Nước Thải Trong Sản Xuất Bia

PHẦN I:CÁC NGUỒN NƯỚC THẢI GÂY
Ô NHIỄM
I.Nước Thải Trong Sản Xuất Bia Bao Gồm:
-Nước từ cộng đoạn rửa từ bộ phận nấu – đường hóa, chủ yếu là nước vệ sinh
thùng nấu, bể chứa, sàn nhà,bồn lên men…có chứa nhiều cặn malt, tinh bột, bã
hoa và các hợp chất hữu cơ carbonateous do vậy có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ
rất cao.
-Công đoạn chiết chai – dịch bia rơi rớt trong quá trình chiết.
-Nước rửa chai là một trong những dòng thải có hàm lượng ô nhiễm lớn trong sản
xuất bia.Ngoài ra, nước thải từ quá trình rửa chai có độ pH cao do nguyên lý rửa
chai được tiến hành qua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm
loãng nóng (1% - 3% NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và
cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch
bằng nước nóng.
-Nước làm nguội của các thiết bị giải nhiệt loại nước này được xem là tương đối
sạch.
-Nước rửa ngược hệ thống xử lý nước.
-Nước vệ sinh của công nhân.

II.Sơ Đồ Dòng Thải Nhà Máy Bia:
II.Thành Phần Và Tính Chất Của Nước Thải:
Chuẩn bị NL
Nước mềmNước cấp để rửa
sàn thiết bị
Nấu đường hoá
Lọc dịch đường
Bã malt
Nấu hoa
Tách bã Bã malt
Làm lạnh
Lên men chính

phụ
Bã men
Lọc bia Bã lọc
Bão hoà CO
2
Chiết chai, lon
Đóng nắp
Thanh trùng
Kiểm tra, dán
nhãn, nhập kho
Sản phẩm
Rửa chai
Nước
thải
Hơi nước
Nước
thải
Hơi nước,
Phụ gia
Hoa
houblon
Hơi nước
Glycol hay
nước đá
Men giống
Hơi Xút
-Đặc trưng nước thải bia là có hàm lượng các chất hữu cơ protein và
cacbonateous cao.
• Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ:
-Đây là loại nước thải ô nhiễm khá mạnh.Nước thải phát sinh từ công nghệ lọc

phèn, nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm các Vi
sinh vật.Chỉ tiêu ô nhiễm như sau:
COD = 4000- 5000 mg/l
SS = 200- 300 mg/l
• Nước thải lọc dịch đường:
-Loại nước thải này thường bị nhiễm bẩn hữu cơ lượng Glucô trong nước này
cũng ở mức cao, là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinh vật.
Ngoài ra, nước thải lọc đường có độ đục và độ màu khá cao.
• Nước thải của các thiết bị giải nhiệt được coi là sạch nhưng có nhiệt độ
cao 40- 45
0
C có thể có một lượng dầu mỡ nhưng không đáng kể.
-Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này san nhà máy khác, sự
khác nhau có thể chỉ là sử dụng phương pháp lên men nổi hay chìm. Sự khác
nhau cơ bản là lượng nước sử dụng cho mục đích rửa chai, máy móc thiết bị, sàn
nhà, số lượng công nhân sử dụng nước cho sinh hoạt,…Điều này dẫn đến tải
lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà máy bia khác nhau.
• Kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máy bia:
Thông số Đơn vị Nhà máy I Nhà máy II Nhà máy III
PH 5,7 –11,7
BOD
5
mg/l 185 –2400 775 1622
COD mg/l 310 –3500 1220 2944
Nitơ tổng mg/l 48 –348 19,2
Photpho
tổng
mg/l 1,4 –9,09 7,6 -
Chất
không tan

mg/l 158 –1530 - -
Tải lượng
nước thải
m
3
/1000 lít
bia
3,2 - -
Tải trọng
ô nhiễm
kgBOD
5
/1000
lít bia
3,5 - -
(Nguồn “ Giáo trình công nghệ xử lý nước thải’’
Trần Văn Nhân –Ngô Thị Nga)
PHẦN II:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
I.Thông Số Nhiễm Đầu Vào Và Các Chỉ Tiêu Đầu Ra:
• Các chỉ tiêu đo được của nước thải đầu vào:
-pH: 8.
-COD: 2000 mg/l.
-BOD
5
: 1500 mg/l.
-SS: 300 mg/l.
• Các chỉ tiêu sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn thải loại B theo TCVN 5945 –1995:
-pH: 5,5 –9
-SS<100 mg/l.
-BOD

5
<50 mg/l.
-COD<100 mg/l.
II.Các Chỉ Tiêu ảnh Hưởng Đến Việc Lựa Chọn Quy Trình Công Nghệ Xử Lý
Nước Thải:
o Nhu cầu oxy sinh hoá BOD (Biochemical Oxygen Demand): là lượng oxy cần
thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động để oxyhoá các chất hữu cơ có trong nước
thải.Nhu cầu oxy sinh hoá là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ
nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ .
- Trị số BOD đo được dùng rộng rãi để:
1.Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu cơ
có trong nước thải.
2.Xác định kích thướt thiết bị xử lý.
3.Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình.
4.Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải.
o Nhu cầu oxy hoá học COD (Chemical Oxygen Demand): là lượng oxy cần thiết
để oxy hoá các chất hữu cơ và một phần các chất vô cơ có trong nước thải. Chỉ tiêu
BOD không phản ảnh hết khả năng oxy hoá các chất hữu cơ khó bị oxy hoá và các
chất vô cơ có thể bị oxy hóa trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp. Do
vậy, chỉ tiêu COD có giá trị cao hơn giá trị BOD.
-Tỷ số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ nói cách khác tỷ số
BOD/COD càng gần 1 thì nước bị ô nhiễm hữu cơ càng lớn nên biện pháp sử lý
sinh học có hiệu quả cao.
o Chất rắn lơ lửng SS(Suspended Solids): là một chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất
lượng nước thải gồm cặn lắng được và cặn lơ lửng dạng keo không lắng được, có
thể loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình keo tụ, lắng, lọc. Hàm lượng chất rắn lơ
lửng là chỉ tiêu để tính toán các bể lắng và xác định số lượng cặn lắng. Sự tồn tại
của cặn lắng lơ lửng trong công trình sử lý sinh học sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến
hiệu xuất của quá trình xử lý, do đó nước thải cần phải được loại bỏ cặn trước khi
đi vào bể xử lý sinh học( đối với bể Aeroten thì lượng cặn lơ lửng trước khi vào bể

này không vượt quá 150 mg/l;với bể UASB thì lượng cặn có thể lên tới 3000mg/l).
o Trị số pH: cho biết nước thải có tính trung hoà pH=7 hay tính acid pH<7 hoặc
tính kiềm pH>7. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy
cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong
khoảng 6,5 đến 8,5 khoảng tối ưu 6,8 đến 7,4; quá trình xử lý kị khí giá trị pH trong
khoảng 6,6 đến 7,6.
o Ngoài các chỉ tiêu nêu trên các chỉ tiêu về oxy hoà tan DO; các kim loại nặng; các
chất dinh dưỡng như nitơ, photpho, sunfat;… ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa
chọn quy trình công nghệ xử lý nước thải để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Iii. Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý Nước Thải:
-Khi chọn một công nghệ xử lý nước phải căn cứ vào các yêu cầu sau:
 Lưu lượng, thành phần và tính chất của nước thải.
 Diện tích mặt bằng hiện có, cũng như các điều kiện mà nhà máy có
thể chấp nhận.
 Tiêu chuẩn đầu ra của dòng thải.
 Đặc tính của nguồn tiếp nhận.
 Kinh phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành.
 Đảm bảo khả năng xử lý khi nhàmáy mở rộng sản xuất.
-Tại Việt Nam các nhà máy bia hầu như không được đưa vào các khu công
nghiệp mà thường có nhà máy sản xuất ở gần với khu dân cư do vậy nhà máy
thường có diện tích đặt nhà máy nhỏ. Trong quy trình xử lý nước thải cần có các
công trình chiếm diện tích vừa phải phù hợp với mặt bằng hiện có của nhà máy.


IV.Sơ Đồ Quy Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Bia:

Bể gom
Lưới lọc
rác
Bể điều
hòa

UASB
Bể Aeroten
Bể lắng
đợt 2
Bể khử
trùng

Mương tiếp
nhận
Thiết bị
định lượng
Acid
Sunfuric
Bể gom
bùn
Máy ép bùn
Máy nén
khí
Song chắn
rác
Bánh bùn làm
phân bón

Nước thải

1.Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại
các tạp vật thơ như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ lại, để bảo vệ
các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương dẫn…Dựa vào khoảng cách giữa
các thanh, người ta chia song chắn rác thành hai loại:
-Song chắn rác thơ có khoảng cách giữa các thanh từ 60 đến 100mm.
-Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 đến 25mm.
-Chọn song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh là 25mm được đặt cố
định, nghiêng một góc 60
0
đặt ở cửa vào bể gom và được lấy rác vào cuối ngày.
2.Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các cơng trình xử lý
tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bể tơng, xây bằng gạch. Trong quy trình
này bể gom còn có tác dụng điều hồ lưu lượng nước thải.
3.Lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ. Lưới có kích thước lỗ từ
0,5 đến 1mm.Khi tang trống quay với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc
qua bề mặt trong hay ngồi, tuỳ thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước vào. Trong nhà
máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trơi ra trong q trình rửa thùng lên men,
thùng nấu, nước lọc bã hèm, sẽ được giữ lại nhờ hệ thống lưới lọc có kích thước lỗ
1mm.Các vật thải được lấy ra khoải bề mặt lưới bằng hệ thống cào.
Vòi Phun Nước Rửa
Thùng Quay Với Lưới Lọc
Cửa Dẫn Nước Thải Vào
Cửa Dẫn Nước Thải Ra
Cửa Tháo Vật Rắn
Cửa Tháo Cặn
4.Bể điều hồ: được dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như khơng đổi,
quan trọng là điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho q trình xử lý sinh
học.Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hồ tan và san đều nồng
độ các chất bẩn trong tồn thể tích bể và khơng cho cặn lắng trong bể, pha lỗng
nồng độ các chất độc hại nếu có. Ngồi ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng

nổi. Tại bể điều hồ có máy định lượng lượng acid cần cho vào để đảm bảo pH từ
6,6 - 7,6 trước khi đưa vào bể xử lý UASB.
5.Bể UASB: tại đây diễn ra q trình phân huỷ các chất hữu cơ, vơ cơ có trong
nước thải khi khơng có oxy. Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và
được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xun qua lớp bùn sinh học
dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vơ cơ được tiêu thụ ở đây.
Q trình chuyển hố các chất bẩn trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra
theo ba bước:
-Giai đoạn 1: một nhóm các vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân
các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng
lượng nhẹ như monosacarit, amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho
vi sinh hoạt động.
-Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn
giản thành các acid hữu cơ thường là acid acetic, acid butyric, acid Propionic.Ở giai
đoạn này pH của dung dịch giảm xuống.
-Giai đoạn 3: các vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydrô và acid acetic thành khí
mêtan và cacbonic, pH của môi trường tăng lên.
6.Bể Aeroten: sau khi nước thải được xử lý tại bể UASB thì nồng độ các chất hữu
cơ giảm xuống sẽ được xử lý tiếp ở bể Aeroten. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng
đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên
thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính.Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu
sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô
số vi khuẩn và các vi sinh vật sống khác .Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng
chất nên(BOD) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành
các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới.Quá trình chuyển hoá được thực
hiện xen kẽ và nối tiếp nhau.Bể Aeroten được cung cấp khí liên tục vào bể để trộn
đều, giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ lượng oxy cần thiết
cho các phản ứng sinh hoá xảy diễn ra trong bể để đáp ứng mức độ xử lý yêu cầu.
-Tại bể có hệ thống ống dẫn bùn tuần hoàn từ đáy bể lắng đợt 2 để hoà trộn với
nước thải đi vào.

1.Bể điều hoàlưu
lượng và trạm bơm
2;3Bộ phận đo và điều
chỉnh pH và chất dinh
dương N,P
4.Ống dẫn và phân
phối nước
5.Thể tích vùng phản
ứng yếm khí
6.Cửa tuần hoàn lại
cặn lắng
7.Tấm chắn khí
8.Cửa dẫn hỗn hợp
bùn nước sau khi tách
khí
9.Thể tích vùng lắng
bùn
10.Máng thu nước
11.Ống dẫn hỗn hợp
khí
12.Ống dẫn nước san
bể Aeroten
13.Thùng chứa khí
14.Ống dẫn khí đốt
15.Ống xả bùn
10
2
1
3
4

8
9
5
15
13
7
11
12
6
14