Đồ án Xử lý nước thải nhà máy bia công suất 300m3/ngày đêm

Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

LỜI MỞ ĐẦU
Nền kinh tế ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng nước giải khát của người dân nói
chung và bia nói riêng ngày càng mạnh mẽ. Do đó, việc tăng cường sản xuất để phục vụ
nhu cầu của người dân, tang cao lợi nhuận thì vấn đề về môi trường của nước thải ngành
bia đang rất đáng được quan tâm.
Chính vì vậy, nước thải sản xuất trước khi thải bỏ ra môi trường cần được xử lý để đạt
chuẩn yêu cầu về nước thải công nghiệp.
Nhiệm vụ của đồ án là tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có
công suất 300 m3/ngày đêm. Sao cho các chỉ tiêu BOD, COD, SS,… đạt tiêu chuẩn để thải
ra nguồn tiếp nhận.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 1


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

LỜI CẢM ƠN
Trong hai năm học qua tại trường, các thầy cô đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em rất
nhiều kiến thức quý báu. Em rất biết ơn thầy cô đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em học
hỏi về ngành học của mình.
Để hoàn thành đồ án môn học này, trước hết em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Ngọc
Trinh là giảng viên hướng dẫn trực tiếp, đã quan tâm và tận tình hướng dẫn em trong quá
trình làm bài. Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa môi
trường đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn cho em trong quá trình em làm đồ án. Chính

nhờ sự hướng dẫn của cô Nguyễn Ngọc Trinh đã giúp em hoàn thành bài đồ án này.
Do thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức của cá nhân còn hạn chế nên trng quá trình làm
bài còn gặp nhiều sai sót. Vì vậy em mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em có thể
bổ sung kiến thức cho bản than mình.
Thay mặt cho các sinh viên đang học tập và nghiên cứu em xin chân thành cảm ơn đến nhà
trường và quý thầy cô.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 2


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 3


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 4


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Sản lượng bia các nước………………………………………………….9
Bảng 1.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2004………………………….9
Bảng 1.3 Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng………………………………...10
Bảng 1.4. Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia………………………..13
Bảng 1.5. Thành phần của hoa Houblon………………………………………….16
Bảng 2.1. Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia…………………………...25
Bảng 2.2. Đặc trưng NT một số cơ sở sản xuất bia trên địa bàn Hà Nội 2007....25
Bảng 2.3. Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002…27
Bảng 4.1. Số liệu thành phần tính chất nước thải………………………………51
Bảng 4.2.Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng đứng……………………61
Bảng 4.3. Thông số thiết kế bể UASB…………………………………………….62
Bảng 4.4. Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt có hàm lượng bùn
trung bình 25 kgVSS/m3 ( phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành, nước thải có VFA
hòa tan, nước thải không có VFA và nước thải có cặn lơ lửng chiếm 30% tổng
COD)
…………………...............................................................................................63

Bảng 4.5. Các thông số thiết kế bể UASB…………………………………………72
Bảng 4.6. Các thông số thiết kế bể MBBR………………………………………..79

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 5


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn sản lượng bia cả nước qua các năm ………………………11
Hình 1.2. Đồ thị biểu diễn mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm…………12
Hình 1.3. Đại mạch……………………………………………………………………….14
Hình 1.4. Hạt đại mạch…………………………………………………………………..14
Hình 1.5. Hoa Houblon…………………………………………………………………..15
Hình 1.6. Gạo……………………………………………………………………………..17
Hình1.7. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia…………………………………………………18
Hình 3.1.Ví dụ về dòng trao đổi vật chất trong hồ sinh học…………………………..36
Hình 3.2.Sơ đồ cấu tạo bể UASB………………………………………………………..40
Hình 3.3. Các quá trình trong bể lọc sinh học………………………………………….47
Hình 3.4. Các bước của bể aeroten hoạt động gián đoạn...............................................49

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 6

Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA VÀ QUÁ TRÌNH SẢN
XUẤT BIA
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA
1.1.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ bia trên thế giới:
a. Sơ lược về bia:

Bia là 1 trong những đồ uống lâu đời nhất của loài người, có thể xuất hiện trong
thời kì đầu Đồ Đá hay 9.500 trước CN khi mà ngũ cốc lần đầu tiên được gieo trồng. So với
những loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3 – 8%), và nhờ có CO2
trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của bia.
Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25g thịt
bò hoặc 150g bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal. Vì vậy bia
được mệnh danh là bánh mỳ nước.
Ngoài ra trong bia còn có vitamin B 1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiết
cho cơ thể. Trong 100ml bia 10% chất khô có: 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 – 36 mg vitamin
B2 và PP. Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều
người ưa thích.
Nước ta có khí hậu nhiệt đới, dân số tương đối lớn, hơn 90 triệu người và có tỉ lệ dân
số trẻ chiếm đa số nên tiềm năng tiêu thụ nước giải khát nói chung và bia nói riêng là rất
lớn, cần được khai thác.
b. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử
dụng như một thứ nước giải khát quan trọng.
Hiện nay, trên thế giới có 25 nước sản xuất bia với tổng sản lượng trên 100 tỷ
lít/năm, trong đó: Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm; Trung Quốc 7 tỷ

lít/năm .
Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến năm
2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lít/người/năm; Đức 115 lít/người/năm; Mỹ trên 80
lít/người/năm .

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 7


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Bảng 1.1. Sản lượng bia các nước (triệu lít)
Quốc gia

2002

2003

2004

2005

Mỹ

23300

23340

23440

23270

Đức

10840

10550

10580

10580

Nga

7390

7560

8420

8840

Brazin

8500

8300

8260

8500

Mexico

6400

6640

6200

6300

Anh

5670

5800

5880

5890

Tây Ban Nha

2790

2970

3020

3020

Ba Lan

2600

2730

2800

2850

Canada

2200

2300

2320

2320

Hà Lan

2490

2510

1920

2190

Bảng 1.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2004
Quốc gia
Trung Quốc
Mỹ
Đức
Brazin
Nga
Nhật
Anh
Mexico
Tây Ban Nha
Ba Lan
CH Czech

Xếp hạng
năm
2004
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
15

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Tổng lượng
tiêu thụ (triệu
lít)
28640
23974
9555
8450
8450
6549
5920
5435
33,76
26,70
18,78

Trang 8

Bình quân
đầu người
(lít)
22,1
81,6
115,8

47,6
58,9
51,3
99,0
51,8
83,8
69,1
156,9

Tỉ lệ tăng so
với năm 2003
14,6%
0,9%
-1,6%
2,8%
11,1%
0,7%
-1,8%
2,0%
0,9%
-2,4%
2,1%


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 tỷ lít, năm 2004 khoảng
150,392 tỷ lít (tăng 4,2%).
Bảng 1.3 Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng

Vùng
Lượng bia tiêu thụ
Vị thứ
(%)
Châu Âu
32,8
1
Châu Á
28,7
2
Bắc Mỹ
17,4
3
Trung / Nam Mỹ
14,4
4
Châu Phi
4,7
5
Địa Trung Hải
1,4
6
Trung Đông
0,6
7
Lượng bia tiêu thụ tăng hầu hết khắp các vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy
lượng tiêu thụ bia trên thế giới tăng lên. Nhưng lượng tăng đáng kể nhất là Trung Quốc với
tốc độ tăng đến 14,6% .
Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ tăng nhanh, các nhà nghiên
cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu

thụ bia trên thế giới.
Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì ở Châu Á, trước kia nhiều nước có
mức tiêu thụ bia theo đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6,5%/năm. Thái Lan có
mức tăng bình quân cao nhất 26,5%/năm; tiếp đến là Philippin 22,2%/năm; Malaysia
21,7%/năm; Indonesia 17,7%/năm. Đây là những nước có tốc độ tăng nhanh trong khu
vực. Các nước xung quanh ta như Singapor đạt 18 lít/người/năm, Philippin 20
lít/người/năm… (theo số liệu của Viện rượu bia NGK Việt Nam).
Thị trường bia Nhật Bản chiếm 66% thị trường bia khu vực với 30,9 tỷ USD. Lượng
bia tiêu thụ năm 2004 đã đạt trên 6500 triệu lít (theo nguồn từ Kirin news – Nhật Bản)
Thị trường bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự tăng
trưởng của ngành công nghiệp bia Châu Á. Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ ở Trung
Quốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên thế giới.
Tổng lượng bia tiêu thụ ở các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt 43.147 triệu
lít, tăng 11,2% so với năm 2003.
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia Sài
Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử hơn 100 năm.
Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia
có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia đã
có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa phương quản lý,
các nhà máy liên doanh với các hãng nước ngoài. Công nghiệp bia phát triển kéo theo sự

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 9


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

phát triển của các ngành sản xuất khác và hàng năm ngành bia đã đóng góp cho ngân sách
nhà nước một lượng đáng kể.
a. Tình hình sản xuất bia trong nước
Do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ
đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp Bia phát triển với tốc độ tăng trưởng
cao. Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm
2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp
ngân sách nhà nước khoảng 3.650 tỷ đồng.
b. Về số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm
2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở năm 1998 [1]. Điều này là do yêu cầu về
chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất
hiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị và công nghệ tiên tiến… nên có sự cạnh
tranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh
tranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác.
Trong các cơ sở sản xuất đó, Sabeco có năng suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco có
năng suất hơn 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lít/năm và
khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng suất dưới 1 triệu lít/năm.
Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn sản lượng bia cả nước qua các năm .
c. Mức độ tiêu thụ bia
Hai Tổng công ty Sabeco và Habeco có đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo
trong ngành bia. Riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia- Rượu- NGK Việt Nam đạt
16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập
ổn định cho trên 20.000 lao động. Sản lượng tiêu thụ bia toàn quốc đạt 1290 triệu lít chiếm
78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61%
toàn ngành bia).
Mức tiêu thụ bình quân đầu người ở Việt nam tăng lên nhanh chóng trong vòng 10
năm qua, từ mức dưới 10 lít/người/năm ở năm 1997 tăng lên 18 lít/người/năm vào năm

2006, dự kiến đến năm 2015 là 35 lít/người/năm.
Hình 1.2. Đồ thị biểu diễn mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm .
d. Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020.
Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao không kể các nước Châu
Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống bia từ lâu
đời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 10


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia, rượu. Ở các
nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu bia nên mức
tiêu thụ bình quân theo đầu người ở mức thấp. Tại Việt Nam, không bị ảnh hưởng của tôn
giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển.
Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 khoảng 81 triệu người và
hiện nay trên 90 triệu người. Do vậy dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào
năm 2010 là 28 lít/người/năm, sản lượng 3 tỷ lít/năm và đến năm 2015 mức tiêu thụ bình
quân là 35 lít/người/năm với sản lượng 6 tỷ lít/năm.
1.2.

CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT BIA:

1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bia
Bia được sản xuất từ 4 nguyên liệu chính là malt đại mạch, nước, hublon và nấm

men. Nhiều loại nguyên liệu thay thế malt trong quá trình nấu là gạo, đường và các loại
dẫn xuất từ ngũ cốc; các nguyên liệu khác được sử dụng trong quá trình lọc và hoàn thiện
sản phẩm như bột trợ lọc, các chất ổn định; Nhiều loại hóa chất được sử dụng trong quá
trình sản xuất như các chất tẩy rửa, các loại dầu nhờn, chất bôi trơn, chất hoạt động bề
mặt… Tỷ lệ các thành phần nguyên liệu phụ thuộc vào chủng loại bia sẽ được sản xuất.
1.2.1.1.

Nước

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có ảnh
hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm
chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh hưởng
của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử
trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước được sử dụng trong
sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sản
xuất các loại bia sáng màu. Do đó, dể dảm bảo sự ổn định về chất lượng và mùi vị của sản
phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được
các chỉ tiêu chất lượng nhất định.
Bảng 1.4. Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Độ pH
6,5 – 7
o
Độ cứng
H
5 – 12
Muối Cacbonat
mg/l

50
2+
Muối Mg
mg/l
100
Muối clorua
mg/l
75 – 150
CaSO4
mg/l
150 – 200
NH3 và muối NO2
mg/l
Không có
2+
Sắt Fe
mg/l
< 0,3
SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 11


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Vi sinh vật
1.2.1.2.

Tế bào/ml

< 100

Malt (Đại Mạch)

Đại mạch được chia ra làm 2 nhóm : mùa đông và mùa xuân, có chu kỳ sinh trưởng
100-120 ngày. Trong đó :
-

Đại mạch 6 hàng : đa số được dùng trong sản xuất thức ăn gia súc.
Đại mạch 2 hàng : đa số được dùng trong sản xuất bia.
Đại mạch 4 hàng : một số chúng dược dùng trong sản xuất bia.

Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo. Hạt đại mạch được
ngâm trong nước , sau đó được tạo môi trường ẩm để thích hợp cho việc nảy mầm. Quá
trình nẩy mầm, một lượng lớn các enzyme xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch như :
enzyme amylaza, enzyme proteaza. Các enzyme này là những nhân tố thực hiện việc
chuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch thành nguyên liệu mà nấm men có thể sử
dụng để tạo thành sản phẩm là bia, khi hạt đại mạch đã nảy mầm, người ta đem sấy khô ở
nhiệt độ cao, trong thời gian ngắn, tùy theo nhiệt độ sấy mà ta thu được những loại malt
khác nhau.

Hình 1.3. Đại mạch
+
+

Malt vàng : sấy ở nhiệt độ 800C
Malt socola : sấy ở nhiệt độ 1000C

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 12


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Phải chọn đại mạch chứa ít protein, làm ướt đến 42-48%, nảy mầm ở nhiệt độ tương
đối ( 13-180C) và phải thông gió tốt. Trong điều kiện đó, hạt sẽ tích tụ nhiều enzyme, tiêu
hao đạm và polysaccharit, đường cũng tích tụ với số lượng vừa đủ.

Hình 1.4. Hạt đại mạch
Quá trình sấy thực hiện nhanh trong 24 giờ. Sau đó loại bỏ mầm vì mầm có thể mang
lại cho bia vị không bình thường. Không thể dùng malt vừa sấy xong để làm bia mà phải
qua quá trình bảo quản , vì trong quá trình bảo quản malt sẽ hút ẩm từ không khí, độ ẩm
dần dần tăng lên, trong malt lúc này xuất hiện một số hiện tượng hóa lý ngược với lúc sấy
khô. Tất cả những thay đổi dẫn đến một sản phẩm hoàn chỉnh đó là malt chín tới.
Thành phần hóa học của malt (tính theo % chất thô )
+ Tinh bột : 58%
+ Chất khoáng : 2,5%
+ Lipid :
2,5%
+ Saccharose : 5%
+ Đường khử : 4%
+ Protid
: 10%
+ Pentoza
: 8%

+ Cellulose
: 6%
Malt được sử dụng ở dạng chất khô hòa tan thành dịch đường. Malt là nguyên liệu
truyền thống, thiết yếu, không thể thiếu được trong quá trình sản xuất bia .
1.2.1.3. Hoa Houblon
Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupulus L, là một loại cây lưu niên thuộc
họ dây leo, có độ cao trung bình từ 6-8m.
Hoa Houblon là nguyên liệu chính thứ 2 dùng để sản xuất bia, hoa Houblon góp phần
tạo ra mùi vị đặc trưng của bia, ngoài ra hoa Houblon còn được sử dụng như một chất bảo
quản bia, làm tăng tính ổn định, khả năng tạo bọt, tính giữ bọt, làm cho bột mịn và xốp.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 13


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Chỉ sử dụng hoa cái trong quá trình sản xuất bia.

Hình 1.5. Hoa Houblon

Bảng 1.5. Thành phần của hoa Houblon
Thành phần
Hàm lượng (%)
Nước
10 – 11
Nhựa đắng tổng số

15 – 20
Tinh dầu
0,5 – 1,5
Tanin
2–5
Monosaccarit
2
Pectin
2
Amino axit
0,1
Protein
15 – 17
Lipit và sáp
3
Chất tro
5–8
Xenluloza, lignin và các chất khác
40 – 50
1.2.1.4. Men bia (Yeast)

Men bia được sử dụng trong qui trình này là men Heineken A
Năm 1886, Dr Eilon, học trò của Louis Pasteur phát triển thành công Heineken “Ayeast” - men bia đặc trưng của Heineken vẫn còn được ứng dụng trong công nghệ sản xuất
bia ngày nay của Heineken và giúp mang lại cho các sản phẩm của Heineken một hương vị
riêng độc đáo.
Yêu cần chất lượng của nấm men trước khi đưa vào làm men.
+ Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết dưới 2%, tỉ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. Thời kỳ
mạnh nhất khi độ đường xuống nhanh nhất có thể trên 80%.

SVTH: Trần Trọng Tài

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 14


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Nấm men đưa vào dịch đường để lên men phải được từ 10-20 triệu tế bào/ml dịch
giống.
+ Nấm men phải có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid,
acid amin, giải phóng ra CO2, rược etylic và nhiệt.
+ Nấm men phải thuần chủng.
1.2.1.5. Sản phẩm thay thế (Gạo)
Ở nước ta nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo, do nước ta có nguồn gạo dồi
dào, mặc khác việc nghiền, xay gạo cũng giản đơn, không cần phải ngâm .
Gạo được dùng thay thế một phần malt để làm giảm giá thành sản phẩm.
+

Hình 1.6. Gạo
Yêu cầu kỹ thuật của gạo
+ Trắng, đều hạt, không ẩm mốc, không có mùi hôi, sạn rác, không mối mọt
+ Tỷ lệ tạp chất < 2%
+ Độ ẩm : 13-13,5%
+ Tinh bột : 76% chất khô
+ Tro
: 1,1% chất khô
+ Chất béo : 1,6% chất khô
+ Cellulose : 5,8% chất khô
1.2.2.

Các công đoạn sản xuất bia:
1.2.2.1. Chuẩn bị
Malt và gạo (gọi tắt là nguyên liệu) được đưa đến bộ phận nghiền nguyên liệu thành các
mảnh nhỏ, sau đó được chuyển sang nồi nấu để tạo điều kiện cho quá trình chuyển hóa
nguyên liệu và trích ly tối đa các chất hoà tan trong nguyên liệu. Các nhà sản xuất bia
thường sử dụng các thiết bị nghiền khô hoặc nghiền ướt.
•

Đối với gạo: do gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột còn nguyên vẹn, nên gạo
cần phải được nghiền càng mịn càng tốt.

•

Đối với malt: Việc nghiền malt cần đáp ứng 2 yêu cầu là đảm bảo được hiệu suất chuyển
hóa cao trong quá trình nấu và dễ dàng lọc được dịch đường sau khi đường hóa. Độ mịn
của malt sau khi nghiền phụ thuộc vào công nghệ lọc hèm sau khi đường hóa và loại máy
nghiền được lựa chọn trong hệ thống thiết bị.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 15


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Hình1.7. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
1.2.2.2. Nấu
Quá trình nấu gồm 4 công đoạn:

•

Hồ hóa và đường hóa: nguyên liệu sau khi xay nghiền được hòa trộn với nước theo tỷ lệ
nhất định và được chuyển tới thiết bị hồ hóa và đường hóa. Bằng cách điều chỉnh hỗn
hợp nguyên liệu ở các chế độ thích hợp (nhiệt độ, thời gian, pH), hệ enzyme có sẵn trong
nguyên liệu hoặc các enzyme được bổ sung từ nguồn bên ngoài chuyển hóa các chất dự
trữ có trong nguyên liệu thành dạng hòa tan. Các enzyme thủy phân tinh bột tạo thành
các loại đường dễ lên men và các dẫn xuất có phân tử lượng thấp hơn của tinh bột. Các
enzyme thủy phân các chất protein thành axít amin và các dẫn xuất của protein. Các chất

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 16


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

•

gôm, xenlulo cũng được thủy phân một phần thành các chất hoà tan. Dịch sau khi đường
hóa được tách khỏi bã qua máy lọc.
Lọc dịch đường: hèm được đưa qua máy lọc nhằm tách bã hèm 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 houblon bằng cách
đun sôi trong 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 hublon, diệt khuẩn dịch đường
trước khi vào lên men.

•

Lắng nóng dịch đường: dịch sau khi nấu được đưa qua bồn lắng xoáy nhằm tách bã hoa
houblon và cặn tạo thành trong quá trình lắng nóng 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.
1.2.2.3.
Lên men
Làm lạnh và bổ sung ôxy: dịch đường sau lắng có nhiệt độ khoảng 90- 95 oC được hạ
nhiệt độ nhanh đến 8 - 10oC và bổ sung ôxy với nồng độ 68 mg O2/lít. Quá trình lạnh
nhanh được thực hiện trong các thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất lạnh là nước lạnh 1-2
o
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 cho lên men
Lên men chính: dịch đường được cấp bổ sung ôxy, làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp
để tiến hành quá trình lên men chính với thời gian và điều kiện phù hợp. Việc lên men có
thể được thực hiện trong các tank không có bảo ôn và đặt trong nhà lạnh được kiểm soát
nhiệt độ theo chế độ nhiệt độ chung của phòng lên men. Công nghệ lên men trong phòng
lạnh hiện nay không còn phổ biến do tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc chạy lạnh cho
phòng lên men và khó khăn trong việc thao tác vận hành. Ngày nay việc lên men phổ biến
được tiến hành trong các tank liên hoàn được thiết kế phù hợp cho công nghệ lên men của
các nhà sản xuất khác nhau với hệ thống kiểm soát nhiệt độ và dễ dàng tự động hóa. Khí
CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi. Thời gian lên men chính thường là 5-7
ngày.Trong trường hợp lên men chìm, sau khi kết thúc lên men chính nấm men kết lắng
xuống đáy các tank lên men và được lấy ra ngoài gọi là men sữa. Nấm men sẽ được lấy
một phần để tái sử dụng cho lên men các tank tiếp theo hoặc được thải bỏ. Trong trường

hợp lên men nổi, nấm men tập trung lên bề mặt và cũng được tách một phần khỏi dịch lên
men.
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 lên

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 17


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

men này diễn ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể, bia được lắng trong và
bão hoà CO2. Thời gian lên men từ 14-21 ngày hoặc hơn tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng
loại bia.
1.2.2.4.

Lọc bia và hoàn thiện sản phẩm

Lọc bia: Sau lên men, bia được đem lọc để đạt được độ trong theo yêu cầu. Lọc bia
được tiến hành bằng nhiều loại thiết bị khác nhau. Các loại máy lọc bia thường dùng là
máy ép lọc khung bản có sử dụng giấy hoặc vải lọc. Trong những năm trước đây nhiều
nhà máy sử dụng các máy lọc đĩa nằm ngang với các thiết kế khác nhau. Gần đây các nhà
sản xuất bia trong các nhà máy quy mô lớn sử dụng máy lọc nến với các cột lọc là các cột
lưới inox có bề mặt lọc rộng, kích thước máy gọn, vận hành hoàn toàn tự động, dễ kiểm
soát độ trong của bia và chất lượng bia ổn định hơn. Việc lọc trong bia luôn thực hiện với
sự duy trì nhiệt độ lạnh cho bia trước và sau khi lọc khoảng -1 oC đến 1oC. 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 lớn trong quá trình sản xuất.
Hoàn thiện sản phẩm, bia có thể được lọc hoặc xử lý qua một số công đoạn như qua
hệ thống lọc trao đổi chứa PVPP hoặc silicagel 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 thêm các enzyme 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 nồng
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 ô xy hòa tan dưới 0,05
ppm.
Bão hòa CO2: 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 nhiều nhà máy bia trang bị hệ thống lọc màng để sản xuất bia
tươi đóng chai/lon không thanh trùng.
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 và chất lượng thiết bị đến mức độ cần thiết.
1.2.2.5.
Đóng chai, lon, keg và thanh trùng sản phẩm
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 rót. Khâu rửa bao bì tốn
SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 18


Đồ án xử lý nước thải

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

nhiều hóa chất và năng lượng kèm theo nước thải với tải lượng BOD cao.
Bia được chiết vào chai, lon keg bằng các thiết bị chiết rót. Tùy theo yêu cầu của thị
trường, thời gian lưu hành sản phẩm trên thị trường có thể từ 1 tháng đến hàng năm. Do
vậy yêu cầu chất lượng của bia sau khi đóng vào bao bì cũng rất khác nhau. Việc kiểm
soát tốt các thông số trong quá trình chiết như hàm lượng ô xy/không khí trong chai/lon
đòi hỏi nghiêm ngặt và như vậy cần phải lựa chọn tốt thiết bị chiết rót ngay từ khi đầu tư.
Quá trình đóng chai/lon cần độ chính xác cao về hàm lượng ô xy/không khí, mức bia trong
chai. 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.Quá trình thanh trùng được thực hiện nhờ
nước nóng ở các thang nhiệt độ yêu cầu. Yêu cầu kỹ thuật cho khâu thanh trùng được tính
bằng đơn vị thanh trùng.
Đơn vị thanh trùng (PE) = t x 1,393 (T - 60)
Trong đó: t là thời gian thanh trùng (phút); T là nhiệt độ thanh trùng (°C)
1.2.3.

Các công đoạn phụ trợ:

1.2.3.1.

Các quá trình vệ sinh:

Trong sản xuất bia quá trình vệ sinh đóng vai trò quan trọng để đảm bảo các yêu cầu
công nghệ và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm. Ngoài ra, việc vệ sinh còn chứa
đựng nhiều vấn đề gây ô nhiễm môi trường nếu không được thiết lập quy trình và quản lý
đúng mức.Vệ sinh bao gồm các công việc liên quan đến làm sạch khu vực sản xuất và vệ
sinh thiết bị.Các thiết bị được chế tạo gần đây luôn trang bị các bộ phận có thể cho phép
vệ sinh có thể tiến hành hoàn toàn tự động trong thiết bị (gọi là CIP).

Vệ sinh nhà xưởng, khu vực sản xuất phải được làm thường xuyên để tránh ô nhiễm
chéo từ môi trường vào sản phẩm. Công việc chủ yếu thực hiện bằng tay và nhờ sự trợ
giúp của các bơm, vòi phun cao áp.
Vệ sinh thiết bị nhờ hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP) có thể tự động hoá ở các
mức độ khác nhau. Các giai đoạn trong quy trình CIP bao gồm:
-

-

Khâu tráng rửa ban đầu: Các bồn chứa và đường ống được rửa bằng nước thường để
loại các chất bẩn bám trên bề mặt. Nước rửa không được tái sử dụng mà thải ra hệ
thống xử lý nước thải. Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào độ bẩn của các
bồn và đường ống.

Khâu rửa bằng hoá chất: Sau khi kết thúc quá trình rửa ban đầu, các bồn chứa và đường
ống được súc rửa bằng dung dịch xút nóng ở nhiệt độ 70- 85 oC để tẩy sạch các chất bẩn

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 19


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

còn bám ở bề mặt. Thời gian tuần hoàn xút nóng 15-30 phút tuỳ thuộc vào mức độ bẩn của
thiết bị. Xút nóng được thu hồi về thiết bị chứa để tái sử dụng. Sau khi tuần hoàn xút nóng
thiết bị được tráng rửa bằng nước. Một số thiết bị sau khi rửa bằng xút và tráng rửa có thể
phải rửa tiếp bằng dung dịch axit. Sau đó được tráng rửa bằng nước nhiều lần đến khi sạch.

- Khâu súc rửa cuối cùng: Các bồn và đường ống được súc rửa lần cuối với dung dịch
nước ở nhiệt độ môi trường để làm sạch các chất tẩy rửa còn lại. Phần nước này được
thu hồi và tái sử dụng cho khâu súc rửa sơ bộ.
Do vậy, ngoài khả năng đảm bảo mức độ vệ sinh thực phẩm, quy trình súc rửa, tái sử
dụng cho phép tiết kiệm tài nguyên nước và hóa chất sử dụng.
1.2.3.2.

Quá trình cung cấp hơi:

Hệ thống nồi hơi đốt than hoặc dầu với áp suất tối đa là 10 bar, áp suất làm việc
trong khoảng 4-6 bar.Thiết bị cung cấp hơi là nồi hơi chạy bằng nhiên liệu hóa thạch (than
đá, ga), khí sinh học, hoặc bằng điện.Từ nồi hơi, hơi nước được dẫn trong các ống chịu áp
cung cấp cho các thiết bị cần gia nhiệt. Hiệu suất của nồi hơi, các chế độ vận hành, việc
bảo ôn cách nhiệt, việc tận thu và sử dụng nước ngưng có ý nghĩa lớn trong việc xem xét
hiệu quả của hệ thống cung cấp nhiệt trong nhà máy bia.
Khói thải nồi hơi có chứa CO, CO 2, NOx, SOx và bụi thải. Khói thải gây ra hiệu ứng
nhà kính, ô nhiễm không khí các khu vực lân cận.
1.2.3.3.

Quá trình cung cấp lạnh cho sản xuất:

Trong nhà máy bia các quá trình có sử dụng lạnh là quá trình làm lạnh dịch đường từ
khâu nấu, quá trình lên men, quá trình nhân và bảo quản giống men, quá trình làm lạnh bia
thành phẩm trong các bồn chứa bia thành phẩm, quá trình làm lạnh nước phục vụ lên men
và vệ sinh... Hệ thống máy lạnh với môi chất hiện nay thường sử dụng là ammoniac sẽ
làm lạnh glycol hoặc nước là các môi chất thứ cấp cho các thiết bị lên men và trao đổi
nhiệt.Việc tính toán công suất máy lạnh, thiết kế hệ thống cung cấp lạnh hợp lý sẽ đảm
bảo chi phí vận hành thấp, hiệu quả sản xuất cao.
1.2.3.4.

Quá trình cung cấp khí nén:

Khí nén được dùng trong nhiều quá trình trong nhà máy sản xuất bia. Khí nén được
cung cấp bởi máy nén khí , chứa sẵn trong các bình chứa. Máy nén khí tiêu tốn nhiều điện
năng, khí nén được dự trữ ở áp suất cao trong các balông chứa khí, rất dễ bị rò rỉ, hao phí
do thoát ra ngoài trên đường ống.
1.2.3.5.

Quá trình thu hồi và sử dụng CO2

Bao gồm balông chứa, thiết bị rửa, máy nén CO2 , thiết bị loại nước, lọc than hoạt
SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 20


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

tính, thiết bị lạnh, thiết bị ngưng tụ CO 2, 1 tank chứa CO2 , 1 thiết bị bay hơi CO2, hệ
thống đường ống, phụ kiện. Toàn bộ CO2 trong quá trình lên men sẽ được thu lại và sử
dụng cho việc bão hòa CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc.

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 21

Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

CHƯƠNG II: CÁC NGUỒN THẢI TỪ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ
2.1.

CÁC NGUỒN THẢI TỪ NHÀ MÁY BIA

2.1.1. Nước thải:
Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn một
lượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một lượng nước thải
lớn. Cụ thể như sau:
Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây ô nhiễm
nên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
• Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm
- Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu,
- Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch đường và thiết bị
tách bã.
Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã hoa, tinh bột,
các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…
• Nước thải từ công đoạn lên men:
Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã men, bia
cặn và các chất hữu cơ.
• Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết chai, đóng nắp,
thanh trùng. Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửa
chai và téc chứa. Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuất
bia.
Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ bao bì tái sử
dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…

• Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm lạnh có chứa
hàm lượng chlorit cao.
• Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này có lưu lượng
nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho các mục đích khác.
• Bên cạnh nước thải sản xuất, một nguồn ô nhiễm khác đó là nước thải sinh hoạt từ nhà
vệ sinh, nhà bếp phục vụ cán bộ công nhân viên. Nước thải này chủ yếu chứa các chất
gây ô nhiễm BOD, COD, SS, N, P, vi sinh vật ở mức trung bình, nếu nước thải này
không được xử lý thích đáng cũng gây ra những tác động xấu đến môi trường.
•

Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác, sự khác
nhau có thể chỉ là sự áp dụng phương pháp lên men nổi hay lên men chìm. Nhưng sự khác
nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, máy móc, nhà xưởng… Điều
đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà máy bia rất
khác nhau. Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ rửa tiết kiệm

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 22


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

nước thì lượng nước thấp, như ở Cộng Hoà Liên Bang Đức nước sử dụng và nước thải bia
như sau:
Định mức nước cấp: 4 – 8 m3/1000lít bia, tải lượng nước thải 2,5 – 6 m3/1000 lit bia.
Tải trọng BOD5: 3 – 6 kg/1000 lít bia; tỷ lệ BOD5/COD = 0,55 – 0,7.
Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau:

BOD5 = 1100 đến 1500 mg/l; COD = 1800 – 3000 mg/l;
- Tổng nitơ = 30 đến 100 mg/l; tổng photpho = 10 đến 30 mg/l.
-

Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của nhà máy
bia không thể thấp hơn 2 – 3 m3/1000 lít bia sản phẩm. Trung bình lượng nước thải ở nhiều
nhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm.
Rosenwinker đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máy
bia như bảng sau:
Bảng 2.1. Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia

Thông số
pH
BOD5
COD
SS
Nito tổng
Photpho tổng
Tải lượng
nước thải
Tải trọng ô
nhiễm

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
3

m /1000lít
bia
kgBOD5/100
0 lít bia

Nhà máy Nhàmáy
Nhà máy
I
II
III
5,7 – 11,7
1220
775
1622
1909
1220
2944
634
79,2
19,2
4,3
7,6
-

3,2

-

-

3,5

-

Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến đổi theo
chu kì và mùa sản xuất.
Bảng 2.2. Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002

TT
1
2
3
4
5
6
7

Chỉ tiêu
pH
Hàm lượng cặn lơ lửng, mg/l
BOD5, mg/l
COD, mg/l
Tổng Nitơ (TN)
Tổng Phốtpho (TP)
Coliform, MPN/100 ml

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 23

Nước thải trước xử lý
6-9,5
150-300
700-1500
850-1950
15-45
4,9-9,0
<10.000


Đồ án xử lý nước thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Ghi chú: Theo các 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...
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 lít nước thải/ lít
bia, phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất.
Do có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải sản xuất bia gây mùi
hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng. Mặt
khác, các muối nitơ, phốtpho... trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các
thuỷ vực. Vì vậy các loại nước thải này cần phải xử lý trước khi xả ra nguồn nước tiếp
nhận.
2.1.2.

Khí thải

 Bụi

Bụi có thể được tạo ra tại công đoạn tiếp nhận, vận chuyển và nghiền malt, nghiền
gạo đặc biệt là hệ thống nghiền khô. Trong phân xưởng nghiền, bụi có thể thu hồi bằng hệ
thống hút và lọc bụi. Bụi là thành phần giàu chất hòa tan, tuy nhiên chủ yếu là các chất có
thể gây ảnh hưởng xấu cho sản phẩm.
 Khí thải nồi hơi

Chủ yếu là khí thải phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu là dầu FO chạy nồi hơi.Các
chất ô nhiễm trong khí thải của lò hơi SO 2, NOx, CO, VOX. Do vậy, các nhà máy cần xây
dựng hệ thống xử lý khí thải nhằm đảm bảo chất lượng khí thải trước khi thải ra môi
trường bên ngoài.
 Khí CO2

Khí CO2 sinh ra ở công đoạn lên men nhưng khí này thường được thu hồi bằng hệ
thống thu hồi CO2 để làm nguồn cung cấp gas cho bia thành phẩm và bán để làm bình cứu
hỏa.
 Tác nhân lạnh

Hiện nay, các nhà máy đang sử dụng những loại tác nhân lạnh như NH 3, Glycol,
CFC.Tuy nhiên, người ta đã xác định được tác hại to lớn của CFC đến môi trường, đây là
khí gây hiệu ứng nhà kính và là tác nhân làm suy giảm tầng ozone vì vậy mà hiện nay CFC
được thay thế bằng các tác nhân lạnh khác.
 Khí thải từ nhà nấu

SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 24


Đồ án xử lý nước thải

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ ngày đêm

Trong quá trình đun sôi dịch đường, thành phần các chất dễ bay hơi trong dịch đường
và hoa houblon bay hơi thường tạo ra các mùi đặc trưng cho không gian xung quanh nhà
nấu. Để giảm lượng khí tạo ra từ nhà nấu, người ta có thể sử dụng các hệ thống ngưng tụ
hơi lắp đặt trên các nồi nấu và được nén lại nhờ các máy nén khí.

2.1.3.

Chất thải rắn

2.1.3.1. Chất thải rắn sinh hoạt:
Rác thải sinh hoạt sinh ra do các hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong
Nhà máy bao gồm 2 loại:
-

Loại cứng: vỏ đồ hộp, vật dụng, bao bì nhựa, thủy tinh…
Loại mềm: thức ăn thừa, vỏ trái cây, giấy, nilon…
2.1.3.2. Chât thải rắn công nghiệp:
Bảng 2.3. Thành phần và định mức CTR của công nghiệp sản xuất bia

Loại chất thải
Bã malt và hoa houblon
Men thừa
Cặn nóng
Cặn nguội
Cặn khoáng
Bụi malt
Nhãn/ giấy
Các chất bao gói



Lượng trung bình (kg/hl bia)
18,86
2,64
1,42
0,22
0,62
0,12
0,29
0,04

Bã malt và hoa houblon

Cứ 100 kg malt nghiền nhỏ có thể tạo ra 110 – 130 kg bã malt đại mạch có độ ẩm 70
– 80% hay khoảng 20 kg/100 lít bia thành phẩm. Vì vậy có thể ước lượng, hàng năm có
khoảng 200 tấn bã malt ẩm tương ứng với lượng bia thành phẩm là 1 triệu lít.
Bã malt với nhiều thành phần dinh dưỡng nên thường được dùng làm thức ăn gia súc.
Để tăng khả năng bảo quản thành phần sản phẩm phụ này và hạn chế chi phí cho vận
chuyển, người ta có thể sấy bã malt thành dạng khô.
Khác so với bã malt, bã hoa houblon sau quá trình đun sôi thường được loại bỏ, hiếm
khi người ta thu hồi bã hoa để tái sử dụng vào bất kì mục đích gì. Vì thế, hầu hết trong các
nhà máy bia, người ta thường nghiền nhỏ hoa hoặc sử dụng các chế phẩm hoa cao và hoa
viên để giảm nhân công cho công đoạn lọc bã hoa sau quá trình đun hoa. Sau đun hoa, bã
hoa sẽ được tách ra trong thiết bị lắng xoáy. Bao bì chứa các chế phẩm hoa như lon thiếc
hoặc giấy thiếc được gom tập trung để xử lý.
SVTH: Trần Trọng Tài
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Trang 25