luận văn kỹ thuật môi trường Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bia bằng hệ thống Aeroten

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay nền kinh tế đang trên đà phát triển, thu nhập của con người dần được
cải thiện và nâng cao. Chính vì vậy nhu cầu sử dụng các loại đồ uống ngày càng tăng,
đặc biệt là bia, do bia là loại đồ uống mát, bổ, độ cồn thấp, có hương vị đặc trưng
riêng. Loại đồ uống này đang được sử dụng rộng khắp trên thế giới và sản lượng của
chúng ngày càng gia tăng. Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành tạo ra nguồn thu
lớn cho ngân sách nhà nước và có hiệu quả kinh tế cao. Do đó, trong những năm gần
đây nền sản xuất bia đó cú những bước phát triển khá nhanh.
Với sự xuất hiện ngày càng nhiều nhà máy bia như hiện nay thỡ cỏc loại chất
thải phát sinh từ quy trình sản xuất bia cũng gia tăng đáng kể, đặc biệt là số lượng nước
thải rất lớn. Các loại nước thải này chứa hàm lượng các chất lơ lửng, BOD và COD cao
dễ gây ô nhiễm môi trường. Chớnh vỡ vậy, việc xử lý nước thải của quy trình sản xuất
bia trước khi thải ra môi trường là vấn đề cần được quan tâm.
Hiện nay đã có nhiều phương pháp để xử lý nước thải sản xuất bia. Nhìn chung
với nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và dễ phân hủy thì xử lý sinh học là phương pháp
thích hợp nhất để xử lý đối tượng nước thải này, trong đó phương pháp bùn hoạt tính
vẫn là phương pháp truyền thống được ưa chuộng do nó có nhiều ưu điểm như dễ vận
hành, hiệu quả xử lý nhanh, thể hiện rõ quá trình loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải
nhờ hoạt động của vi sinh vật. Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của một
số yếu tố đến hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bia bằng hệ thống Aeroten” sẽ tập
trung khảo sát các đặc tính của một số yếu tố đối với nước thải sản xuất bia bằng hệ
thống Aeroten. Trên cơ sở đó sẽ đưa ra những kết luận về sự ảnh hưởng của các yếu tố
đó đến quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải bia phục vụ cho quá trình lựa chọn
các thông số trong thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
• Mục đích của đồ án
- Tìm hiểu đặc trưng của nước thải bia và nghiên cứu xử lý nước thải bia bằng hệ
thống Aeroten. Thông qua nghiên cứu đề tài này sẽ củng cố và hoàn thiện kiến thức
về xử lý nước thải, đặc biệt là phương pháp xử lý sinh học hiếu khí.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 2 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
- Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm sẽ đề xuất công nghệ xử lý nước thải bia với
các thông số vận hành phù hợp, từ đó có thể kết hợp với các phương pháp xử lý
khác hoặc cải tiến quy trình để nâng cao hiệu quả xử lý.
• Phạm vi nghiên cứu
- Giới hạn về mặt không gian: Đối tượng nghiên cứu của đồ án là nước thải của cơ sở
sản xuất bia Hoàng Thanh – Tây Sơn – Hà Nội.
- Giới hạn về mặt thời gian: Đồ án được thực hiện trong khoảng thời gian là 14 tuần
kể từ ngày 04/04/2011.
- Giới hạn về mặt nội dung:
+ Tập trung nghiên cứu một số yếu tố vận hành ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý
nước thải sản xuất bia bằng hệ thống Aeroten. Trong đó tập trung xử lý COD của
nước thải.
+ Đề xuất quy trình xử lý và thiết kế sơ bộ bể Aeroten cho cơ sở Hoàng Thanh
dựa trên cỏc nghiên cứu thực nghiệm.
• Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tổng hợp và phân tích thống kê: dựa trên các số liệu đó cú và khảo sát
được liên quan đến hoạt động của cơ sở sản xuất.
- Phương pháp kiểm toán chất thải: dựa trên nguồn nguyên – nhiên liệu, hóa chất sử
dụng…
- Phương pháp mô hình thực nghiệm: dựa trên kết quả thí nghiệm ở hệ thống mô
hình trong phòng thí nghiệm.
• Nội dung của đồ án
Đồ án gồm 3 chương với các nội dung sau:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về công nghệ sản xuất bia và các vấn đề môi trường.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý sinh học hiếu khí nước thải.

- Chương 3: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng hệ thống Aeroten
- Kết luận và kiến nghị
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
1.1. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 3 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Việt Nam là nước thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, với dân số trên 80
triệu người hứa hẹn một thị trường tiêu thụ bia đầy tiềm năng. Ngành công nghiệp sản
xuất bia đã phát triển với lịch sử trên 100 năm. Xưởng sản xuất bia đầu tiên được đặt
tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Pháp mở vào năm 1875, là tiền thân
của nhà máy bia Sài Gòn, nay là Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn.
Ở miền Bắc vào năm 1889, một người Pháp tên là Hommel đã mở một xưởng sản xuất
bia tại làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty
Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội. Trong quá trình hình thành và phát triển, ngành
sản xuất bia có những bước phát triển về quy mô và công nghệ nờn đó đạt được bước
tăng trưởng cao.
 Về năng lực sản xuất
Theo thống kê năm 2004 cả nước có khoảng 469 cơ sở sản xuất bia tổng hợp
với công suất thiết kế khoảng 1200 triệu lớt/năm. Cũng theo số liệu tổng hợp của Bộ
công nghiệp năm 2004 thì giá trị sản xuất công nghiệp của toàn bộ ngành Rượu – Bia –
Nước giải khát trên cả nước đã đạt 15281,5 tỷ đồng, doanh thu đạt 17950 tỷ đồng, tạo
việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20000 lao động.
Theo Báo cáo tổng hợp tình hình sản xuất kinh doanh rượu bia của Bộ Công nghiệp
năm 2006, các nhà máy bia được phân bố tại 49/64 tỉnh thành của cả nước tập trung chủ yếu
tại khu vực Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Hồng, Trung và Nam Trung bộ. Các khu vực
Tõy Nguyờn, Đồng bằng sông Cửu Long, trung du miền núi phía Bắc, năng lực sản xuất bia ở
mức thấp. Năng lực sản xuất bia tập trung tại những thành phố trực thuộc trung ương như

thành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, Hà Nội chiếm
13,44%, Hải Phòng 7,47% và Đà Nẵng chiếm 2,83%.
Bia địa phương có khoảng 331 cơ sở, chiếm 97,18% số cơ sở nhưng lượng bia
chỉ chiếm 37,41% lượng bia của cả nước và đạt 60,73% công suất thiết kế.
Số nhà máy bia liên doanh với nước ngoài là 7 nhà máy, đạt sản lượng 174,3 triệu
lớt/năm, chiếm 27,5% sản lượng bia của cả nước và chỉ đạt 58,1% công suất thiết kế.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 4 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Doanh nghiệp quốc doanh trung ương, chủ yếu là 2 công ty bia lớn là công ty
bia Hà Nội và Sài Gòn thuộc tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam sản
xuất đạt 230 triệu lớt/năm chiếm 30,4% sản lượng bia của cả nước và đã vượt công
suất 105,13%, là 2 đơn vị có hiệu quả kinh tế lớn. Sản lượng bia của một số đơn vị tính
đến năm 2010 được thể hiện dưới bảng 1.1.
Bảng 1.1. Sản lượng bia của một số đơn vị tính đến 2010[5]
Đơn vị tính: triệu lít
Chỉ tiêu Năm
2005 2010
1.Tổng công suất của hai tổng công ty thuộc Bộ Công nghiệp
550 780
+ Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn
350 430
+ Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội
100 200
+ Các nhà máy khác
100 150
2.Liên doanh và 100% vốn nước ngoài
350 400
3.Địa phương và các thành phần kinh tế khác

300 320
+ Địa phương
200 270
+ Các thành phần kinh tế khác
100 50
Tổng cộng
1200 1500
Ước tính đến năm 2011 cả nước sẽ sản xuất được 2,8 tỷ lít bia. Theo đánh giá
quý I năm 2011, do ảnh hưởng của giỏ nguyờn – nhiên liệu đầu vào tăng, ảnh hưởng
đến giá thành sản phẩm nên trong quý I, một số sản phẩm bia các loại đã phải điều
chỉnh tăng giá, việc tăng giá sản phẩm đã ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh, sức tiêu
thụ sản phẩm của ngành. Sản lượng bia các loại ước đạt 534 triệu lít, tăng 9,5% so với
cùng kỳ năm trước. Nhìn chung, tình hình sản xuất và tiêu thụ bia, rượu, nước giải khát
quý I năm 2011 ổn định. Trong dịp Tết Nguyên Đán, các doanh nghiệp ngành rượu bia
đã cung cấp đủ lượng bia rượu ra thị trường, không có biến động lớn về giá. Để tăng
năng lực sản xuất, Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gũn đó đưa nhà máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 5 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
bia Sài Gòn – Sông Lam, công suất 100 triệu lớt/năm vào hoạt động nhằm cung ứng
sản phẩm ra thị trường trong mùa hè năm 2011.
Hiện nay hầu như các doanh nghiệp quốc doanh Trung ương đã dần tiến tới cổ
phần hóa, huy động vốn sẵn có của các thành viên trong công ty và nguồn vốn trong
nhân dân. Ban đầu tuy còn nhiều bỡ ngỡ, khó khăn nhưng đã được khắc phục và từng
bước đi đến thành công.
 Về chủng loại bia
Tại Việt Nam thường có 3 loại: Bia lon, bia chai và bia hơi. Tỷ lệ sản xuất các
loại bia biến đổi rất khác nhau do nhu cầu của người tiêu dùng, năm 1995 tỷ lệ bia của
từng nhà máy lớn như sau:

- Công ty bia Sài Gòn sản lượng tiêu thụ bia chai là chủ yếu, chiếm 65%, còn bia lon
chiếm 30,5% và bia hơi chiếm 3,5%.
- Công ty bia Hà Nội sản lượng tiêu thụ bia chai là chủ yếu, chiếm 60,4%; bia hơi
chiếm 39,6%.
- Các nhà máy bia địa phương và các cơ sở bia tư nhân hiện nay đang phát triển
mạnh nhờ mặt hàng bia hơi.
Trên thực tế bia hơi có giá thành kinh tế rẻ, thích hợp với túi tiền của đông
đảo tầng lớp dân cư trong xã hội. Bia hơi đáp ứng nhu cầu tiêu thụ tại chỗ, vì vậy
thị trường tiêu thụ bia hơi vẫn còn rất lớn.
 Về trình độ công nghệ, thiết bị
Những nhà máy có công suất trên 100 triệu lít tại Việt Nam đều có thiết bị hiện
đại, tiên tiến được nhập từ các nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như Đức, Ý,
Mỹ… Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít cho đến nay cũng đã được đầu tư
chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ tiên tiến vào sản xuất. Các cơ sở còn lại với
công suất thấp vẫn đang trong tình trạng thiết bị, công nghệ lạc hậu, yếu kém, không
đạt yêu cầu vệ sinh thực phẩm.
1.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
1.2.1. Nguyên liệu
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 6 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
1.2.1.1. Nguyên liệu chính
Thành phần của bia khá phức tạp, phụ thuộc vào từng loại bia và công nghệ sản
xuất. Theo phân tích, thành phần chính của bia gồm 80 – 90% nước; 3 – 6% độ cồn;
0,3 – 0,4% H
2
CO
3
; 5 – 10% các chất hòa tan và một số chất khác [1]. Các nguyên liệu

chính để sản xuất bia bao gồm: Malt đại mạch, hoa Houblon, men, nước với một quy
trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế cũng như đa dạng hóa
sản phẩm, các nhà máy bia cũn dựng một số loại nguyên liệu thay thế như đại mạch
chưa nảy mầm, gạo, ngụ đó tỏch phụi… Do nước ta không trồng được đại mạch và hoa
Houblon nờn cỏc nguyên liệu này được nhập từ nước ngoài về. Ngày nay tùy theo
phương pháp thực hiện, loại nguyên liệu, và nấm men sử dụng… mà có rất nhiều loại
bia khác nhau. Mỗi loại được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác nhau.
 Malt đại mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu chính trong sản xuất bia. Đó là các hạt đại mạch
được nẩy mầm trong những điều kiện nhân tạo ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích
hợp. Trong quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzim hình thành và tích tụ trong hạt
đại mạch, trong đó chủ yếu là nhóm enzim amylaza, ngoài ra cũn cú enzim proteaza và
các enzim khỏc. Cỏc enzim trong malt đại mạch là các tác nhân phân giải các hợp chất
gluxit, protein trong malt thành các loại đường, peptit, các axit amin tự do và các hợp
chất hữu cơ khỏc… trong đó có pectin, đường được sử dụng để lên men etanol[1]. Bia
sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so với bia được
sản xuất từ malt của các loài hòa thảo khác.
Thành phần hóa học trung bình của Malt bia tính theo phần trăm chất khô được thể
hiện theo bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của Malt [1]
Thành phần (%) Tỷ lệ % trong Malt
Tinh bột 58
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 7 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Chất béo 2,5
Khoáng 2,5
Đường khử 4
Protein 10

Xơ 6
Sacarozo 5
Pentoza hòa tan 1
Hexoza và pentoza không hòa tan 9
Trong thành phần hóa học quan trọng nhất của Malt để sản xuất bia là hàm
lượng tinh bột. Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt, nhưng hàm lượng protein phải
nằm trong khoảng từ 9 – 12%, nếu cao hơn thì bia sẽ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp
hơn thì bia sẽ ít bọt, kém đậm đà và kèm theo các chỉ số non yếu khác.
 Hoa houblon
Hoa Houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia. Nó làm
cho bia có vị đắng dễ chịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt,
làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
Trong sản xuất bia người ta thường sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì hoa đã thụ
phấn sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng bia. Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khác nhau
:dạng hoa nguyờn cỏnh, hoa viên, cao hoa… Tuy nhiên không sử dụng 100% cao hoa
vì sẽ làm cho mùi, vị của bia bị giảm sút.
Thành phần hóa học của hoa Houblon bao gồm nhiều loại khác nhau, nhưng có
giá trị nhất là nhựa hoa, các tamin và tinh dầu. Ngoài ra trong hoa cũn cú chứa một số
chất khỏc (tớnh theo phần trăm chất khô tuyệt đối) (bảng 1.3)
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của hoa Houblon [1]
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 8 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Thành phần Tỷ lệ % trong hoa Houblon
Nước 11 – 13
Chất đắng 15 – 21
Polyphenol 2,5 – 6
Chất khoáng 5 – 8
Protein 15 – 21

Tinh dầu thơm 0,3 – 1
Xenluloza 12 – 14
Các hợp chất khác 26 – 28
 Nước
Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm khoảng 85 – 90%. Trong nhà
máy, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau như xử lý nguyên liệu, nấu
nguyên liệu, làm lạnh bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị… Do đó
lượng nước dùng trong quá trình sản xuất rất lớn. Lượng nước dùng để nấu bia đòi hỏi
có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà cũn cú những yêu cầu riêng đáp ứng cho công
nghệ sản xuất bia như sau [1]:
- Tính chất lý hóa: Không có mùi lạ, trong suốt.
pH = 6ữ8
Hàm lượng sắt < 0.3 mg/l
NH
3
và muối của và không có.
- Tính chất vi sinh: Nước không chứa mầm bệnh
E.Coli : không có, Vi sinh vật < 100 tế bào/1ml
 Gạo tẻ
Để tận dụng lượng enzim amilaza có trong malt và để hạ giá thành sản phẩm,
gạo tẻ thường được sử dụng làm thế liệu. Tỷ lệ này trong bia chiếm khoảng 30%. Yêu
cầu gạo phải sạch, không tạp chất, không mối mọt, lượng amylopectin thấp. Thành
phần hóa học của gạo (tính theo phần trăm chất khô) (bảng 1.4)
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 9 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của gạo tẻ [1]
Thành phần Tỷ lệ % trong gạo tẻ
Tinh bột 70 – 75

Các loại đường 2 – 5
Khoáng 1 – 1,5
Chất béo 1 – 1,5
Protit 7 – 8
 Nấm men
Là loại nấm đơn bào, đường kính tế bào khoảng 1/100 mm. Có nhiều dòng men
khác nhau, mỗi dòng men cú cỏc đặc tính, đặc thù riêng. Nấm men dùng trong sản xuất
bia thường là các chủng nấm men chìm thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả
năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như các loại đường
hoà tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi lượng…
qua màng tế bào. Sau đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình
trao đổi chất để chuyển hoỏ cỏc chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát
triển và lên men của nấm men được tiến hành.
1.2.1.2. Phụ liệu
Ngoài các nguyên liệu chính, công nghệ sản xuất bia cũn dựng cỏc phụ liệu sau:
- Chất trợ lọc (diatomit): được sử dụng nhằm nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời gian
trong quá trình lọc bia. Khi rửa thiết bị, chất trợ lọc cuốn theo nước rửa sẽ làm tăng
hàm lượng chất rắn trong nước thải. Trong hệ thống xử lý, chất trợ lọc thường lắng
lại ở bể lắng sơ cấp.
- Muối hạt: được sử dụng nhằm tăng hiệu quả làm lạnh.
- Xút, P3 + Reecon + Disoree, Ozonia… được sử dụng để chế dung dịch rửa (CIP nóng,
CIP lạnh), khử trùng, vệ sinh thiết bị. Các chất này được tuần hoàn tái sử dụng đến khi
loãng được xả ra cùng với nước thải làm cho pH của nước thải thay đổi.
1.2.2. Quy trình công nghệ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Công nghệ sản xuất bia được thể hiện trờn hỡnh 1.1.
Quy trình sản xuất bia qua 4 giai đoạn:

- Quy trình ở phân xưởng nấu
- Quy trình ở phân xưởng lên men
- Quy trình lọc bia
- Quy trình ở phân xưởng chiết
Nguyên liệu chuẩn bị gồm malt và gạo được rửa, ngâm, nghiền và định lượng sẵn cho
từng mẻ nấu.
1.2.1.1. Quy trình ở phân xưởng nấu
Quá trình nấu gồm 4 công đoạn[2]:
- Hồ hóa và đường hóa: nguyên liệu sau khi xay nghiền được chuyển tới thiết bị hồ
hóa và đường hóa bằng cách điều chỉnh hỗn hợp ở các nhiệt độ khác nhau.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 11 Ngành: Kỹ thuật môi
trường

Nước cấp để rửa Nước mềm Malt Gạo
Sàn thiết bị

Hơi nước
Phụ gia


Hoa Houblon
Hơi nước


Glycol hay nước đá
sục khí

chất trợ lọc
hơi xút
chai
lon
nước thải
hơi nước

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Chuẩn bị nguyên liệu
Nấu – đường hóa
Lọc dịch đường
Nấu hoa
Tách bã
Làm lạnh
Lên men chính, phụ
Nén CO
2
Phục
hồi men
Lọc bia
Bão hòa CO
2
Rửa chai
Chiết chai, lon
Đóng nắp
Thanh trùng
Kiểm tra, dán nhãn, nhập kho
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 12 Ngành: Kỹ thuật môi
trường

Hình 1.1. Quy trình công nghệ sản xuất bia
Hệ enzim thích hợp chuyển hóa các chất dự trữ có trong nguyên liệu thành dạng
hòa tan trong dịch: các enzim thủy phân tinh bột tạo thành đường, thủy phân các
chất protein thành axit amin và các chất hòa tan khác, sau đó được đưa qua lọc hèm
để tách đường và các chất hòa tan khỏi bã bia.
- Lọc dịch đường: dịch hèm được đưa qua máy lọc nhằm tỏch bó hốm ra khỏi nước
nha. Thiết bị lọc dịch đường phổ biến có 2 loại là nồi lọc lắng hoặc máy ép lọc
khung bản.
- Đun sôi với hoa Houblon: dịch đường sau khi lọc được nấu với hoa Huoblon và
được đun sôi 60 – 90 phút. Mục đích của quá trình nhằm ổn định thành phần của
dịch đường, tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng của hoa Houblon.
- Lắng nóng dịch đường: dịch sau khi nấu được đưa qua bồn lắng xoáy nhằm tách
cặn trước khi chuyển vào lên men.
Quá trình nấu sử dụng nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt năng và điện năng cho
việc vận hành các thiết bị, hơi nước phục vụ mục đích gia nhiệt và đun sôi.
1.2.2.2. Quy trình ở phân xưởng lên men
- Làm lạnh và bổ sung oxy: dịch đường sau lắng có nhiệt độ khoảng 90 – 95
0
C
được hạ nhiệt độ nhanh đến 8 – 10
0
C và bổ sung oxy với nồng độ 6 – 8 mg O
2
/lít.
Quá trình làm lạnh nhanh được thực hiện trong các thiết bị trao đổi nhiệt với môi
chất là nước lạnh với nhiệt độ 1 – 2
0
C.
- Chuẩn bị men giống: Nấm men được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, sau đó
được nhân trong các điều kiện thích hợp để đạt được mật độ nấm men cần thiết.

- Lên men chính: dịch đường được cấp bổ sung oxy, làm lạnh đến nhiệt độ thích
hợp để tiến hành quá trình lên men chính với thời gian và điều kiện thích hợp. Việc
lên men được thực hiện trong các tank liên hoàn thiết kế phù hợp với công nghệ lên
men của từng nhà máy khác nhau. Khí CO
2
được sinh ra trong quá trình lên men
được thu hồi. Thời gian lên men chính thường từ 5 – 7 ngày.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 13 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
- Lên men phụ: Dịch sau khi kết thúc giai đoạn lên men chính được chuyển sang
giai đoạn lên men phụ để hoàn thiện chất lượng bia (tạo hương và vị đặc trưng).
Quá trình này diễn ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể, bia được
lắng trong và bão hòa CO
2
. Thời gian lên men từ 4 – 21 ngày hoặc hơn tùy thuộc
vào yêu cầu của từng loại bia[2].
1.2.2.3. Quy trình lọc bia
Sau khi lên men bia được đem lọc để loại những hạt nhỏ bé như: tế bào nấm
men, protein, huyền phù làm cho bia đạt độ trong theo yêu cầu chất lượng, ổn định và
tăng độ bền sinh học, hóa học cho bia. Việc lọc bia luôn được thực hiện với sự duy trì
nhiệt độ lạnh cho bia trước và sau khi lọc khoảng -1 đến 1
0
C. Tác nhân quan trọng để
lọc bia là các loại bột trợ lọc khác nhau. Sau khi lọc chúng trở thành chất thải và là vấn
đề gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất.
- Hoàn thiện sản phẩm: bia có thể lọc hoặc xử lý qua một số công đoạn như qua
hệ thống lọc trao đổi chứa PVPP hoặc silicagen để loại bớt polyphenol và protein
trong bia, tăng tính ổn định của bia trong quá trình bảo quản. Nhằm mục đích tăng

tính ổn định của bia, người ta có thể sử dụng thờm cỏc enzim hoặc chất bảo quản
được phép sử dụng trong sản xuất bia.
- Pha bia: Trong công nghệ sản xuất bia gần đây các nhà sản xuất tiến hành lên
men bia nồng độ cao (phổ biến trong khoảng 12,5 – 16 độ plato) để tăng hiệu suất
thiết bị và tiết kiệm năng lượng. Trong quá trình lọc và hoàn thiện sản phẩm họ sẽ
pha loãng bia về độ mong muốn theo tiêu chuẩn sản phẩm trên những thiết bị
chuyên dùng. Quá trình pha loãng bia luôn yêu cầu nước tiêu chuẩn cao trong đó
hàm lượng oxy hòa tan dưới 0,05 ppm.
- Bão hòa CO
2
: Bia trong và sau khi lọc được bão hòa thêm CO
2
để đảm bảo tiêu
chuẩn bia thành phẩm trước khi đóng chai, lon.
- Lọc bia vô trùng: Có nhều nhà máy trang bị hệ thống lọc màng để sản xuất bia
tươi đóng chai/lon không thanh trùng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Như vậy hệ thống lọc bia trong nhà máy sản xuất bia có nhiều cấp độ khác
nhau. Tùy theo mục đích mà nhà sản xuất trang bị thiết bị đến mức cần thiết[2].
1.2.2.4. Quy trình ở phân xưởng chiết
Để đáp ứng nhu cầu khác nhau của người tiêu dùng và đảm bảo việc vận chuyển
bia đến nơi tiêu thụ, các nhà sản xuất bia phải tiến hành khâu bao gói. Các bao bì phải
được rửa sạch sẽ, tiệt trùng trước khi chiết rút. Khõu rửa bao bì tốn nhiều hóa chất và
năng lượng kèm theo nước thải với tải lượng BOD cao.
Bia được chiết vào chai, lon, két bằng các thiết bị chiết rót. Tùy theo yêu cầu
của thị trường mà việc kiểm soát tốt các thông số trong quá trình chiết như hàm lượng
oxy/khụng khớ trong chai/lon đòi hỏi nghiêm ngặt và như vậy cần phải lựa chọn tốt

thiết bị chiết rót ngay từ đầu. Nếu thiết bị làm việc không chính xác sẽ dẫn đến nhiều
sản phẩm hỏng, mức hao hụt bia cao, gây tải lượng hữu cơ cao trong nước thải.
Sau khi chiết sản phẩm được thanh trùng. Thanh trùng bia để tăng độ bền cho
bia. Trong điều kiện thanh trùng phần lớn các vi sinh vật, nấm men sót lại bị tiêu diệt,
các vi sinh vật chịu nhiệt bị yếu đi và mất khả năng sinh sản. Quá trình thanh trùng
được thực hiện nhờ hơi nước qua các thang nhiệt độ yêu cầu.
Bia sau khi thanh trùng tiếp tục đi qua bộ phận dỏn nhãn và đưa vào két, sau khi
đóng xong bia được đưa vào kho. Bia ra lò có nhiệt độ khoảng 36
0
C. Ở phân xưởng
chiết các quá trình diễn ra liên tục và hầu như cơ khí hoàn toàn.
1.2.3. Nhu cầu nguyên nhiên liệu và năng lượng
1.2.3.1. Nhu cầu nguyên – nhiên liệu
Nhu cầu nguyên – nhiên liệu để sản xuất bia phụ thuộc vào công nghệ mà nhà
máy sử dụng. Các nhà máy bia định mức việc tiêu hao nguồn nguyên – nhiên liệu và
phát thải dựa trên sản lượng bia (thường tính trên 100 lít bia). Trong bảng 1.5 là nhu
cầu sử dụng các nguồn nguyên – nhiên liệu cho 3 loại công nghệ (truyền thống, trung
bình và công nghệ tốt nhất) và mức tiêu hao trong các nhà máy bia. Các nhà máy bia
truyền thống là những nhà máy có hoạt động bảo trì và quản lý kém. Nhà máy bia
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 15 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
trung bình là nhà máy có thiết bị tương đối hiện đại và đã tập trung vào vấn đề giảm
tiêu hao tài nguyên và môi trường. Nhà máy bia công nghệ tốt nhất là nhà máy mà ở đó
sự tiêu hao năng lượng và ô nhiễm ở mức thấp nhất.
Bảng 1.5. Nguyên – nhiên liệu sử dụng trong một số nhà máy bia
(tính cho 100 lít bia)[2]
Nguyên – nhiên
liệu

Đơn vị
tính
Công nghệ
truyền
thống
Công nghệ
trung bình
Công nghệ
tốt nhất
Mức hiện
tại ở Việt
Nam
Malt/ nguyên liệu
thay thế
kg 18 16 15 14 - 18
Nhiệt MJ 390 250 150 250– 350
Nhiên liệu (tính
theo dầu FO)
lít 11 7 4 4 – 8,5
Điện kWh 20 16 8 – 12 10 - 30
Nước m
3
20 – 35 7 – 15 4 6 – 20
NaOH kg 0,5 0,25 0,1 0,2 – 0,4
Bột trợ lọc g 570 255 80 100– 400
 Malt và nguyên liệu thay thế: mức tiêu hao phụ thuộc vào loại bia mà nhà máy sản
xuất; hiệu suất sử dụng và mước độ hao phí nguyên liệu trong quá trình sản xuất.
Thường để sản xuất 1000 lít bia cần 150 kg malt và nguyên liệu thay thế. Tỷ lệ
nguyên liệu thay thế có thể chiếm đến 30%.
 Nấm men: Nấm men sinh khối trong quá trình lên men được sử dụng lại một phần

vào quá trình lên men. Lượng nấm men thừa khoảng 20 – 40 kg/1000 lít bia. Trong
nấm men còn chứa bia có tải lượng BOD khoảng 12000 – 14000 mg/l.[2]
 Nước: Nhu cầu sử dụng nước trong quá trình sản xuất bia của nhà máy rất lớn,
trung bình ở Việt Nam sản xuất bia cần 9 – 14 lít nước cho 1 lít bia, nếu vận hành
tốt trong khoảng 4 – 10 lít[2]. Nước được sử dụng cho nhiều các công đoạn khác
nhau trong dây chuyền sản xuất, bao gồm:
- Nước làm lạnh, nước ngưng, nước từ bộ phận nấu – đường hóa, chủ yếu là nước
vệ sinh thùng nấu, bể chứa, sàn nhà, …
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
- Nước từ hầm lên men là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa, đường
ống, sàn nhà, xưởng, hệ thống băng tải …
- Nước rửa chai: Về nguyên lý, chai để đóng bia được rửa qua các bước: rửa với
nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loóng núng (1 – 3% NaOH), tiếp đó là rửa
sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nước lạnh.
Nước dùng trong công đoạn rửa, tráng và ngâm chai rất cao, từ 3 – 4 lít nước/ lít thể
tích chai cũ.
- Nước sử dụng để làm mỏt cỏc bơm chân không và phun rửa bộ trợ lọc.
- Nước phục vụ sinh hoạt cho công nhân trong xí nghiệp. Mức độ sử dụng nước
phụ thuộc vào số lượng công nhân và số ca sản xuất, bao gồm nước phục vụ cho
bữa ăn ca và vệ sinh trong thời gian làm việc của công nhân.
- Ngoài ra còn có nước dự phòng, là lượng nước dự trữ dùng khi có sự cố như hỏa
hoạn, mất nước…
Bảng 1.6. Mức tiêu thụ nước ở các bộ phận sản xuất bia của hãng Heineken
(định mức sử dụng tính cho 1 lít bia) [2]
Bộ phận sản xuất Đơn vị Định mức sử dụng
Khu vực nguyên liệu Lít 1,3
Vệ sinh Lít 2,9

Truyền nhiệt Lít 0,7
Khác Lít 1,6
Tổng cộng 6,5 lít trong đó đến 45% lượng nước dùng cho vệ sinh
 Các nhiên liệu thường được sử dụng là than (than cám, than củi…), dầu (DO,
FO…) để đốt lò hơi cung cấp hơi nước cho quá trình sản xuất. Định mức than cho
1000 lít bia từ 70 – 75 kg.
 Các nguyên liệu phụ
- Bột trợ lọc dùng trong lọc bia khoảng 1 – 3 kg/1000 lít bia phụ thuộc vào loại
nấm men, loại bia, thời gian và nhiệt độ lên men.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
- Xỳt: dùng vệ sinh thiết bị và rửa chai. Mức dùng từ 5 – 10 kg xút 30%/1000 lít
bia. Mức tiêu thụ xút cao chứng tỏ việc thu hồi xút từ quá trình vệ sinh kém hoặc do
trình rửa chai.
- CO
2
: trong quá trình lên men, đường được nấm men chuyển hóa thành etanol và
CO
2
. CO
2
được sử dụng cho quá trình bão hòa CO
2
và chiết chai. Thông thường
CO
2
lấy từ quá trình lên men, có thể thu được 3 – 4 kg CO
2

từ lên men 100 lít dịch
đường, phụ thuộc vào nồng độ dịch đường.
- Nguyên liệu đóng gói: chai, lon, nắp, phụi nhụm, nhón, hồ dán, các phụ gia như
các chất chống oxy hóa, các enzyme, các chất tạo bọt, chất ổn định…
1.2.3.2. Nhu cầu năng lượng
 Nhu cầu về nhiệt: Tiêu thụ nhiệt của một nhà máy bia vận hành tốt nằm trong
khoảng 150 – 200 MJ/100 lít bia. Nguồn năng lượng sử dụng cho sản xuất bia phụ
thuộc vào đặc tính của nhà máy như quy trình công nghệ, phương pháp đóng gói
sản phẩm, kỹ thuật và loại thiết bị thanh trùng, công nghệ xử lý sản phẩm phụ.
Năng lượng được sử dụng trong sản xuất bia bao gồm năng lượng cung cấp cho nồi
nấu hoa (chiếm đến 30 – 40% tổng lượng hơi dùng trong nhà máy), nấu và đường
hóa, hệ thống vệ sinh, tiệt trùng, thanh trùng bia…
 Nhu cầu điện: điện được sử dụng trong các khu vực chiết chai, máy lạnh, khí nén,
thu hồi CO
2
, xử lý nước thải, điều hòa không khí, chiếu sáng, sinh hoạt, bảo vệ…
Trung bình định mức điện khoảng 120 kWh/1000 lít bia.
1.3. CÁC CHẤT THẢI TỪ SẢN XUẤT BIA VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG
ĐẾN MÔI TRƯỜNG
Các chất thải từ sản xuất bia bao gồm: khí thải, chất thải rắn và nước thải. Tùy
thuộc vào quy mô, công nghệ của nhà máy mà lượng chất thải sẽ khác nhau. Các chất
thải này nếu không có biện pháp xử lý sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe
con người. Các chất thải trong quá trình sản xuất bia sinh ra từ nhiều công đoạn khác
nhau được thể hiện trờn hỡnh 1.2:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
1.3.1. Khí thải
Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phát sinh do sử dụng nồi hơi, hơi và

mùi của các hóa chất được sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu và của các chất thải
hữu cơ như bó hốm, men… chưa được xử lý kịp thời.
- Trong quá trình lên men chính: CO
2
tạo ra rất nhiều và là một sản phẩm của quá
trình lên men. Khí CO
2
sinh ra có thể góp phần gây hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên do
khí khá sạch nên thường được tận thu nhờ thiết bị thu hồi, sau đó được tinh chế để sử
dụng cho công đoạn nén bia…
- Quá trình nấu sôi dịch nha với hoa Houblon: Trong quá trình sụi, cỏc protein sẽ
tạo keo tụ và lắng xuống cùng với bã hoa và các chất chát (tamin). Đây là công đoạn
tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Nếu nồi hơi đun bằng than đá hay dầu thì việc sử dụng
nhiều hơi sẽ dẫn đến phát thải nhiều CO
2
, SO
2,
NO
x
và các hiđrocacbon thơm đa vòng
(PAHs). Cỏc khớ CO
2
, SO
2
và NO
x
trong quá trình lắng đọng từ khí quyển có thể góp
phần gây ra mưa axit, do đó gây nên những tác động không nhỏ cho ngành nông
nghiệp, suy giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến các vật liệu và công trình kiến
trỳc… Trong khi đó, PAHs là một trong những chất hữu cơ ô nhiễm phổ biến nhất.

Độc tính của PAHs phụ thuộc vào cấu trúc. Với các đồng phân khác nhau độc tính
thay đổi từ trạng thái ít độc đến cực kỳ độc hại. Vì vậy, PAHs có thể gây ung thư với
mức độ ít hoặc nhiều. Ngoài ra, quá trình nấu dịch nha sẽ sinh ra mùi đặc trưng có thể
gây khó chịu cho những người sống gần khu vực nhà máy.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Malt Gạo
Điện Bụi
Tiếng ồn
Đường
Nước Nước thải
Hoa Hupblon Bó hèm
Điện Nhiệt
Hơi Mùi
Men Men
Điện Khí CO
2
Nước thải
Bột trợ lọc Nước thải
CO
2
Bột trợ lọc
Điện Men
Vỏ chai, lon, keg Nước thải
Nhón mỏc Chai vỡ
Điện Nhón mác
hỏng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:

49MT
CHUẨN BỊ
Nghiền
NẤU
Hồ hóa, đường hóa
Lọc dịch đường
Nấu hoa
Lắng nóng
LÊN MEN
Làm lạnh
Lên men chính
Lên men phụ
HOÀN THIỆN
Lọc bia
Ổn định, bão hòa CO
2
Pha bia
Lọc vô trùng
ĐÓNG CHAI, LON,
VÀ
THANH TRÙNG
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Hình 1.2. Quy trình sản xuất bia kốm dũng thải
- Do sử dụng các loại dầu FO làm nhiên liệu cho lò hơi nên khí thải thường chứa các
khí độc hại : NO
2
, SO
2
, CO

2
, CO, bụi than… Cỏc khớ này ngoài việc gây mưa axit,
chúng đều là khí độc gây nên một số bệnh về đường hô hấp, làm ảnh hưởng đến sức
khỏe của cán bộ, công nhân trực tiếp sản xuất và dân cư vùng lân cận. Lượng khí
này nhìn chung không lớn, có thể xử lý bằng cách lắp các cyclon lắng bụi, hấp thụ
cỏc khớ ô nhiễm hoặc pha loãng vào không khí qua chiều cao các ống khói.
- Bụi từ khâu xay, nghiền nguyên liệu thường là bụi mịn, gây ảnh hưởng cục bộ, chủ
yếu là đối với công nhân tham gia sản xuất. Nếu hít phải thường xuyên có thể gây
nờn cỏc bệnh về đường hô hấp, thị giác, bệnh ngoài da… ảnh hưởng đến cuộc sống
sinh hoạt của con người. Ảnh hưởng này có thể khắc phục được bằng cách sử dụng
hệ thống tách bụi bằng túi lọc hoặc bao che kín hệ thống nghiền và tải liệu.
1.3.2. Chất thải rắn
Các chất thải rắn chính của quá trình sản xuất bia bao gồm bã malt, cặn sinh
khối, các mảnh thủy tinh từ khu vực đóng gói, bột trợ lọc từ khu vực lọc, bột giấy từ
quá trình rửa chai, giấy, nhựa, kim loại từ các bộ phận phụ trợ, xỉ than, dầu thải…
Trong quá trình lên men: Nấm men sẽ phát triển và chuyển hóa dịch chiết thành
etanol và CO2. Do sự sinh trưởng của nấm men (6 – 7 lần) nờn cú một lượng bã sinh
khối đáng kể từ thiết bị lên men. Phần bã sinh khối đóng góp hàm lượng lớn chất hữu
cơ vào nước. Huyền phù men (gồm men và bia) có BOD rất cao (12000 – 14000 mg/l).
Khi nước thải hòa lẫn vào nước cống sẽ gây ô nhiễm nặng và khi phân hủy sẽ gây mùi
khó chịu cho khu vực sản xuất và những vùng lân cận.
Khi các chất thải ngấm nước mưa, và nước rỉ ra từ bãi thải gây ô nhiễm đất,
sông ngòi, ao hồ và nguồn nước ngầm. Nguồn nước ô nhiễm này nếu được dùng để
tưới đồng ruộng sẽ làm thay đổi tính chất và kết cấu đất, ảnh hưởng tới hoạt động của
vi sinh vật trong đất, cản trở sự sinh trưởng của bộ rễ thực vật và ảnh hưởng tới sản
lượng cây trồng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 21 Ngành: Kỹ thuật môi
trường

Các tác nhân ô nhiễm trong chất thải (bã malt và chất trợ lọc, dầu mỡ…) là cỏc
hoỏ chất độc hại thâm nhiễm vào môi trường đất, tồn tại trong đất và đi vào chuỗi thức
ăn, qua đó xâm nhập và tích tụ trong cơ thể người. Ở một liều lượng nhất định, các tác
nhân này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người như gây ngộ độc, các bệnh
liên quan đến hệ tiờu hoỏ như tiêu chảy, giun sán , các bệnh truyền nhiễm như viêm
gan; ngộ độc thực phẩm; các bệnh về mắt, da liễu, phụ khoa
Bó hèm và bã hoa Houblon thường ít được sử dụng cho chăn nuôi vì có vị đắng,
chứa hàm lượng lớn chất hữu cơ, nếu không được thu gom và xử lý mà xả thẳng ra
cống làm tăng tải lượng ô nhiễm của nước thải.
Plastic, kim loại, vỏ chai vỡ, xỉ than… tạo ra tải lượng chất thải cao, yêu cầu bãi
chứa lớn. Nếu không giải quyết kịp thời sẽ làm mất mỹ quan cơ sở, có thể gây tai nạn
cho người vận hành.
Thông thường các nhà máy có thể xử lý bằng nhiều cách khác nhau để giảm đến
mức tối thiểu các tác động của chất thải rắn đối với môi trường. Lượng cặn sinh khối
chứa nhiều vitamin, protein, chất béo và khoỏng nờn có thể sử dụng vào mục đích làm
thức ăn gia súc, thức ăn nuôi cá ở dạng tươi hay sấy khô. Trong quá trình lên men, để
giảm tổn thất bia và tận dụng sinh khối men, có thể lắp một máy li tâm để tách sinh
khối men và bia tươi. Sau đó thu hồi bia tươi về thiết bị lên men còn sinh khối men thì
được sử dụng lại hoặc sấy khô để làm thức ăn gia súc. Ngoài ra, xỉ than có thể được tận
dụng sản xuất vật liệu xây dựng, làm đường. Các chất thải rắn khác như chất trợ lọc, vỏ
chai vỡ sẽ thu gom cùng với rác thải sinh hoạt…
1.3.3. Nước thải
Có thể nói ô nhiễm do nước thải là vấn đề đáng quan tâm nhất trong công
nghiệp sản xuất bia. Nước thải có thành phần, tính chất và nhiệt độ không ổn định, phát
sinh từ nhiều nguồn khác nhau như: nước làm lạnh, nước ngưng tụ, nước vệ sinh các
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
thiết bị lên men, thùng nấu, bể chứa, đường ống, sàn nhà,… nước thải từ bồn lên men,

nước rửa chai,…. Trong đó đáng chú ý là:
- Nước thải từ công đoạn lọc: Bia được lọc bằng vật liệu trợ lọc. Khi rửa ngược thiết
bị lọc, vật liệu lọc đã sử dụng và men bị giữ lại sẽ cuốn theo nước thải, làm tăng
hàm lượng hữu cơ, tăng độ đục và phát sinh mùi hôi.
- Nước từ công đoạn rửa ở bộ phận nấu – đường hóa: chủ yếu là nước vệ sinh thùng
nấu, bể chứa, bồn lên men,… có chứa nhiều cặn malt, tinh bột và các hợp chất hữu
cơ nờn cú hàm lượng ô nhiễm hữu cơ rất cao.
- Nước rửa chai: Các chai mới hay cũ đều được đưa qua hệ thống rửa. Nước từ khâu
rửa chai thường chứa cặn, giấy vụn (nhãn bóc ra), đặc biệt có tính kiềm mạnh, pH
có thể lên đến 12. Vì vậy đây cũng là dòng thải có độ ô nhiễm đáng quan tâm.
- Nước mưa chảy tràn cuốn theo đất, cát bụi và chất bẩn từ bãi chứa nguyên liệu…
tạo thành nước thải và lượng nước thải sinh hoạt của công nhân, trung bình khoảng
100 lớt/ca/người.
Các chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải sản xuất bia là các chất hữu cơ hòa
tan dễ chuyển hóa sinh học và các chất keo, chất rắn lơ lửng. Một ví dụ về đặc trưng
nước thải từng công đoạn trong sản xuất bia thể hiện ở bảng 1.7
Bảng 1.7. Đặc tính của nước thải sản xuất bia
TT Vị trí lấy mẫu
COD
(mg/l)
BOD
(mg/l)
Tổng N
(mg/l)
Tổng P
(mg/l)
1 M1 20000 12600 96,78 17,74
2 M2 9000 5940 47,07 10,78
3 M3 450 310 - -
4 M4 1600 970 - -

5 M5 7000 4450 - -
6 M6 4375 2000 29,14 0,0147
7 M7 2900 1550 - -
8 M8 3470 2290 12,88 -
(Nước thải công ty Cổ phần bia Nghệ An 5/2010- Viện KH & CN Môi trường-ĐHBK)
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 23 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Trong đó:
M1: Nước thải rửa thiết bị lên men
M2: Nước thải rửa thiết bị lọc – rửa bã
M3: Nước thải từ phân xưởng chiết, đóng chai
M4: Nước thải từ phân xưởng chiết keg
M5: Xả tank lên men 117 m
3

M6: Nước rửa thiết bị lọc
M7: Nước rửa thiết bị chứa thành phẩm
M8:Nước thải cống chung cuối cùng
Tuy nhiên, hàm lượng các chất ô nhiễm biến động tùy thuộc vào công nghệ sản
xuất, nguyên liệu, chế độ sử dụng nước và thải nước của từng cơ sở sản xuất mới. Tùy
thuộc vào hệ thống thoát nước mà dòng thải có đặc trưng khác nhau về màu sắc, mùi
và độ pH. Nếu thông thoát tốt, nước thải có màu vàng sáng đặc trưng của sản xuất bia.
Điều quan trọng trong sản xuất bia là đặc trưng nước thải sản xuất bia biến động
theo mùa vụ, theo thời điểm trong ngày. Ngoài vụ sản xuất (từ tháng 11 đến tháng 3
năm sau) khối lượng nước thải chỉ bằng 30 – 50 %. Vào ngày nghỉ hoặc ban đêm khối
lượng nước thải có khi chỉ còn khoảng 20 – 30% và nước thải có độ ô nhiễm thấp hơn.
Nhìn chung, nước thải từ sản xuất bia nếu không được xử lý trước khi thải ra
môi trường sẽ có những tác động chính như sau:

 Ảnh hưởng đến môi trường nước:
Trong nước thải bia có chứa lượng protein, các cặn hữu cơ và chất lơ lửng cao.
Khi phân hủy sẽ tạo ra các hợp chất chứa Nitơ gõy phì dưỡng nước. Do COD cao nên
khi vào thủy vực sẽ tiêu thụ lượng oxy hòa tan lớn. Sự suy giảm oxy gây nhiều tác
động, đó là làm thay đổi các quần thể sinh vật trong nước. Các loài thích nghi với nước
sạch trước đây thì khi thiếu oxy sẽ bị chết dẫn đến sự đa dạng của các loài bị giảm; độ
đục của nước tăng lên, tuổi thọ tối đa của hồ giảm….Khi nước được thải ra dòng thải,
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
sẽ gây ô nhiễm thứ cấp do lên men các chất hữu cơ sinh ra các axit hữu cơ: butyric,
propionic; phân hủy protein thành các axit amin, axit béo, axit thơm, H
2
S và chứa
nhiều S và P, có tính độc và mùi khó chịu. Sau khi phân hủy một phần thấm xuống
mạch nước bên dưới (nước ngầm) qua đất, làm biến đổi tính chất của nước theo chiều
hướng xấu, độ đục của nước tăng lờn… làm chất lượng nguồn nước bị suy giảm, gây
suy thoái thủy vực. Từ đó làm phát sinh một số bệnh về đường hô hấp, tim mạch,
đường ruột… ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân khu vực xung quanh.
Đối với các sinh vật nước, nhiều loài thủy sinh do hấp thụ các chất độc trong
nước, theo thời gian dài gây biến đổi trong cơ thể chúng. Nếu nước thải chứa nhiều
chất dinh dưỡng (hàm lượng N, P cao) sẽ gây nên hiện tượng phì dưỡng, tạo điều kiện
cho tảo phát triển nhanh. Khi tảo chết, sự phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật sẽ
làm giảm lượng oxy có trong nguồn nước, gây khó khăn cho sự sinh trưởng của cá và
các động vật khác sống trong nước. Ngoài ra, loại nước này không đạt yêu cầu làm
nguồn nước để cấp nước cho các nhu cầu ăn uống, sinh hoạt và công nghiệp.
Trong nước thải rửa chai có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại nhón
dỏn chai có in ấn bằng các loại thuốc in chứa kim loại. Hiện nay loại nhón dỏn chai có
chứa kim loại đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước. Trong nước thải tồn tại AOX là do quá

trình khử trùng cú dựng chất khử trùng là hợp chất clo. Nước rửa chai có tính kiềm
mạnh (pH có thể lớn hơn 12) nên khi thải vào dòng thải sẽ gây vị khó chịu, ảnh hưởng
đến các hoạt động sinh học trong nước, phá vỡ cấu trúc ổn định của các hệ sinh vật, từ
đó gây bệnh hoặc làm chết chúng.
Ngoài ra, nước làm lạnh, nước ngưng, nước làm mỏt cỏc động cơ và nước phục
vụ sinh hoạt cho công nhân, nước mưa cú dũng thải không lớn, có thể thải trực tiếp ra
cống thải.
 Ảnh hưởng đến môi trường đất:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 25 Ngành: Kỹ thuật môi
trường
Nước ô nhiễm chưa qua xử lý khi thấm vào đất làm thay đổi đặc tính (lý, hóa học)
của đất; phá vỡ liên kết giữa các hạt keo và cấu trúc đất; vai trò đệm, tính oxy hóa, tính
dẫn điện, dẫn nhiệt của đất bị thay đổi mạnh; thành phần chất hữu cơ giảm nhanh làm
giảm khả năng giữ nước và thoát nước của đất. Nếu tưới bừa bãi nước đã bị ô nhiễm
thì có thể đưa các chất có hại trong nguồn nước vào đất, ảnh hưởng tới người và gia
súc khi ăn sản phẩm và uống nước ở khu vực đất bị ô nhiễm.
Như vậy, đối với các chất thải của nhà máy bia thì khí thải và bã thải không phải là
vấn đề nghiêm trọng. Nguồn ô nhễm lớn nhất cần được quan tâm là nước thải. Để thực
hiện phát triển bền vững, hướng tới một nền công nghiệp xanh đòi hỏi các cơ sở sản
xuất phải có biện pháp xử lý để giảm thiểu ô nhiễm do nước thải, hạn chế tối đa tác
động đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng. Do đó, nước thải sản xuất bia phải
được xử lý đạt yêu cầu loại B của QCVN 24:2009/BTNMT trước khi thải ra nguồn tiếp
nhận.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Liên Lớp:
49MT