phương pháp nghiền. Cánh hoa
khô được nghiền thành bột, không cô đặc và được ép thành viên định hình. Dạng viên
thường thơm và ít đắng.
 Dạng cao: là sản phẩm được trích ly bằng dung môi hữu cơ, sau đó dùng
các biện pháp để tách dung môi ra và thu được dung dịch cao houblon dạng sệt. Dạng
cao thường đắng và ít thơm.
2.2.5 Nấm men
Nấm men bia là loại sinh vật đơn bào, kích thước tế bào nấm men bia trung bình
6-9 µm, sinh sản bằng hình thức nảy chồi. Trong sản xuất bia, nấm men sẽ lên men

dịch đường thành CO
2
, C
2
H
5
OH. Bên cạnh đó còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai khác
có ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
2.2.6 Các chất phụ gia
Là các chất được sử dụng dưới dạng các nguyên liệu phụ nhằm đạt được các yêu
cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất bia. Bao gồm:
 H
2
SO
4
đậm đặc (95%): điều chỉnh pH của dịch đường, xúc tác các phản ứng
thủy phân.
 CaCl
2
: dạng viên, dùng trong giai đoạn đầu của nồi malt. Có tác dụng làm
tăng khả năng chịu nhiệt, tăng độ bền tàng trữ bia, kết tủa tannin và anthocyanua có
trong vỏ malt, tạo độ trong cho bia.
 Acid lactic: điều chỉnh pH của dịch đường.
 Caramel: tạo độ màu cần thiết cho nước nha.
 ZnCl
2
: là yếu tố vi lượng giúp nấm men phát triển tốt.
 Acid asorbic: chất chống oxy hoá.
 Collupulin: bản chất là enzyme proteolytic, có tác dụng phân huỷ những
chất có phân tử lượng cao trong bia nhằm hạn chế hiện tượng đục bia.

 Maturex: bản chất là acetolactate decarboxylase, nhằm hạn chế tạo diacetyl
trong bia.
 Diatomit: bột trợ lọc, dùng trong máy lọc ống.
 Nhựa trao đổi ion: để hạn chế các polyphenol nhằm làm tăng độ trong của
bia, dùng trong máy lọc đĩa.
 Hoá chất tẩy rửa: xút, acid HCl, Photphoric acide .v.v.
2.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
* Thiết bị: các thiết bị được đầu tư theo thiết kế hiện đại đi liền với những công
đoạn chính của quá trình sản xuất bia, đáp ứng được các yêu cầu công nghệ (quy mô
và quy trình) và sản phẩm (sản lượng và chất lượng) trên cơ sở có tính đến phương án
nâng công suất lên 200 triệu lít/năm trong giai đoạn 2.
2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 7
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tổng quát.
(Nguồn: Báo cáo ĐTM nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi công suất 100 triệu lít/năm, 04/2007)
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 8
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
2.3.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất
 Nhập liệu: Nguyên liệu malt và gạo từ kho chứa sẽ được hút lên phân xưởng
nấu bằng hệ thống khí động, được bộ phận cân định lượng phân phối vào các hầm
chứa.
 Lọc bụi bằng Cyclon: nguyên liệu từ hầm chứa sẽ được chuyển xuống phễu
nhập liệu, sau đó hệ thống quạt sẽ hút nguyên liệu lên Cyclon rồi đưa đến thùng chứa
trung gian, khi đó một phần tạp chất lẫn vào trong quá trình vận chuyển đã được loại
bỏ.
 Sàng rác và tạp chất lớn: thùng chứa trung gian sẽ nối trực tiếp với máy sàng.
Tại đây các tạp chất lớn như: vỏ bao, rác, rơm rạ sẽ bị loại bỏ khỏi nguyên liệu.
 Sàng tách sạn: để đảm bảo loại được hết các tạp chất có hại cho các quá trình
tiếp theo, nguyên liệu sẽ tiếp tục được chuyển xuống máy sàng tách sạn. Tại đây, các

tạp chất có kích thước nhỏ như: sạn, đất, cát sẽ bị loại bỏ khỏi nguyên liệu.
 Nghiền: nguyên liệu sau khi qua máy sàng tách sạn sẽ được chuyển đến hệ
thống cân định lượng, sau đó đến thùng chứa trung gian. Từ thùng chứa trung gian,
nguyên liệu sẽ theo hệ thống gàu tải nạp vào máy xay. Máy nghiền ở nhà máy dùng là
máy nghiền búa đập và nghiền theo phương pháp nghiền khô.
 Nấu: nhằm trích ly các chất chiết có trong malt và gạo vào dịch nấu. Bên cạnh
đó, sự có mặt của hệ enzym có sẵn trong nguyên liệu cũng sẽ xúc tác cho quá trình
thủy phân các hợp chất cao phân tử thành những chất có phân tử lượng thấp, chuẩn bị
dịch nha cho quá trình lên men.
 Nồi gạo: nhà máy chỉ dùng thế liệu với các sản phẩm bia Saigon xanh,
Saigon đỏ, bia 333 với tỉ lệ là 25% (còn với sản phẩm Saigon Special xuất khẩu thì
được nấu từ 100% malt). Do nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo cao (khoảng 83
0
C) nên
cần được nấu trước malt khoảng 80 phút. Để tăng hiệu suất thủy phân tinh bột, nhà
máy sẽ tiến hành trộn malt lót 2 lần với lượng khoảng 20% lượng gạo thế liệu (nhờ
hoạt tính của enzyme - amylase). Ngoài ra, H
2
SO
4
đậm đặc cũng được cho vào nấu để
xúc tác thủy phân tinh bột tốt hơn và điều chỉnh pH thích hợp. Ban đầu dịch nấu được
gia nhiệt từ 32
o
C đến khoảng 72
o
C trong 20 phút, sau đó giữ nhiệt trong 10 phút.
Trong giai đoạn này, enzyme - amylase có trong malt lót sẽ xúc tác dịch hóa sơ bộ tinh
bột. Kế đến, nhiệt độ được nâng lên khoảng 83
o

C trong vòng 5 phút và giữ nhiệt trong
10 phút để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột. Sau khi hồ hóa gần hết tinh bột gạo,
nhiệt độ của nồi gạo sẽ được hạ xuống khoảng 72
o
C trong 5 phút và giữ nhiệt trong 20
phút. Trước đó, khi nhiệt độ xuống khoảng 78
o
C thì malt lót lần 2 được cho vào.
Enzyme - amylase trong malt lót lần 2 sẽ tiếp tục thủy phân tinh bột. Sau khi thực hiện
điểm dừng ở 72
o
C, nhiệt độ nồi gạo được nâng lên 100
o
C trong 25 phút (nếu cao quá
sẽ tạo phản ứng caramel, gây mùi vị xấu cho sản phẩm), sau đó lại giữ nhiệt trong 15
phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột, chuẩn bị trộn vào nồi malt. Do tinh bột gạo khó bị
đường hóa, nên việc nấu gạo trước sẽ hồ hóa và dịch hóa hoàn toàn tinh bột gạo, từ đó
enzyme amylase sẽ dễ dàng thủy phân và đường hóa tinh bột gạo.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 9
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
 Nồi malt: Đầu tiên, nồi malt sẽ được nâng lên nhiệt độ khoảng 50
o
C trong
20 phút và giữ nhiệt trong 10 phút. Trong giai đoạn này, các enzyme protease sẽ thủy
phân protein thành các polypeptid, petid, acid amin là nguồn dinh dưỡng cho nấm men
trong quá trình lên men. Thời gian đạm hóa không kéo dài quá vì cần phải còn lại một
lượng protein nhất định cần thiết cho sự tạo độ bền bọt cho sản phẩm bia. Để ổn định
hoạt tính cho - amylase, khi nhiệt độ nồi malt khoảng 40
o
C thì có bổ sung CaCl

2
vào.
Kết thúc giai đoạn đạm hóa, dịch gạo từ nồi gạo được bơm vào nồi malt, nước cũng
được thêm vào. Lúc này nhiệt độ hỗn hợp khoảng 65
o
C và được giữ ổn định trong 20
phút. Tại nhiệt độ này, ezyme - amylase sẽ hoạt động mạnh và thủy phân tinh bột
thành đường maltose, dextrin, do đó giai đoạn này được gọi là điểm dừng đường hóa.
Tiếp theo, hỗn hợp được nâng lên nhiệt độ khoảng 75
o
C trong 15 phút và giữ trong 20
phút. Kế đến, nhiệt độ dịch nha được nâng lên khoảng 76 ± 1
o
C trong 5 phút để giảm
độ nhớt cho dịch nha, chuẩn bị bơm qua thiết bị lọc.
 Vệ sinh nồi nấu: Sau mỗi mẻ nấu vệ sinh lại bằng nước. Kết thúc mẻ cuối
thì bơm xút vào nồi ngâm, sau đó chạy cánh khuấy đánh tan các mảng bám ở đáy nồi.
Khi bơm dùng xút loãng tráng đường ống dẫn và sau đó vệ sinh lại bằng nước thường.
 Lọc hèm: dịch nha sau khi nấu, bao gồm 2 pha: pha lỏng chứa đựng toàn bộ
những chất hoà tan và pha rắn (bã) chứa rất ít chất hoà tan. Quá trình lọc giúp tách pha
lỏng khỏi pha rắn, tức là tách dịch nha khỏi bã. Để tận thu tối đa lượng chất hòa tan từ
bã sang dịch đường, quá trình lọc tiến hành theo 2 bước: lọc để tách dịch đường và rửa
bã.
 Lọc để tách dịch đường: nhiệt độ của dịch nha trong suốt quá trình lọc
được giữ ổn định ở khoảng 76
o
C để giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme thủy
phân tiếp tục lượng tinh bột còn sót, nếu lọc ở nhiệt độ thấp hơn thì độ nhớt của dịch
lọc cao, khó lọc.
 Rửa bã: sau khi lọc hết dịch đường, quá trình rửa bã được tiến hành bằng

nước nóng 75 - 78
o
C. Không dùng nước nóng hơn vì sẽ làm vô hoạt hệ enzyme
amylase, tinh bột sót đã được hồ hóa nhưng không được đường hóa sẽ làm đục dịch
đường và sản phẩm bia sau cùng sẽ khó trong. Quá trình diễn ra tương tự như giai
đoạn lọc dịch cốt. Khi nồng độ chất hòa tan trong dịch bã giảm xuống mức cần thiết
(khoảng 0.3 - 0.5%) thì quá trình rửa bã kết thúc.
 Vệ sinh: sau mỗi mẻ, vệ sinh các bản mỏng bằng cách xịt nước thẳng vào
bản mỏng. Sau khi kết thúc mẻ cuối, vệ sinh sạch các bản mỏng, màng cao su chạy xút
và sau đó trung hòa lại bằng acid rồi cuối cùng tráng lại bằng nước thường.
 Đun sôi dịch nha với hoa Houblon:
 Mục đích: trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất
chứa nitơ và các thành phần khác của houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi thành
dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa. Ổn định thành phần của dịch
đường, tạo cho bia mùi vị của houblon, làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp với
yêu cầu của mọi loại bia. Bên cạnh đó còn làm keo tụ phần lớn các protein bất ổn định
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 10
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
và các thành phần không hòa tan, hình thành tủa nóng. Ngoài ra còn vô hoạt enzyme
và vô trùng dịch đường.
 Phương pháp đun: dịch đường sau khi lọc được đưa lên bồn chứa trung
gian để tạm giữ. Sau đó được bơm xuống nồi đun sôi và được nâng nhiệt độ lên 100
o
C
trong khoảng 30 phút. Sau khi bơm hết dịch đường vào thiết bị đun sôi thì bắt đầu cho
hoa houblon dạng cao để hòa tan các hợp chất của hoa houblon nhất là các chất đắng
vào dịch đường. Suốt quá trình đun sôi hoa houblon nhiệt độ phải giữ ở 100
o
C, đồng
thời cho màu caramel vào giúp tăng độ màu của bia thành phẩm, acid lactic để chỉnh

pH. Sau khi dịch đường sôi khoảng 10 phút thì cho thêm houblon dạng viên để tăng
mùi thơm cho bia. Đồng thời cho thêm ZnCl
2
vào để làm môi trường cho nấm men
phát triển, tăng sinh khối khi lên men, sau đó đun sôi thêm 20 phút rồi tiến hành kiểm
tra mẫu trước khi bơm qua phân xưởng lên men.
 Vệ sinh nồi đun: sau khi kết thúc mỗi mẻ nấu, vệ sinh kiểm tra bộ đốt
trong sơ bộ, mở van cho thêm xút, mở hơi nóng ở nhiệt độ sôi 60 ± 10
o
C, mở van xả
xút và tráng bằng nước thường, trung hòa bằng xút và sau cùng rửa lại bằng nước
thường.
 Lắng cặn: Nước nha thu được sau quá trình houblon hoá chứa các chất cặn
như: tủa protein với tannin, polyphenol, chất đắng…Các chất cặn này không gây ảnh
hưởng đáng kể đến vị và độ bền keo của bia mà chỉ gây xáo trộn ở giai đoạn đầu của
quá trình lên men và khi kết lắng thì làm cho nấm men rất bẩn. Do đó, cần loại chúng
ra khỏi dịch đường. Quá trình kết lắng làm trong dịch nha, làm tăng giá trị cảm quan
của bia.
 Vệ sinh: sau mỗi mẻ làm vệ sinh bằng nước nóng 95
0
C để xả cặn đi. Sau
mỗi tuần tiến hành tẩy rửa. Cuối cùng trước khi vào mẻ mới phải tráng lại bằng nước
nóng.
 Làm lạnh nhanh: nước nha từ nhiệt độ 95
o
C được làm lạnh đến nhiệt độ thích
hợp cho quá trình lên men và qua hai giai đoạn. Giai đoạn 1 dùng nước lạnh hạ xuống
khoảng 60
o
C và giai đoạn 2 dùng chất tải lạnh Glycol để hạ nhiệt độ nước nha xuống

còn 8
o
C (đối với men cũ) hay 15
o
C (đối với men mới).
 Vệ sinh: sau mỗi mẻ tiến hành vệ sinh.
 Lên men chính và lên men phụ: cấy nấm men vào dịch nha trên đường đi đồng
thời sục khí để nấm men phân bố đều và tạo điều kiện cho men phát triển nhanh hơn.
Châm dịch nha vào thùng ba lần với thời gian châm cách nhau để tạo thời gian cho
nấm men thích hợp với môi trường. Khi nước nha vô đầy thùng, đậy thùng lại và điều
khiển quá trình lên men. Quá trình lên men chính kéo dài từ 7 – 10 ngày. Kết thúc quá
trình lên men chính là bia non, chảy tự nhiên xuống bể lên men phụ. Xác men chết và
cặn protein tủa được dẫn vào thùng chứa, cùng với men đem tái sử dụng ép thành bánh
và đem đi bán. Nấm men sống hoà lẫn trong dịch bia được rửa lại bằng nước lạnh
trước khi tồn trữ trong bồn hình trụ. Khi kết thúc quá trình lên men chính, người ta hoà
trộn bia non lại rồi mới cho vào các tank lên men phụ, vừa lên men phụ vừa ủ bia ở
nhiệt 0 – 2
o
C, thời gian từ 15 – 35 ngày.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 11
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
 Vệ sinh thùng chứa bia: xả nước cho sạch men, cáu cặn trong thùng, sau
đó rửa với xút. Xả sạch xút bằng nước rồi dùng chất tiệt trùng, và xả sạch nước tiệt
trùng.
 Lọc: khi sản xuất loại bia nào, người ta chuẩn bị lượng nước đã khử oxi sẽ hoà
vào bia sau lên men phụ để điều chỉnh đến đúng nồng độ chất tan của loại bia đó. Bia
trước khi lọc được làm lạnh đến nhiệt độ 0 – 1
o
C, chất tải lạnh là glycol. Mục đích làm
lạnh là làm giảm sự hao phí CO

2
trong quá trình lọc, tăng khả năng bão hoà CO
2
trước
khi chiết.
 Vệ sinh thiết bị lọc: mỗi ngày theo thứ tự sau: cho xút nóng 65
0
C nồng độ
2% chạy trong thiết bị 15 phút, thanh trùng 30 phút bằng nước nóng 85
0
C, trung hoà
bằng acid nitric 0,3% ở 85
0
C trong 15 phút. Cuối tuần tổng vệ sinh, tháo các bộ phận
ra và ngâm rửa bằng formol.
 Bão hoà CO
2
và chiết chai: trong quá trình lọc, bia từ trạng thái tĩnh ở tank lên
men phụ chuyển sang trạng thái động khi bơm cũng như ở đường ống qua thiết bị lọc,
bia bị mất một lượng CO
2
khá lớn. Muốn cho bia thành phẩm có đủ lượng CO
2
cần
thiết thì sau quá trình lọc, bia phải qua thiết bị nén. Sau khi bão hoà CO
2
xong, bổ sung
thêm acid ascorbic, collpulin làm tác nhân chống oxi hoá. Các dụng cụ chứa bia được
rửa, thanh trùng. Sau đó thực hiện quá trình chiết chai ở điều kiện chân không. Tiếp
theo là đóng nắp và thanh trùng ở các nhiệt độ khác nhau để đảm bảo chất lượng trong

thời gian bảo hành.
2.4 ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA
2.4.1 Nguồn gốc nước thải sản xuất
Nước thải sản xuất tại nhà máy bia có thể được chia làm hai loại:
 Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ (đo bằng chỉ tiêu BOD) thấp, bao gồm:
- Nước rửa chai công đoạn cuối.
- Nước xả từ hệ thống xử lý nước cấp.
- Nước làm mát máy và nước rửa sàn vệ sinh nhà máy.
 Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ (đo bằng chỉ tiêu BOD) cao, bao gồm:
- Nước thải từ công đoạn nấu.
- Nước thải từ công đoạn lên men và lọc bia.
- Nước rửa chai ban đầu.
- Nước thải từ công đoạn chiết chai.
Trong các nguồn thải nói trên thì lượng nước thải sinh ra trong công đoạn rửa
thiết bị là nguồn ô nhiễm chính vì tại đây, các sản phẩm dư thừa còn lại khi vệ sinh sẽ
được thải bỏ và trôi theo dòng nước thải.
2.4.2 Thành phần và tính chất nước thải sản xuất
Nước thải từ nhà máy sản xuất bia thường có đặc tính chung:
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 12
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
 Chứa nồng độ cao chất hữu cơ do bã nấu, bã hèm, men, hèm loãng, bia dư
rơi rớt, rò rỉ vào nước thải.v.v Các chất hữu cơ trong nước thải bia thường ở dạng lơ
lửng lẫn dạng hoà tan, chủ yếu gồm các thành phần: đường, bột hoà tan, ethanol, các
axit béo dễ bay hơi,… nên dễ phân huỷ sinh học và thường có tỉ lệ BOD/COD = 0.6 –
0.7.
 Lượng chất rắn lơ lửng cao.
 Nhiệt độ cao.
 Độ pH trong nước thải bia dao động lớn, thông thường pH = 3-12.
 Nước thải thường có màu xám đen.
 Nước thải bia còn chứa lượng Nitrogen và Phostpho do men thải, các tác

nhân trong quá trình làm sạch thất thoát, chất chiết từ malt và các nguyên liệu phụ.
Bảng 2.1: Tính chất đặc trưng của nước thải bia.
Thông số Đơn vị Nồng độ
(a)
Hàm lượng
(a)
Mức hiện tại ở
Việt Nam
(b)
Lưu lượng 2-8 l nước thải/L bia -
COD mg/l 2000 - 6000 0.5-3 kg COD/100L bia 1700-2200
BOD mg/l 1200 - 3600 0.2-2 kg BOD/100L bia 900-1400
TSS mg/l 200 - 1000 0.1-0.5 kg TSS/100L bia 500-600
Nhiệt độ
o
C 18 - 40 -
pH
-
4.5-12 6-8
N mg/l 25-80 30
P mg/l 10-50 22-25

(a)
Nguồn: W Driessen and T Vereijken, “Recent Developments in Biological Treatment of Brewery
Effluent”, 2-7/3/2003

(b)
Nguồn: Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn. Ngành: sản xuất bia.
Bảng 2.2: Tính chất nước thải một số nhà máy bia.
S

T
Thông số Đơn vị Nhà máy bia
Sabmiller
Việt Nam
(1)
Hoàng
Quỳnh
(2)
VBL
(3)
San
Miguel
(4)
Sài Gòn –
Củ Chi
(5)
SEAB
(6)
1 Lưu lượng m
3
/ngày 2400 800 2600 700 2800 600
2 pH - 5 – 12 9 5 – 11 6.5 – 7.5 6.5 – 7 -
3 Nhiệt độ
o
C 35 35 36 – 40 - 35 – 40 -
4 TSS mg/l 800 200 378 1350 - 714
5 COD mg/l 2500 1440 1712 2700 2000 2857
6 BOD
5
mg/l 1700 720 780 1600 500 2000

7 Tổng Nitơ mg/l 36 38 10.5 24.4 8-10 -
8
Tổng
Photpho
mg/l 15 20 3.95 3.61 10 60
(1)
Nguồn: Phòng lab, nhà máy bia Sabmiller.
(2)
Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Hoàng Quỳnh.
(3)
Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia VBL.
(4)
Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia San Miguel.
(5)
Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi.
(6)
Nguồn: Trần Xuân Thái, Xử lý nước thải: Một mô hình hay tại nhà máy bia Đông Nam Á. 12/03/2007 .<
/>a.htm#detail>
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 13
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Từ tải lượng nước thải bia là 2-8 lít nước thải/lít bia (Nguồn: W Driessen and T
Vereijken, “Recent Developments in Biological Treatment of Brewery Effluent”, 2-7/3/2003) và các
bảng tính chất nước thải trên, dự tính tính chất nước thải của nhà máy bia Sài Gòn –
Quảng Ngãi như bảng 2.3.
Bảng 2.3: Tính chất nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi.
STT Thông số Đơn vị
Nồng
độ
Tiêu chuẩn so sánh
(loại A, TCVN 5945-

2005)
1 Lưu lượng m
3
/ngày 2500 -
2 pH - 5-10 6-9
3 Nhiệt độ
o
C 35 – 40 40
4 TSS mg/l 500 50
5 COD mg/l 1800 50
6 BOD
5
mg/l 1300 30
7 Tổng Nitơ mg/l 37 15
8 Tổng Photpho mg/l 19 4
9 Coliform MPN/100ml 10
7
3000
2.5 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN TIẾP NHẬN
Nước thải sau khi được xử lý đạt loại A theo TCVN 5945 – 2005, sẽ được xả vào
sông Trà Khúc. Đây là con sông lớn nhất lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi.
Sông Trà Khúc dài 135km, diện tích lưu vực là 3240 km
2
, chảy qua vùng đồng
bằng thấp ven biển, có độ dốc lớn, đầu nguồn của sông có công trình thủy lợi Thạch
Nham nên khi chảy về hạ lưu ở địa bàn thành phố Quảng Ngãi, huyện Tư Nghĩa và
huyện Sơn Tịnh thì nguồn nước trở nên cạn kiệt. Sông có đặc điểm lưu vực nhỏ, dòng
sông hẹp và dốc, nước chảy xiết nên khả năng trữ nước ngầm cho mùa khô khá nghèo
nàn nhưng mùa mưa, sông thường gây lũ lớn.
Sông Trà Khúc đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tải phần lớn lượng

nước mưa ra biển, đồng thời cung cấp nước cho vùng đồng bằng tập trung đông dân
cư. Ngoài ra, sông còn là đường giao thông sông nước giữa vùng cửa biển, đồng bằng
với thượng nguồn, giữa dân cư vùng đồng bằng sông Vệ với cư dân vùng đồng bằng
sông Trà Khúc và là mối giao lưu đường biển giữa đất liền với đảo Lý Sơn.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 14
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
3.1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
3.1.1 Công đoạn xử lý cơ học
Xử lý cơ học nhằm tách các chất rắn lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải.
Xử lý cơ học là bước ban đầu cho xử lý sinh học. Trong xử lý nước thải bia, thông
thường có thể áp dụng các thiết bị như: song chắn rác, lưới lọc, bể điều hoà.
 Song chắn rác: làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn để giữ lại các
tạp vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác nhằm 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 6 đến 100 mm.
 Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ 0.03 mm đến 6 mm.
 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, tuỳ thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước vào. Trong nhà
máy bia là 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.
 Bể điều hoà: cần thiết cho hệ thống xử lý nước thải bia vì lưu lượng và nồng độ
biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất. Bể điều hoà được sử dụng để:
 Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong
ngày.
 Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình sinh học
sau đó.

 Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt
động của vi khuẩn trong các bể xử lý sinh học.
 Là nơi cố định các độc chất đối với quá trình xử lý sinh học làm cho hiệu
suất của quá trình này được tốt hơn.
3.1.2 Công đoạn xử lý sinh học
Trước khi qua công đoạn xử lý sinh học, trong hệ thống xử lý nước thải bia
thường có bể trung hoà để điều chỉnh nước thải về pH và điều kiện dinh dưỡng thích
hợp, tạo điều kiện cho sự hoạt động và phát triển của vi sinh vật.
Đối với nước thải bia, phương pháp sinh học là phương pháp cho hiệu quả tối ưu
và được sử dụng rộng rãi nhất. Trong xử lý sinh học có ba phương pháp chính: xử lý
hiếu khí, xử lý kỵ khí và xử lý chất dinh dưỡng (N,P). Dựa trên tính hiệu quả xử lý và
kinh tế của các phương pháp, người ta thường sử dụng kết hợp cả hai phương pháp xử
lý kị khí và hiếu khí trong một hệ thống xử lý nước thải.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 15
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
3.1.2.1 Xử lý hiếu khí
Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân huỷ
chất hữu cơ trong nước thải có đầy đủ oxy hoà tan ở nhiệt độ, pH,…thích hợp. Quá
trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí có thể mô tả như sau:
Chất hữu cơ + O
2
 CO
2
+ H
2
O + NH
4
+
+ H
2

S + Tế bào vi sinh vật …+ năng
lượng.
Cơ chế quá trình sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: oxy hoá toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải đáp ứng nhu
cầu năng lượng tế bào.
 Giai đoạn 2 (quá trình đồng hoá): tổng hợp và xây dựng tế bào.
 Giai đoạn 3 (quá trình dị hoá): hô hấp nội bào.
Khi không đủ cơ chất, quá trình chuyển hoá các chất của tế bào bắt đầu xảy
ra bằng sự tự oxi hoá chất liệu tế bào.
Phân loại quá trình xử lý sinh học hiếu khí theo cách thức sinh trưởng của vi sinh
vật có: Quá trình vi sinh vật lơ lửng (bùn hoạt tính) bao gồm các công trình như bể
Aeroten, mương oxy hoá, bể phản ứng hiếu khí dạng mẻ (SBR)…, quá trình vi sinh
vật dính bám (quá trình màng vi sinh vật) bao gồm các công trình như: bể lọc sinh học,
tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay (RBC)…, và kết hợp quá trình vi sinh vật
lơ lửng và dính bám. Trong đó, quá trình bùn hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong hệ
thống xử lý nước thải bia. Trong quá trình này, nước thải và bùn hoạt tính (tập hợp các
vi sinh vật) được xáo trộn, do đó, các vi sinh vật được xáo trộn đều với các chất hữu
cơ và sử dụng chất hữu cơ như nguồn thức ăn.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoạt động hiệu quả của quá trình bùn hoạt
tính:
 Chất bẩn hữu cơ trong nước thải: nồng độ cơ chất ảnh hưởng nhiều đến
hoạt động của vi sinh vật. Loại nước thải được xử lý hiệu quả bằng quá trình này thông
thường có nồng độ BOD khoảng 1000 mg/L (Nguồn: Nguyễn Văn Phước, (2007). Giáo trình
Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học. NXB Xây dựng). Nếu lượng
chất hữu cơ cao hơn 1000mg/L sẽ tiêu hao năng lượng lớn do tăng lượng khí cung cấp
vào bể.
 Nồng độ oxy hoà tan: lượng oxy cung cấp vào bể được xem là thích hợp
khi lượng oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt II khoảng 2 mg/L (Nguồn: Nguyễn
Văn Phước, (2007). Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học.
NXB Xây dựng). Nếu thiếu oxy, trong bể sẽ xuất hiện vi khuẩn hình que, nấm, làm giảm

khả năng lắng và ức chế quá trình nitrat hoá.
 Thành phần dinh dưỡng: hàm lượng chất dinh dưỡng trong bể thích hợp
nhất khi tỉ lệ BOD : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1 (Nguồn: Nguyễn Văn
Phước, (2007). Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học. NXB
Xây dựng). Sự thiếu hụt chất dinh dưỡng trong bể sẽ gây ra hiện tượng bùn khối, làm
bùn khó lắng.
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 16
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt nguồn thải loại A, TCVN 5945 - 2005
 pH và nhiệt độ môi trường nước thải: là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn, pH
tối ưu cho đa số vi sinh vật là từ 6.5 – 8.5 (pH < 5: thúc đẩy nấm men phát triển, pH >
9: sẽ phá huỷ cân bằng nguyên sinh chất tế bào, vi sinh vật sẽ chết), nhiệt độ tối ưu là
25 – 35
o
C.
 Độc tính và các kim loại nặng trong nước thải: gây ức chế đến đời sống
của vi sinh vật. Do bùn hoạt tính có khả năng hấp thụ muối của các kim loại nặng, khi
đó hoạt tính sinh học của bùn giảm, nên lượng muối vô cơ trong nước thải không được
vượt quá 10g/L.
 Nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) cao hơn 150mg/L (Nguồn: Nguyễn Văn
Phước, (2007). Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học. NXB
Xây dựng).
 Trong hệ thống xử lý nước thải bia, thường dùng một trong các công trình
xử lý hiếu khí sau:
 Bể sinh học hiếu khí khuấy trộn hoàn chỉnh (Aeroten): được làm bằng
bê tông cốt thép. Nước thải được chảy liên tục vào bể cùng không khí được thổi vào để
khuấy trộn bùn với nước thải, đồng thời cung cấp oxy cho vi sinh vật phân huỷ chất
hữu cơ. Hỗn hợp bùn cùng nước thải ra khỏi bể Aeroten sẽ chảy sang bể lắng đợt II.
Phần lớn bùn hoạt tính lắng lại bể này sẽ được tuần hoàn lại bể Aeroten, còn bùn hoạt
tính dư sẽ được xử lý. Bể sinh học hiếu khí khuấy trộn hoàn chỉnh có thể xử lý với
hiệu suất 90-98% COD (Nguồn: W Driessen and T Vereijken, Recent Developments in Biological

Treatment of Brewery Effluent, 2-7/3/2003).

Hình 3.1: Bể sinh học hiếu khí khuấy trộn hoàn chỉnh.
 Bể sinh học hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (hệ SBR): là dạng
công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính. Do hoạt động gián đoạn nên số
ngăn của bể tối thiểu là 2. Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn bể bao gồm:
làm đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư. Hệ SBR làm việc
không cần bể lắng đợt 2.

Làm đầy nước Sục khí Lắng Xả nước
SVTH: Bùi Thị Thuý Hằng 17
Bể Aeroten
Lắn
g
Dòng ra
Bùn dưBùn hoạt tính tuần hoàn
Dòng vào