Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần Bia và nước giải khát Phú Yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
oOo






NGUYỄN QUỐC HẢO

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA VÀ
NƯỚC GIẢI KHÁT PHÚ YÊN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG





NHA TRANG – 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
oOo

NGUYỄN QUỐC HẢO

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA VÀ
NƯỚC GIẢI KHÁT PHÚ YÊN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn:
NGUYỄN THỊ NGỌC THANH


NHA TRANG – 2013

i
LỜI CẢM ƠN

cho em


ì p

Tuy đã cố gắng hoàn thiện nhƣng đồ án vẫn còn nhiều thiếu sót không mong
muốn. Kính mong quý thầy cô và các bạn thông cảm và góp ý thêm.


ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ vi
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1Tổng quan về ngành bia 2
1.2 Tổng quan về Công ty Cổ Phần biavà nƣớc giải khát Phú Yên 6
1.2.1 Giới thiệu sơ lƣợc về Công ty 6
1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty 6
1.2.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất bia 6
1.2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia của Công ty 9
1.2.3 Chất thải trong sản xuất bia và biện pháp xử lý 12
1.2.3.1 Chất thải rắn 13
1.2.3.2 Khí thải 14
1.2.3.3 Nƣớc thải 15
17
17
17
1.3.1.2 Bể lắng cát 18
18

1.3.1.4 Bể lắng 18
1.3.1.5 Bể tuyển nổi 19
1.3.1.6 Bể lọc 19
1.3.1.7 Bể nén bùn trọng lực 19
1.3.2 Phƣơng pháp hóa - lý 19

iii
1.3.2.1 Phƣơng pháp keo tụ - tạo bông 20
1.3.2.2 Phƣơng pháp hấp phụ 20
1.3.2.3 Phƣơng pháp oxy hóa – khử 20
1.3.3Phƣơng pháp sinh học 21
nhiên 21
1.3.3.2
22
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
26
26
26
26
2.2.3 Phƣơng pháp đối chiếu, so sánh 26
2.2.4. Phƣơng pháp tính toán 26
2.2.5 Phƣơng pháp phân tích chi phí lợi ích 27
2.2.6 Phƣơng phép vẽ 27
CHƢƠNG 3. 28
3.1 Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải 28
3.1.1 Lựa chọn công nghệ 28
3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ cho phƣơng án 1 32
3.2 Tính toán, thiết kế các hạng mục công trình xử lý theo phƣơng án 1 33
3.2.1 Song chắn rác 33
3.2.2 Bể lắng cát 36

3.2.3 Bể điều hòa 39
3.2.4 Bể lắng 1 43
3.2.5 Bể UASB 48
3.2.6 Bể Aeroten 59
3.2.7 Bể lắng 2 68

iv
3.2.8 Bể khử trùng 72
3.2.9 Bể nén bùn trọng lực 73
3.2.10 Máy ép bùn băng tải 78
3.2.11 Bể chứa bùn 79
3.3 Tính toán các thiết bị phụ trợ 80
3.3.1 Máy bơm nƣớc thải từ bể điều hòa sang bể lắng 1 80
3.3.2 Máy bơm nƣớc thải dƣ từ bể nén bùn về bể Aeroten 85
3.3.3 Máy bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng 2 về bể Aeroten 89
3.3.4 Máy bơm bùn từ bể chứa bùn đến bể nén bùn 94
3.3.5 Máy nén khí cho bể Aeroten 98
3.3.6 Máy nén khí cho bể điều hòa 100
3.4. DỰ TOÁN KINH PHÍ CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ 101
3.4.1 Chi phí vận hành 101
3.4.1.1 Chi phí điện năng 101
3.4.1.2 Chí phí nhân công 102
3.4.1.3 Chi phí hóa chất 102
3.4.2 Chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị 104
106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 108
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lƣợng bia theo khu vực năm 2011. 2
Bảng 1.2. Các nƣớc dẫn đầu về sản lƣợng bia trên thế giới năm 2011. 3
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt và gạo. 7
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của hoa houblon (tính theo % chất khô ). 7
Bảng 1.5. Quy định hàm lƣợng kim loại có trong nƣớc. 8
Bảng 1.6. Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia. 13
Bảng 1.7. Tải lƣợng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia. 14
Bảng 1.8. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải sản xuất của Côngty bia
và nƣớc giải khát Phú Yên. 16
Bảng 3.1. Tóm tắt thông số thiết kế song chắn rác 36
Bảng 3.2. Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng cát ngang 39
Bảng 3.3. Tóm tắt thông số thiết kế bể điều hòa 43
Bảng 3.4. Tóm tắt các thông số tính toán đầu vào thiết kế bể lắng 1 43
Bảng 3.5. Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng 1 48
Bảng 3.6. Tóm tắt thông số đầu vào tính toán bể UASB 48
Bảng 3.7. Tóm tắt thông số thiết kế bể UASB 59
Bảng 3.8. Tóm tắt các thông số đầu vào tính toán bể Aeroten 60
Bảng 3.9. Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aeroten 67
Bảng 3.10. Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng bậc 2 72
78
80
101
Bảng 3.14. Tổng hợp chi phí vận hành cho hệ thống xử lý 103
Bảng 3.15. Tổng hợp chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị 104



vi
DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ

* Hình:
Hình 1.1. Mức tiêu thụ bia của 1 số nƣớc trong khu vực Đông Nam Á. 4
. 5
Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ Phần bia và nƣớc giải
khát Phú Yên. 10
. oten 22
Hình 3.1. 29
Hình 3.2. 30
Hình 3.3. 31
* Biểu đồ:

4
H quả 80


vii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD : Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy sinh hóa,
mg/L.
BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng
COD : Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy hóa học, mg/L.
DO : Dissolved Oxygen Ôxy hòa tan, mg/L.
h : Giờ.
F/M : Food / Micro organism -Tỷ số giữa lƣợng thức ăn và lƣợng
vi sinh vật trong môi trƣờng.
MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn
lỏng, mg/L.
MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng
bay hơi trong bùn lỏng, mg/L.
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam.

QĐ : Quyết định
S : Giây.
SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L.
STT : Số thứ tự.
TCXDVN :
THHH : Trách nhiệm hữu hạn.
TN : Tổng nitơ.
TP : Tổng photpho.
TSS : Tổng hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, mg/L
UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanket Bể với lớp bùn kỵ khí
dòng hƣớng lên.
VBL : Vietnam –

VSS : Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi, mg/L.

viii


1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền công nghiệp thế giới phát triển với tốc độ rất
nhanh. Cùng với sự phát triển chung của nền công nghiệp thì ngành công nghiệp
sản xuất bia cũng đang dần dần khẳng định vị thế của mình.
Bên cạnh những thành tựu về kinh tế, xã hội thì vấn đề nan giải hiện
nay mà thế giới đang phải đối mặ ô nhiễm môi trƣờng trong đó ô
nhiễm môi trƣờng nƣớc đáng báo động hơn cả. Ngành công nghiệp bia
phần không nhỏ

có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất bia nhƣng chỉ một vài
nhà máy sản xuất với công suất lớn trên 100 triệu lít bia/ năm mới có hệ thống xử lý

nƣớc thải đạt tiêu chuẩn với dây chuyền công nghệ hiện đại, còn lại đại đa số là
công nghệ sản xuất lạc hậu nên tạo ra nhiều chất thải với lƣu lƣợng nƣớc thải ra rất
lớn trong khi công nghệ xử lý lại chƣa đạt hiệu quả.

bia là một doanh nghiệp khá
thành công trong giai đoạn hiện nay. Công ty đã không ngừng đổi mới công nghệ,
nâng cao chất lƣợng sản phẩm. Bên cạ bảo vệ môi trƣờng đã và đang
đƣợc Công ty quan tâm. Để giảm đƣợc phần nào tác động của nƣớc thải tới môi
trƣờng cũng nhƣ tiết kiệm chi phí xử lý Công ty bắt đầu xây dựng hệ thống xử lý
nƣớc thải.
Đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho Công ty Cổ Phần
bia và nƣớc giải khát Phú Yên” với công suất 960 m
3
/ngày nhằm mục đích góp
phần vào chƣơng trình bảo vệ môi trƣờ Công ty đang đề ra.
Nội dung thực hiện :
1. Tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia.
2.Đ ựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải cho Công ty.
3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ lý nƣớc thải.
4. Tính toán, thiết kế .

2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về ngành bia
Bia là loại đồ uống rất đƣợc ƣa chuộng trong đời sống hằng ngày. Tổng sản
lƣợng bia trên toàn thế giới năm 2011 ƣớc đạt 192,71 tỷ lít. Theo các nhà nghiên
cứu thì nhu cầu tiêu thụ bia trên toàn thế giới có chiều hƣớng càng tăng cùng với sự
phát triển dân số cũng nhƣ với sự tăng trƣởng về kinh tế. Châu Á với sản lƣợng ƣớt
tính là hơn 66 tỷ lít vào năm 2011 là khu vực dẫn đầu thế giớ về sản lƣợng bia. Điển
hình là Trung Quốc, đây là quốc gia có sản lƣợng bia lớn nhất trên thế giới ƣớc đạt

xấp xỉ 49 tỷ lít năm 2011. Mỹ, Brazin, Nga, Đức,… lần lƣợc giữ các vị trí tiếp theo.
Việt Nam đứng vị trí 13 trên thế giới về sản lƣợng bia với 2,78 tỷ lít năm 2011.
Bảng xếp hạng về sản lƣợng cũng nhƣ thị trƣờng tiêu thụ bia của các nƣớc trên thế
giới đã có những chuyển dịch đáng kể so với những năm trƣớc đây. Sự thay đổi này
đƣợc thể hiện trong bảng 1.1, 1.2 và biểu đồ 1.
Bảng 1.1. Sản lƣợng bia theo khu vực năm 2011. 9
Khu vực
Sản lƣợng
(nghìn lít)
Mức tăng trƣởng
so với năm 2010
(%)
Tỷ trọng trên
toàn cầu (%)
Châu Á
66.563.066
8,6
34,5
Châu Âu
54.751.700
0,2
28,4
Bắc Mỹ (Mỹ và Canada)
24.497.317
- 1,5
12,7
Mỹ La Tinh
31.748.800
3,1
16,5

Châu Phi
11.530.600
7,5
6
Trung Đông
1.448.100
11
0,8
Châu Đại Dƣơng
2.172.700
0,3
1,1


3
Bảng 1.2. Các nƣớc dẫn đầu về sản lƣợng bia trên thế giới năm 2011. 9
Năm 2011
Quốc gia
Năm 2001
Mức tăng
trƣởng của
năm 2011
so với năm
2001 (%)
Xếp hạng
Sản lƣợng
(triệu lít)
Xếp hạng
Sản lƣợng
(triệu lít)

1
48.988
Trung Quốc
2
22.468
118
2
22.546
Mỹ
1
23.300
- 3,2
3
13.200
Brazil
4
8.450
56,2
4
9.810
Nga
6
6.270
56,5
5
9.554
Đức
3
10.850
- 11,9

6
8.150
Mexico
7
6.231
30,8
7
5.630
Nhật
5
7.185
- 21,7
8
4.569
Anh
8
5.680
- 19,6
9
3.785
Balan
12
2.414
56,8
10
3.360
Tây Ban Nha
9
2.771
21,3

11
3087
Nam Phi
11
2500
23,5
12
3051
Ukraina
21
1310
132,9
13
2780
Việt Nam
29
817
240,4

Chính sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của thế giới nói chung và một số quốc
gia trong khu vực Asean nói riêng đã tạo một thị trƣờng tiêu thụ đầy tiềm năng. Việt
Nam dẫn đầu trong khu vực Asean về mức tiêu thụ bia trong năm 2011 với gần 2,6
tỷ lít. Thái Lan giữ vị trí số 2 với 1,8 tỷ lít và Philippines giữ vị trí số 3 với 1,6 tỷ lít.
Các quốc gia còn lại nhƣ Campuchia, Lào, Singapore, Malaysia, Indonesia đều có
mức tiêu thụ nhỏ hơn lớn hơn 100 triệu lít. Để thúc đẩy công nghiệp sản xuất bia
của các nƣớc trong khu vực, Châu Á đã có những chính sách mở rộng giao lƣu, trao
đổi thị trƣờng và rất nhiều biện pháp công nghệ khác nhằm mục đích nâng cao sản
lƣợng và chất lƣợng sản phẩm.
Mức tiêu thụ bia củ số nƣớc trong khu vực Đông Nam xem hình 1.1

4

Hình 1.1. Mức tiêu thụ bia của 1 số nƣớc trong khu vực Đông Nam Á. [9]

:
năm 2010. [9]
Bia đƣợc sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm. Nhà máy bia lâu đời
và nổi tiếng là nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội.
Vào năm 1875 nhà máy bia đầu tiên ở Việt Nam đƣợc xây dựng tại Chợ Lớn
đã đánh dấu một bƣớc phát triển cho ngành công nghiệp sản xuất bia sau này. Nhà
máy bia này do một ngƣời Pháp có tên là Victor Laruen làm chủ và sau đó phát
triển mạnh mẽ thành công ty bia Sài Gòn hiện nay. Sản lƣợng ban đầu của nhà máy

5
chỉ là 20 đến 25 triệu lít/ năm. Sau đó tăng dần lên 30 đến 40 triệu lít/
- –
(Vietnam Brewery Limited)
Habeco.[11]

. . [11]
Nhà Nƣớc hơn 3.435 tỷ đồng. Đối với Sabeco sản lƣợng sản xuất và tiêu thụ đạt
1,263 tỷ lít trong năm 2012, tăng 8% so với cùng kỳ năm 2011, nộp ngân sách Nhà
Nƣớc 9011 tỷ đồng. Tính từ năm 2001 đến năm 2012 lợi nhuận ngành bia đã tăng
lên gấp 4 lần với tốc độ tăng trung bình là 32,12%/năm.[11]

6
1.2 Tổng quan về Công ty Cổ Phần biavà nƣớc giải khát Phú Yên
1.2.1 Giới thiệu sơ lƣợc về Công ty
Công ty bia và nƣớc giải khát Phú Yên nằm tại lô A12


A14 trong khu công
nghiệp Hòa Hiệp, xã Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên. Công ty chính thức
đi vào hoạt động vào năm 2003.[10]
Các loại sản phẩm bia và nƣớc giải khát đƣợc sản xuất tại nhà máy trong giai
đoạn sản xuất ổn định từ năm 2008 đến năm 2012 bao gồm: 10 triệu lít bia Tuy Hòa
đóng chai 333ml chất lƣợng cao, sản xuất theo thƣơng hiệu nổi tiếng 1828 của
CHLB Đức, 19 triệ i Gòn đóng chai 355ml và 450ml đƣợc gia công theo
thƣơng hiệu củ i Gòn, 10 triệu lít nƣớc ngọt Number 1.[10]
Trong giai đoạn sắp tới Công ty sẽ tiến hành mở rộng công suất sản xuất lên
tới 50 triệu lít/năm nhằm phục vụ nhu cầu thị trƣờng trong nƣớc theo các loại sản
phẩm nƣớc trái cây nhƣ: các loại nƣớc trái cây Libella nhãn hiệu cam, táo vớt nƣớc
cốt nhập khẩu từ Úc và Liên Minh Châu Âu cùng các loại nƣớc trái cây khác trong
nƣớc. Mục tiêu của Công ty là sản phẩm bia và nƣớc giải khát sản xuất ra có chất
lƣợng đảm bảo tiêu chuẩn quốc gia, quốc tế đạt các yêu cầu sau: Đảm bảo thành
phần dinh dƣỡng và an toàn vệ sinh thực phẩm, màu sáng trong, hƣơng thơm và
mùi vị đậm đà đặt trƣng, có thể bảo quản lâu dài để cung ứng và tiêu dung. Sản
phẩm đầu ra đạt tiêu chuẩn hội nhập quốc tế theo hệ thống quản lý chất lƣợng quốc tế.[10]
1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty
1.2.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất bia
Bia đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu chính gồm: Malt (đại mạch nảy mầm),
gạo tẻ, hoa houblon, nƣớc và nấm men.
Malt: Malt là hạt đại mạch đƣợc nảy mầm trong những điều kiện nhân tạo (ở
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp). Trong quá trình nảy mầm, một lƣợng lớn các enzyme
hình thành và tích tụ trong hạt đại mạch trong đó chủ yếu là enzyme amylaza, ngoài
ra còn có enzyme proteaza và các enzyme khác. Các enzyme trong đại mạch là tác
nhân phân giải các hợp chất gluxit, protein trong malt thành nguyên liệu (các loại
đƣờng, axit amin tự do, các vitamin) mà nấm men có thể sử dụng để lên men.

7
Gạo: Gạo đƣợc sử dụng dƣới dạng thế liệu nhằm tận dụng tối đa hoạt lực

enzyme của Malt và giảm bớt chi phí sản xuất. Tỷ lệ sử dụng tùy thuộc vào loại và
chất lƣợng của nguyên liệu khoảng 30% ÷ 40% gạo và 60% ÷ 70% Malt. Gạo với
76% độ hòa tan và 12% độ ẩm là nguyên liệu có sẵn trong nƣớc, giá thành rẻ.
Thành phần hóa học chủ yếu là tinh bột chiếm 75% và protein 8%.
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt và gạo. [3]
STT
Thành phần
Malt (%)
Gạo (%)
1
Hàm lƣợng ẩm
4 ÷ 5
12
2
Độ hòa tan
76
76
3
Tinh bột
58
75
4
Đƣờng khử
4
-
5
Saccaroza
5
-
6

Chất béo
2,5
1 ÷ 5
7
Protein
10
8
8
Pentoza hòa tan
1
-
9
Khoáng
2,5
1 ÷ 1,2
10
Xơ
6
0,5 ÷ 0,8

Hoa Houblon: Hoa Houblon có chứa chất thơm, chất có vị đắng đặc trƣng
nhờ đó bia có vị dễ chịu, có hƣơng vị đặc trƣng, giúp bọt lâu tan và bền khi đƣợc
bảo quả.
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của hoa houblon (tính theo % chất khô ). [3]
STT
Thành phần

STT

1
Nƣớc
11 ÷ 23
5
Protein
15 ÷ 21
2
Chất đắng
15 ÷ 21
6

0,3 ÷ 1
3
Polyphenol
2,5 ÷ 6
7
Xenluloza
12 ÷ 14
4
Khoáng
5 ÷ 8
8

26 ÷ 28


8
Nấm men: Hai chủng nấm men thƣờng đựơc dùng trong sản xuất bia là
Saccharomyces ellipsoids và Saccharomyces carlsbergensis.Chúng là những
chủng nấm men lên men ở nhiệt độ thấp, lắng ở đáy thiết bị nên làm trong bia rất

thuận lợi cho việc tách sinh khối nấm men và có thể dùng làm men giống cho các
đợt sản xuất tiếp theo. Nấm men đóng vai trò chính quyết định trong sản xuất bia vì
quá trình trao đổi chất của nấm men chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu
thành sản phẩm, quá trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ
enzyme trong tế bào nấm men có hoạt lực cao và thuần khiết là một khâu kỹ thuật
hết sức quan trọng trong sản suất bia
Nƣớc: Trong bia thành phẩm hàm lƣợng nƣớc có thể chiếm đến 90%, vì thế
nƣớc là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ

Bảng 1.5. Quy định hàm lƣợng kim loại có trong nƣớc. [3]
STT
Tên chất
Hàm lƣợng
cho phép
(mg/L)
STT
Tên chất
Hàm lƣợng
cho phép
(mg/L)
1
Sắt
0,3
7
Sunfat
250
2
Mangan
0,05
8

Nitrat
35
3
Magiê
125
9
Asen
0,05
4
Chì
0,1
10
Selen
0,05
5
Đồng
3
11
Flo
1
6
Kẽm
5
-
-
-

Các phụ liệu trong sản xuất bia: Ngoài các nguyên liệu chính nhƣ trên thì
trong công nghệ sản xuất bia còn sử dụng một số phụ liệu khác nhằm tạo ra sản
phẩm bia chất lƣợng cao nhƣ: Caramel: bổ sung màu cho bia; Muối hạt: CaSO

4
,
CaCO
3
đƣợc sử dụng trong sản xuất bia nhằm tăng hiệu quả làm sạch bia (loại bỏ

9
các chất lơ lửng trong bia); Các loại trợ lọc: bao gồm trợ lọc thô, trợ lọc mịn, giấy
lọc; Các chất khử trùng: dùng để thanh trùng định kỳ các thiết bị lên men, dụng cụ
chứa đựng, tránh tạp nhiễm làm giảm chất lƣợng bia.
1.2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia của Công ty
Quy trình sản xuất bia gồm 4 công đoạn chính là:
 Chuẩn bị nguyên liệu
 Hồ hóa, đƣờng hóa nguyên liệu và nấu hoa
 Lên men
 Lọc bia – chiết chai
Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ phần bia và nƣớc giải khát Phú
Yên,xem hình 1.3.

10

Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Cổ Phần bia và nƣớc giải khát
Phú Yên.

Axit
lactic,
CaCl
2

Lên men










CO
2






Houblon viên
Houblon cao
Caramen
Axit lactic
ZnCl
2


Diatomic

H
2
SO
4





than



Malt








11
 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Malt, gạo có chất lƣợng bảo đảm tiêu chuẩn đƣợc cân và làm sạch bằng máy
sàng để loại bỏ những hạt cát, sạn, kim loại. Sau đó Malt và gạo đƣợc nghiền nhỏ
giúp quá trình nấu diễn ra nhanh và ít tốn năng lƣợng.
 Công đoạn hồ hóa – đƣờng hóa – nấu hoa
Đƣa nguyên liệu gồm malt và gạo tẻ đã đƣợc nghiền mịn vào thiết bị thủy
phân tạo ra những sản phẩm đƣờng đơn có hoạt tính lên men cao thích hợp cho sản
xuất bia. Để quá trình thủy phân diễn ra nhanh ngƣời ta bổ sung H
2
SO
4
vào quá
trình hồ hóa. Qúa trình đƣờng hóa malt xảy ra ở nhiệt độ 75
o
C có bổ sung Axit
lactic và CaCl
2
tạo môi trƣờng pH thích hợp cho enzyme α amylaza hoạt động để
thủy phân tinh bột nhanh tạo thành dịch nấu.Dịch nấu thu đƣợc sau quá trình thủy
phân sẽ chuyển qua công đoạn lọc để tách giữa dịch và bã của malt vì malt đem nấu
là malt đƣợc nghiền nhỏ còn vỏ. Dịch đƣờng sau khi lọc đƣợc chuyển qua hệ thống
đun sôi và hoạt hóa bằng cách bổ sung một liều lƣợng hoa Houblon và caramen cần
thiết nhằm làm ổn đinh các thành phần tạo màu, mùi vị và hƣơng thơm đặc trƣng
thích hợp cho bia. Trong quá trình đun sôi thì các loại vi khuẩn có thể bị tiêu diệt và
phần kết tủa giữa Tarin và protein cũng đƣợc tách ra bằng thiết bị lắng trong.

 Công đoạn lên men
Đây là quá trình quan trọng nhất trong công đoạn sản xuất bia. Dịch đƣờng
sau nấu hoa đƣợc làm lạnh, bổ sung nấm men và sục khí cấp O
2
sao cho độ oxy hòa

tan đạt 8 mg/lít giữ trong 2 giờ để nấm men phát triển đến hàm lƣợng nấm men đạt
100 ÷ 120 triệu tế bào/ lít, tiếp chuyển sang tank lên men. Tại đây xảy ra 2 quá trình
lên men chính và phụ trong cùng một thiết bị nhƣng ở nhiệt độ khác nhau.
▪ Giai đoạn lên men chính
Trong giai đoạn này nhiệt độ trong các tank lên men sẽ đƣợc giữ ở mức
16
o
C, áp suất sẽ đƣợc điều chỉnh ổn định. Thời gian lên men sẽ thực hiện trong 5÷ 8
ngày. Trong giai đoạn này, dịch đƣờng sẽ đƣợc chuyển hóa thành rƣợu etylic
C
2
H
5
OH và CO
2
. Giai đoạn lên men chính với sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ,

12
một lƣợng đƣờng khá lớn chuyển hóa thành cồn và CO
2
, sản phẩm của quá trình
này là bia non, đục.
▪ Giai đoạn lên men phụ
Giai đoạn lên men phụ này đƣợc thực hiện ở nhiệt độ 1
o
C, mục đích của giai
đoạn này là lắng trong bia non, bão hòa CO
2
, tạo hƣơng đặc trƣng cho bia. Quá
trình lên men thu đƣợc 2 thành phần chính là C

2
H
5
OH và CO
2
đồng thời tạo ra
hƣơng vị đặc trƣng cho bia. Khí CO
2
sinh ra đƣợc thu hồi cho vào hệ thống làm
sạch để sử dụng cho mục đích chế biến bia sau này. Sản phẩm của quá trình này là
một loại nƣớc giải khát bão hòa CO
2
, có hƣơng thơm và mùi vị dễ chịu nhờ các quá
trình chuyển hóa hóa lý phức tạp diễn ra ở điều kiện nhiệt độ thấp.
 Lọc bia – chiết chai
Ở công đoạn này bia đƣợc bơm qua thệ thống lọc trong nhằm loại bỏ tất cả
cặn và nấm men làm bia có màu sáng trong và đủ tiêu chuẩn về độ trong. Trong quá
trình này có thể bổ sung một lƣợng CO
2
nếu trong bia không đủ hàm lƣợng CO
2
.
Sản phẩm sau quá trình lên men còn chứa một lƣợng lớn nấm men và cặn lơ lửng
không lắng nên để đạt tiêu chuẩn về độ trong, bia đƣợc lọc bằng máy ép khung bảng
với chất trợ lọc diatomit. Sau lọc bia đƣợc hạ nhiệt độ xuống 4 ÷ 5
o
C và bảo hòa
CO
2
. Lúc này đối với dây chuyền bia hơi thì bia thành phẩm đƣợc chuyển sang

đƣờng ống tới tank chứa. Đối với bia chai thì bia thành phẩm sẽ đƣợc chiết vào các
chai đã đƣợc rửa sạch, sau đó chai bia theo băng chuyền đến máy đóng nắp và máy
thanh trùng để tiệt trùng, cuối cùng dán nhãn mác đƣa chai bia vào keg.
1.2.3 Chất thải trong sản xuất bia và biện pháp xử lý
Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia, xem bảng 1.6

13
Bảng 1.6. Các nguồn thải chính trong quá trình sản xuất bia.
STT
Nguồn phát thải
Chất gây ô nhiễm
Nguồn chịu tác
động
1
Nghiền nguyên liệu
Bụi nguyên liệu
Không khí
2
Nấu, đƣờng hóa, rửa nồi
nấu
SO
2
, NO
2
,CO, bụi, nhiệt,
nƣớc thải chứa chất hữu cơ
Không khí, nƣớc
3
Lắng, lọc, rửa thiết bị
Bã malt, bã hoa, nƣớc thải

chứa chất hữu cơ
Nƣớc
4
Máy lạnh
NH
3
rò rỉ

5
Lên men, rửa thiết bị
CO
2
, nƣớc thải chứa chất
hữu cơ, nấm men
Không khí, nƣớc
6
Lọc bia tƣơi, rửa thiết bị
Men bia, chất trợ lọc,
protein, bia rơi vãi
Nƣớc, không khí
7
Bão hòa CO
2

CO
2
rò rỉ
Không khí
8
Chiết bia, rửa bơm

Bia rơi vãi
Nƣớc
9
Vệ sinh nhà xƣởng
Nƣớc thải chứa chất hữu cơ,
cát, sỏi, dầu mỡ
Nƣớc
10
Chất thải sinh hoạt
Nƣớc thải, rác thải
Nƣớc, không khí, đất

1.2.3.1 Chất thải rắn
Theo kết quả điều tra khảo sát thực tế, thì cứ 100kg nguyên liệu ngũ cốc sử
dụng để nấu bia sẽ tạo thành khoảng 125 kg bã tƣơi với hàm lƣợng chất khô là 25%
(tƣơng ứng 31,25 kg). Thành phần hóa học của chất khô nhƣ sau: chất đạm 28%,
tinh bột 40%, chất xơ 17%, chất béo 8,5% và tro 5,5%. Nhƣ vậy từ tổng khối lƣợng
nguyên liệu ngũ cốc sử dụng là 2253 tấn/ năm, có thể xác định lƣợng chất thải rắn
bã bia và chất khô nhƣ sau: Bã bia 2816 tấn/ năm; chất khô 704 tấn/năm. [1]
Bã men bia có giá trị dinh dƣỡng cao, làm thức ăn bổ sung cho gia súc rất
hiệu quả, hiện nay Công ty đang bán bã men cho ngƣời chăn nuôi gia súc. Bã hoa
houblon và cặn protein đƣợc xả ra cống làm tăng tải lƣợng ô nhiễm của nƣớc thải.
Rác thải sinh hoạt: Với tổng số lƣợng cán bộ công nhân viên chức 165 ngƣời
và hệ số phát thải trung bình là 0,4 kg/ngƣời.ngày, khối lƣợng chất thải rắn sinh

14
hoạt tại nhà máy sẽ là khoảng 66 kg/ ngày, tƣơng ứng khoảng 24090 kg/năm. Công
ty đã phân loại và ký hợp đồng thu gom xử lý với công ty môi trƣờng đô thị của
thành phố. [1]
Các chất thải rắn khác nhƣ chai lọ vỡ, bao bì phế liệu, nắp chai phế phẩm

đƣợc thu gom, phân loại và bán cho các cơ sở gia công tái chế. Một lƣợng nhỏ chai
lọ đựng hóa chất đƣợc thu gom và quản lý đúng kỹ thuật tại kho riêng.
1.2.3.2 Khí thải
Bụi phát sinh trong quá trình vận chuyển bốc dỡ các loại nguyên phụ liệu và
sản phẩm trong quá trình xử lý và phối nguyên liệu chuẩn bị đƣa vào sản xuất. Bụi
và các chất ô nhiễm không khí phát sinh do khói thải của các phƣơng tiện vận
chuyển hoạt động (xe nâng, xe cẩu hàng và xe ô tô vận tải).
Các chất ô nhiễm không khí chứa trong khói, bụi phát sinh trong quá trình
gia nhiệt lò hơi của Công ty bằng dầu FO. Theo đặc tính kỹ thuật của lò hơi có công
suất 6 tấn hơi/h có thể xác định lƣu lƣợng khí thải trung bình do đốt cháy dầu FO là
1555 m
3
/h hoặc 0,432 m
3
/s lƣợng khí thải này đƣợc quạt hút có công suất q = 12000
m
3
/h đƣa đến hệ thống lọc bụi Xyclon sau đó phát tán ra môi trƣờng không khí
thông qua ống khói cao 18 m. 1
Lƣợng phát thải chất ô nhiễm trong khí thải của các phƣơng tiện vận chuyển,
xe cẩu hàng và xe vận chuyển có thể xác định ƣớc tính dựa vào số lƣợng xe hoạt
động trung bình là: 4080 m
3
/h. [1]
Tải lƣợng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia, xem bảng 1.7
Bảng 1.7. Tải lƣợng các chất ô nhiễm trong khí thải của nhà máy bia. [1]
STT
Nguồn ô nhiễm
Bụi(mg/m
3

)
SO
2
(mg/m
3
)
NO
2
(mg/m
3
)
CO(mg/m
3
)
1
Dây chuyền sản xuất
333,67


104,27
2
Phƣơng tiện vận
chuyển
3,84
20,29
9,32
22,07
3
Lò hơi
184,33

2143,33
910,92
68,59
4
QCVN
19:2009/BTNMT (A)
400
1500
1000
1000


15
Nồng độ các chất ô nhiễm chứa trong bụi thải của dây chuyền sản xuất bia và
trong khí thải của các phƣơng tiện vận chuyển là không đáng kể và nằm dƣới giới
hạn rất nhiều so với quy chuẩn cho phép QCVN 19:2009/BTNMT (A)
Nồng độ các chất ô nhiễm chứa trong khí thải của lò hơi hầu hết đều nằm
dƣới khung quy chuẩn cho phép, riêng đối với nồng độ khí SO
2
là 2143,33 mg/m
3

vƣợt nhiều so với QCVN 19:2009/BTNMT (A) (1500 mg/m
3
) là nguy cơ gây ô
nhiễm môi trƣờng không khí tại Công ty, ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cán bộ,
công nhân trong Công ty.
Do vậy, Công ty cần phải áp dụng các biện pháp xử lý khí thải lò hơi đạt quy
chuẩn hiện hành trƣớc khi xả thải vào môi trƣờng

1.2.3.3 Nƣớc thải
Sản xuất bia là một ngành sản xuất sử dụng nhiều nƣớc, định mức trung bình
của Công ty là 11m
3
nƣớc/1000 lit bia. Nƣớc thải gồm 3 loại chính: nƣớc mƣa,
nƣớc sinh hoạt và nƣớc từ các công đoạn sản xuất. 1
 Nƣớc thải sinh hoạt: Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh trong quá trình sản xuất
và nghỉ ngơi của cán bộ công nhân viên chức trên khu vực nội và ngoại vi của nhà
máy sau khi đƣợc xử lý sơ bộ bằng hầm tự hoại thì đƣợc thu gom, tập trung vào
cống thu và dẫn sang khu xử lý nƣớc thải tập trung của khu công nghiệp.
 Nƣớc mƣa chảy tràn: Nƣớc mƣa chảy tràn có cuốn theo đất cát, rác và các
tạp chất rơi vãi trên mặt đất xuống nguồn nƣớc.So với nƣớc thải sản xuất thì nƣớc
mƣa khá sạch và hàm lƣợng các chất ô nhiễm thấp hơn (nồng độ các chất ô nhiễm
trong nƣớc mƣa chảy tràn TSS khoảng 10 ÷ 20 mg/L; COD khoảng 10 ÷ 20 mg/L;
N khoảng 0,5 ÷ 1,5 mg/L; P khoảng 0,004 ÷ 0,03 mg/L. Vì vậy nƣớc mƣa chảy
tràn đƣợc tách đất cát bằng hệ thống hố ga và hệ thống song chắn rác để giữ lại các
cặn rác có kích thƣớc lớn, sau đó thải thẳng vào nguồn tiếp nhận.
Nƣớc thải từ các công đoạn sản xuất bia gồm có: nƣớc lẫn bã malt và bọt sau
khi lấy dịch đƣờng, nƣớc tráng rửa thiết bị, máy móc, nƣớc rửa keg, xả cặn và men,