tiểu luận công nghệ xử lý nước thải: thiết kế hệ thống xử lý các chất thải cho nhà máy sản xuất bia

I.

Đặt vấn đề

Song song với việc phát triển kinh tế xã hội thì vấn đề ô nhiễm môi trường đang là
vấn đề nóng của toàn xã hội. Công nghiệp phát triển lượng rác thải xả ra môi trường càng
nhiều, gây ảnh hưởng tới mỹ quan và sức khỏe con người.
Trong đó, công nghiệp sản xuất bia cũng là một ngành công nghiệp thải ra môi
trường một lượng lớn nước thải và các chất ô nhiễm. Nhu cầu sử dụng bia ngày càng
tăng, các nhà máy sản xuất bia phát triển ngày càng mạnh mẽ về cả số lượng và chất
lượng.Sự tăng trưởng đó đã kéo theo vấn đề về chất thải sản xuất như chất thải rắn gồm:
bã hèm, bã men…, khí phát sinh ra trong quá trình sản xuất nồi hơi, hơi, mùi hóa chất sử
dụng… và đặc biệt là một lượng nước thải vô cùng lớn với mức độ ô nhiễm cao (khoảng
2-8 lít nước thải/1 lít bia).
Vì vậy, vấn đề bức thiết đặt ra hiện nay là cải thiện quy trình sản xuất, bên cạnh việc thiết
kế hệ thống xử lý các chất thải phù hợp để đảm bảo tiêu chuẩn TCVN 5945 -2005 và
không gây ảnh hưởng xấu tới môi trường. Để đảm bảo cho sự phát triển bền vững của
của xã hội loài người và trái đất của chúng ta.


II.

Nội dung
2.1. Lịch sử phát triển ngành công nghiệp sản xuất bia

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, CO2 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.

Hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều hãng bia, tương ứng với nó là sự xuất hiện
không ngừng các nhà máy sản xuất bia. Ở Châu Âu, dựa theo khí hậu ta có thể
chia ra 3 vành đai:
- Vành đai rượu vang: miền nam Châu Âu ( Tây Ban Nha, Pháp, Ý)
- Vành đai bia: miền trung Châu Âu ( Bỉ, Ailen, Anh, Hà Lan, Đức, các nước
Đông Âu, vùng Alsace, Lorraine, Arennes và Nord Pas de Calais của Pháp)
- Vành đai rượu cồn: miền bắc ( Scotland, Thụy Điển, Ba lan, Nga)
Tập đoàn Carlsberg là một trong những tập đoàn lớn nhất trên Thế giới trong
lĩnh vực sản xuất bia. Sản phẩm bia Carlsberg hiện có mặt trên 150 quốc gia trên
thế giới. Trải qua 160 năm phát triển, đến nay tập đoàn Carlsberg đã có 65 nhà
máy sản xuất bia tại 40 nước trên khắp thế giới và hơn 100 công ty trực thuộc,
phần lớn nằm ngoài Đan Mạch với số người làm việc chính thức vượt trên 31.000
người.
Kronenbourg 1664 được xếp hạng là loại bia siêu cao cấp trên thị trường thế
giới. Thứ nhất, đó là đẳng cấp quốc tế: đây là bia số 1 của Pháp, được bán trên 70
quốc gia, và được yêu thích trên toàn thế giới. Thứ hai, sản phẩm này có lịch sử
lâu đời với hơn 350 năm, từ năm 1664 khi nghệ nhân nấu bia Jerome Hatt cho
xuất xưởng mẻ bia đầu tiên.


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 nólà sự xuất hiện của
nhiều nhà máy bia, với nhiều loại bia khác nhau.

Hình 1: Quy trình sản xuất bia
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 những sản phẩm đồ
uống có cồn, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lượng (Bộ công
thương, 2007), sử dụng khoảng 2,6 tỷ lít trong năm 2012 (theo thống kê của hãng
nghiên cứu Euromonitor International) với các hãng bia nổi tiếng như: Heniken, Hà
Nội, Sài Gòn, Việt Hà…, và đã trở thành quốc gia tiêu thụ bia nhiều nhất Đông Nam
Á.
Vì thế, trong những năm qua, các nhà máy bia đó 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 đó lên đến 2 tỷ lít/năm. Riêng 10 tỉnh miền Trung là trên 500
triệu lít. Nhưng 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
Theo tốc độ sản xuất bia tăng trưởng trung bình 18%/năm từ năm 2002 đến 2006.
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 gúp phần đẩy mạnh xuất khẩu.

2.2.

Quy trình sản xuất bia

2.2.1.Quy trình sản xuất


Malt

Gạo

Tách tạp chất

Tách tạp chất

Cân

Cân
Xay

Xay
Nướ
c

Nướ
c

Pha bột gạo

Pha bột malt

H2S
O4

CaCl
Hồ hóa

Đạm hóa

2

Malt lót

Nước
nóng 76oC

Đường hóa
Lọc hèm

Caramen

Đun sôi với
houblon

Axit
lactic
ZnCl

Rửa bã

Bã hèm

Houblo
n

Lắng cặn

2

Cặn

Hạ nhiệt độ
Không khí
vô trùng
Nấm
men

Sục khí

Nhân giống

Lên men chính

Hạ nhiệt độ

C
O2

Bão hòa CO2
Tàng trữ

Chai,
lon

Chiết

Xử lý
CO2

Lên men phụ

Lọc

Bánh men

Thu hồi
men

Cặn


Sản
phẩm
Thanh trùng

Dán nhãn
Đóng thùng

Hình 2.2:Sơ đồ công nghệ sản
xuất tổng quát

2.2.2.Thuyết minh sơ đồ
- 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: Do nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo cao (khoảng 830C) nên nguyên
liệu 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, H2SO4 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 32oC đến khoảng 72oC 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 83oC 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 72oC trong 5 phút và giữ nhiệt trong 20 phút.Trước đó, khi

nhiệt độ xuống khoảng 78oC 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
72oC, nhiệt độ nồi gạo được nâng lên 100oC 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.
- Nồi malt: Đầu tiên, nồi malt sẽ được nâng lên nhiệt độ khoảng 50oC 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
40oC thì có bổ sung CaCl2 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 65oC 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 75oC trong 15 phút và giữ trong 20 phút. Kế đến, nhiệt
độ dịch nha được nâng lên khoảng 76 ± 1oC 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 76oC 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 - 78oC. 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 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 100oC 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 100oC, 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 ZnCl2 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 ± 10oC, 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 950C 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 95oC 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 60oC và giai đoạn 2 dùng chất tải lạnh Glycol để hạ nhiệt độ nước nha
xuống còn 8oC (đối với men cũ) hay 15oC (đối với men mới).
- 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 – 2oC, thời gian từ 15 – 35 ngày.
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 – 1oC, chất tải lạnh là glycol. Mục đích
làm lạnh là làm giảm sự hao phí CO2 trong quá trình lọc, tăng khả năng bão hoà
CO2 trước khi chiết.
Vệ sinh thiết bị lọc: mỗi ngày theo thứ tự sau: cho xút nóng 650C nồng độ
2% chạy trong thiết bị 15 phút, thanh trùng 30 phút bằng nước nóng 850C, trung
hoà bằng acid nitric 0,3% ở 850C trong 15 phút. Cuối tuần tổng vệ sinh, tháo các
bộ phận ra và ngâm rửa bằng formol.
- Bão hoà CO2 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 CO2 khá lớn. Muốn cho bia thành phẩm có đủ lượng
CO2 cần thiết thì sau quá trình lọc, bia phải qua thiết bị nén. Sau khi bão hoà CO2
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.

2.3.

Đặc tính ô nhiễm của nước thải nhà máy sản xuất bia

2.3.1 Nguồn gốc và lượng thải
- Công nghiệp sản xuất bia tạo nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường.

Hiện nay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8-14 l nước
thải/ lít bia, phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất.
Các loại nước thải từ nhà máy bia: Có 3 loại nước thải:
•

Nước thải sản xuất.

•

Nước thải sinh hoạt.

•

Nước mưa và nước chảy tràn bề mặt.


a. Nước thải sản xuất:

Hình 2: Nước thải nhà máy bia Việt Nam Hình 3: Công ty bia Việt Nam (NA)
- Tạo ra từ các nguồn: làm sạch, malt, bể trộn, bể ngâm, nấu, lên men, lọc, khử
trùng, vệ sinh, làm nguội máy(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).


TT

Nguồn thải

Đặc điểm

% lượng thải

Ghi chú

Từ công đoạn
nấu, đường hoá:
1

- Rửa thiết bị
nấu.

Chứa nhiều hợp
chất hữu cơ
(tinh bột,

12

đường…)

- Rửa thiết bị lọc
Nước thải từ quá
trình lên men:
2

- Độ pH = 5 – 6

Nước rửa thiết bị - Chứa tinh bột,
(nồi nấu đường

bã hoa, bia dư,

hoá, lọc, thùng

chất tẩy rửa.

15

lên men)
Nước thải từ
công đoạn chiết
bia:

- Độ pH cao: 8,512

- Nước thải từ
quá trình rửa

- Lẫn sản phẩm

chai, thùng bia

bia trong quá

3

trình rửa

- Nước thải từ
quá trình làm
lạnh

Trong đó có
20

khoảng 75% là
nước thải quá
trình làm lạnh

- Giấy nhãn chai
- Các chất rắn lơ

- Nước thải dung lửng
dịch xút loãng
sau khi rửa
Đủ tiêu chuẩn
4

Nước thải từ khu

Đã qua xử lý tự

nhà bếp, vệ sinh

hoại

thải ra ngoài - đạt
25

tiêu chuẩn loại B
nước thải công

nghiệp

Chứa nhiều cặn lơ


b. Nước thải sinh hoạt:
Bao gồm nước thải sinh hoạt của công nhân viên: tắm rửa, thải từ nhà vệ sinh.
Nhận xét:
-

Nếu tách riêng nước mưa, nước thải sinh hoạt từ tổng lượng nước thải các

khu vực xưởng nấu bia, bộ phận rửa chai cần xử lý sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với
tổng lượng nước thải hiện nay của nhà máy.
Thực hiện tốt phân loại các nguồn thải thì lượng nước thải cần xử lý chỉ
chiếm khoảng 30 ÷ 35% tổng lượng nước thải của công ty.
2.3.2.Thành phần tính chất nước thải.

a. Sản xuất:
Bảng 1: Thành phần và tiêu chuẩn nước thải sản xuất bia ra nguồn nước mặt
(Trích: Hội thảo khoa học công nghệ Đại học Xây Dựng lần thứ 14
PGS.TS Trần Đức Hạ - PGS.TS Nguyễn Văn Tín)
Tiêu chuẩn thải

TT

Chỉ tiêu

Nước thải trước xử lý *

1

pH

6 - 9.5

5.5 - 9

150 - 300

100

2

Hàm lượng cặn lơ
lửng (mg/l)

**

3

BOD5 (mg/l)

700 - 1500

50

4

COD (mg/l)

850 - 1950

80

5

Tổng Nitơ (TN)

15 - 45

30

6

Tổng Phôtpho (TP)

4.9 - 9.0

6


7

Coliorm, MPN/100 ml

<10.000

5000

Ghi chú:
* Theo số liệu nghiên cứu tại công ty bia ong Thái Bình, công ty bia
Nghệ An, nhà máy bia NADA, nhà máy bia Hạ Long...
** Cột B theo TCVN 5945:2005 Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn
thải ra nguồn nước mặt loại B.

Bảng 2:Tính chất đặc trưng chung nước thải công ty bia
Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

COD

(mg/l)

600 – 2400

BOD

(mg/l)

310 – 1400

Tổng số chất rắn lơ lửng

(mg/l)

70 – 600

Tổng số photpho

(mg/l)

50

Tổng số Nitơ

(mg/l)

90

Nhiệt độ

(mg/l)

35 – 55

(Nguồn: Lovan và Forre)


- Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là:
+ Chứa hàm lượng chất hữu cơ cao (BOD, COD, Nitơ, Photpho). (Khi thải vào
các thủy vực tiếp nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy các chất
hữu cơ diễn ra rất nhanh).
+ Chất rắn lơ lửng
+ Chất rắn lắng đọng cao
+ Nhiệt độ cao
+ pH dao động lớn

+ Nước thải thường có màu xám đen
+ Các hoá chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO 3, CaSO4, H3PO4, xút,
sođa...
- Nguyên nhân:
+ Hàm lượng BOD,COD cao là do: bã nấu, bã hèm, men, hèm loãng, bia dư rơi
rớt, dò rỉ vào nước thải.
+ Ảnh hưởng tới pH do: cặn xút, axit tháo xả của các hệ thống rửa nồi, máy rửa
chai, rửa Keg, nước tráng, rửa thiết bị, nước vệ sinh sàn nhà, nước vệ sinh, trạm
xử lý nước.
+ Ảnh hưởng tới nồng độ Nitơ, photpho: do men thải, các tác nhân trong quá trình
làm sạch thất thoát, chất chiết từ malt và các nguyên liệu phụ.
+ Ảnh hưởng tới hàm lượng chất rắn lơ lửng: do rửa máy lọc, rửa chai, chất thải
rắn (giấy nhãn, bìa...)


b. Nước thải sinh hoạt:
Thường phát sinh từ hoạt động ăn uống,tắm giặt của công nhân trong nhà
máy.Khi thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn nước nếu không được xử lý.
c. Nước mưa chảy tràn:
Khi mưa xuống,nước mưa chảy tràn qua các khu vực mặt bằng nhà máy sẽ cuốn
theo dầu mỡ rơi vãi, các chất cặn bã, đất, cát

…Nếu lượng nước mưa này không

được quản lý tốt cũng sẽ gây tác động tiêu cực đến nguồn nước bề mặt, nước
ngầm và đời sống thuỷ sinh trong khu vực.

2.3.2.Tác động của nước thải tới môi trường
Các yếu tố trên tổng hợp tác động gây ra làm giảm chất lượng nước thủy vực
tiếp nhận, gây hậu quả xấu đối với các loài sinh vật cũng như sức khoẻ con người.

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.
a. Lượng nước thải
Nhu cầu sử dụng nước của Nhà máy Bia - Rượu - Nước giải khát thường lớn nên
đều phải khoan giếng hoặc đào giếng để khai thác nước ngầm phục vụ cho sản
xuất và sinh hoạt của nhà máy. Việc khai thác nước ngầm có nguy cơ gây nên sự
cạn kiệt nguồn nước ngầm vào mùa khô, dân cư trong khu vực sẽ không đủ nước
dùng và từ đó kéo theo hàng loạt các tác động tiêu cực khác.
Ðối với vấn đề thoát nước, hoạt động của nhà máy bia có thể làm gia tăng mức
chịu tải của hệ thống thoát nước tập trung hoặc làm gia tăng lưu lượng và dòng


chảy, làm ô nhiễm các sông tiếp nhận nước thải. Vì vậy cần phải xem xét và đánh
giá thực tế về khả năng tiêu thoát nước của khu vực dự án, khả năng xảy ra tình
trạng ngập lụt...
b. Nhiệt độ:
- Nước thải từ phân xưởng men có nhiệt độ từ 10 ÷ 14oC
- Nước thải từ phân xưởng nấu có nhiệt độ từ 46 ÷ 55 oC  cao hơn so với TCCP
đối với nước thải công nghiệp (TCVN 5945 – 1995)

* Ảnh hưởng:
- Nhiệt độ nước tăng lên gây ảnh hưởng xấu đến đời sống các loài thuỷ sinh vật và
quá trình tự làm sạch của nước.
- Nhiệt độ tăng làm giảm nồng độ oxy hoà tan dẫn đến tình trạng mất cân bằng của
oxy trong nước, quá trình phân huỷ chất hữu cơ sẽ diễn ra trong điều kiện phân
huỷ kỵ khí.
 Làm cá và các loài thuỷ sinh vật khác bị chết hoặc giảm tốc độ sinh trưởng
(nhiệt độ tăng làm cá phải di chuyển đi nơi khác cư trú, hoặc mất khả năng sinh
trưởng, phát triển).
c. Hàm lượng oxy hoà tan (DO):

- DO của nhà máy bia thường rất thấp (có lúc bằng 0)
- Nguyên nhân: do trong nước thải chứa nhiều các hợp chất hữu cơ dễ bị phân
huỷ.


- DO dao động thường từ 0 – 1,7 mg/l (nhà máy bia Hà Nội)  bị xếp vào loại ô
nhiễm nặng.
- Tại phân xưởng men: DO min = 0
- Tại cống chung

DO max = 0,5mg/l

: DO = 1,4 – 1,7 mg/l

Bảng 3: Bảng tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm
Mức độ ô

DO

BOD5

SS

N.NH3

nhiễm

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

1

Rất nhẹ

> 6,5

< 3,0

< 20

< 0,5

2

Nhẹ

4,5 ÷ 6,5

3,0 ÷ 4,9

20 ÷ 49

0,5 ÷ 0,9

3

Tương đối nặng

2 ÷ 4,4

5 ÷ 15

50 ÷ 100

1–3

4

Nặng

< 2,0

> 15

> 100

> 3,0

STT

(Nguồn: Tổ chức Y tế Thế giới)
* Ảnh hưởng:
- DO thấp làm cá chết, kìm hãm sự phát triển của động vật thuỷ sinh.
- Ảnh hưởng tới quá trình phân huỷ chất hữu cơ.
d. Độ pH (axit tính, kiềm tính):

- Phân xưởng men

: pH = 0,5  axit mạnh

- Phân xưởng rửa chai: pH = 8,5 ÷ 10  có tính kiềm
- Nước thải sản xuất : pH = 6 ÷7,5
 pH thay đổi theo từng công đoạn sản xuất bia.
- Nước thải khi chảy ra môi trường ngoài, pH sẽ thay đổi, điều này phụ thuộc:
Mức độ pha loãng, thành phần và sinh khối của thực vật thuỷ sinh.
- pH nước thải sau khi hoà lẫn nằm trong khoảng trung tính: 6,5÷8,5

* Ảnh hưởng:
- Tính axit của nước thải nhà máy bia gây ảnh hưởng xấu trực tiếp tới đời sống của
thuỷ sinh vật và còn gây nhiều hậu quả khác.
- Tưới cây bằng nước có tính axit sẽ làm tăng độ hoà tan của một số kim loại có
sẵn trong đất như: Al3+, Zn2+, Mn2+, As2+…
e. Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS)
- Thường từ 255 ÷ 700 mg/l (nhà máy bia Hà Nội) – so với mức cho phép là
100mg/l  mức độ ô nhiễm là rất nặng
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng có giá trị lớn nhất thường ở trong nước thải từ phân
xưởng nấu và lên men.
* Ảnh hưởng:
- Hậu quả là làm giảm khả năng hoà tan của oxy vào nước


- Làm thay đổi độ trong, hạn chế sự xâm nhập của ánh sáng vào các tầng nước
 ảnh hưởng tới khả năng quang hợp của tảo và các thực vật dưới nước.
- Làm dày thêm lớp bùn lắng đọng ở đáy.

f. Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD)
- BOD ở nhà máy bia thường rất lớn - thường dao động trong khoảng 310 ÷ 1400
mg/l (theo Lovan & Frre)
- Tại phân xưởng men (nhà máy bia Hà Nội): BOD5 = 757 ÷ 880 mg/l.
 Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải rất cao (vì theo tiêu chuẩn ở trên thì
BOD5> 15mg/l đã bị coi là nước ô nhiễm nặng)
* Ảnh hưởng:
- Nước thải đổ ra làm cho cả hệ thống cống, ao, hồ xung quanh luôn có mùi men
bia và mang màu trắng đục.
- Do hàm lượng chất hữu cơ cao  xuất hiện quá trình phân huỷ yếm khí
 các sản phẩm của quá trình này làm cho nước bị biến đổi thành màu đen, bốc
mùi hôi thối khó chịu do xuất hiện các khí độc hại (aldehyt, H2S, NH3, CH4…)
 Khí này góp phần gây ô nhiễm môi trường không khí cùng với mùi men bia
thối luôn gây sự khó chịu cho người dân sống xung quanh khu vực.
- Gây ảnh hưởng xấu tới đời sống các quần thể sinh vật thuỷ sinh vùng xung
quanh cửa cống và khu vực tiếp nhận.
g. Nhu cầu oxy hoá học (COD)
- COD luôn cao hơn BOD.


- Theo TCVN 1945 – 1995: nước thải công nghiệp có hàm lượng COD > 400mg/l
thì không đựơc phép đổ ra môi trường.
Ví dụ:
+ Nhà máy bia Hà Nội

: 859 mg/l - gấp hơn 2 lần

+ Nhà máy bia Việt Trì

: 1000 - 2000 mg/l - gấp 5 lần

h. Hàm lượng PO43-:
- Tại phân xưởng men (nhà máy bia Hà Nội): 22mg/l - gấp 2 lần so với nước thải
cống chung: 10,25 ÷ 10,5 mg/l
* Ảnh hưởng:
 điều này sẽ gây ra hiện tượng nở hoa của tảo
i. Hàm lượng NH4+.
- Nước có hàm lượng NH4+ > 3mg/l : bị xếp vào loại ô nhiễm nặng
- Nước thải từ cống và phân xưởng men của nhà máy bia Hà Nội: gấp 9 ÷ 12mg/l
 cao gấp 3 ÷ 4 lần.
2.4.

Một số quy trình công nghệ xử lý chất thải nhà máy
bia hiện nay

2.4.1.Một số quy trình công nghệ đang được áp dụng
1.Nhà máy bia Việt Nam (VBL)


Nước thải
Lưới lọc thô
Hố bơm chìm
Thiết bị lọc rác tinh
Khuấy trộn
Hoá chất điều chỉnh pH

Bể trung hoà
Bể UASB

Dưỡng khí

Bùn
tuần
hoàn

2.Nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi.

Aerotank

Nước hồi lưu

Lắng ly tâm

Bể nén bùn

Hồ cá

Sân phơi bùn

Hố gom nước
Nước
hồi lưu


Nước thải
Thiết bị lược rác
thô
Trạm bơm
Thiết bị lược rác
tinh

Nước tuần
hoàn

Hoá chất điều chỉnh
Khuấy trộn
pH

Bể điều hoà
Thiết bị trộn tĩnh
Bể UASB

Biogas

Thiết bị đốt
khí

Bể trung gian
Dưỡng khí

Aerotank
Bể lắng

Bùn
tuần
hoàn
Bùn dư Bể nén bùn
Thiết bị keo tụ
bùn
Polymer

Hồ cá

Bể khử trùng

Ngăn thu nước-h04
Nước sau xử lý Ngăn thu nước-h03
đạt TCVN

Bể chứa nước sau xử
lý

Máy ép bùn

Clorine

Nước sau xử lý
chưa đạt


Nước thải

Thiết bị lược rác
thô
Trạm bơm
Thiết bị lược rác
tinh

Nước tuần
hoàn

Hoá chất điều chỉnh
Khuấy trộn
pH

Bể điều hoà
Thiết bị trộn tĩnh
Bể UASB

Biogas

Thiết bị đốt
khí

Bể trung gian
Dưỡng khí

Aerotank
Bể lắng

Bể khử trùng

Bùn
tuần
hoàn
Bùn dư Bể nén bùn
Clorine
Thiết bị keo tụ
bùn
Polymer
Máy ép bùn

Hồ cá
Ngăn thu nước h03
Ngăn thu nước h04

Nước sau xử lý
chưa đạt