Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sản xuất bia đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Hà Nội, ngày .... tháng ..... năm 2014
Ngƣời thực hiện


LỜI CẢM ƠN
Đề tài nghiên cứu: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải
sản xuất bia. Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và
thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà tại KCN
Tiên Sơn, Tỉnh Bắc Ninh” đƣợc hoàn thành với sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình
của TS. Đặng Xuân Việt, ngƣời đã theo sát, hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện
đào tạo Sau đại học, Viện công nghệ môi trƣờng, các Thầy, Cô trong viện đã quan
tâm và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cám ơn TS. Đặng Xuân Việt và toàn bộ học viên lớp Cao học
Quản lý tài nguyên và môi trƣờng 12BQLMT-HY đã động viên, góp ý, giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trƣờng, Trung tâm
Quan trắc và Bảo vệ Môi trƣờng Bắc Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban lãnh đạo công ty, nhà
máy bia Việt Hà đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận
văn.
Sau cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân và bạn bè
đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày .... tháng ..... năm 2014
Ngƣời thực hiện

MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................4
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................5
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................6
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................7
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ...........................9
1.1. Giới thiệu về ngành sản xuất bia ......................................................................9
1.1.1. Tình hình phát triển công nghiệp sản xuất bia trên thế giới .......................9
1.1.2. Tình hình phát triển công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam .....................10
1.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia ...................................................................11
1.2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia ...................................................................12
1.2.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất ............................................................13
1.3. Đặc trƣng nƣớc thải sản xuất bia ....................................................................17
1.3.1. Nguồn gốc nƣớc thải sản xuất ..................................................................17
1.3.2. Thành phần và tính chất nƣớc thải sản xuất bia .......................................20
1.3.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải sản xuất bia tới môi trƣờng.............................22
1.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bia .............................................................23
1.4.1. Các phƣơng pháp xử lý cơ học .................................................................23
1.4.2. Các phƣơng pháp xử lý sinh học ..............................................................23
1.4.3. Khử trùng nƣớc thải .................................................................................27
1.4.4. Xử lý bùn ..................................................................................................27
1.5. Một số mô hình xử lý nƣớc thải bia đang đƣợc ứng dụng tại Việt Nam ........28
CHƢƠNG II. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG NGỪA, GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
MÔI TRƢỜNG TẠI NHÀ MÁY BIA VIỆT HÀ.....................................................32
2.1. Giới thiệu chung về nhà máy bia Việt Hà tại KCN Tiên Sơn – Bắc Ninh .....32
2.1.1. Khái quát về Khu công nghiệp Tiên Sơn .................................................32
2.1.2. Giới thiệu nhà máy bia Việt Hà................................................................34

1


2.2. Công nghệ sản xuất của nhà máy ...................................................................36
2.2.1. Các loại nguyên liệu và hóa chất sử dụng của nhà máy...........................36
2.2.2. Công nghệ sản xuất của nhà máy bia Việt Hà .........................................37
2.3. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải nhà máy bia .............................41
2.3.1. Nguồn gốc phát sinh và tính chất nƣớc thải của nhà máy bia Việt Hà ....41
2.3.2. Đặc tính nƣớc thải phát sinh của nhà máy bia Việt Hà ............................41
2.3.3. Hiện trạng thu gom và xử lý nƣớc thải tại nhà máy bia Việt Hà .............43
2.4. Đề xuất giải pháp phòng ngừa và giảm thiểu ô nhiễm tại nhà máy bia Việt Hà
...............................................................................................................................46
2.4.1. Giải pháp quản lý .....................................................................................46
2.4.2. Giải pháp kỹ thuật ....................................................................................50
CHƢƠNG III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC
THẢI NHÀ MÁY BIA VIỆT HÀ TẠI KCN TIÊN SƠN, BẮC NINH ...................52
3.1. Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Hà .............52
3.2. Đề xuất phƣơng án nâng cao hiệu quả cho hệ thống xử lý nƣớc thải của Nhà
máy bia Việt Hà .....................................................................................................57
3.3. Tính toán kiểm tra lại các hạng mục công trình của hệ thống xử lý nƣớc thải
hiện có tại nhà máy ................................................................................................59
3.3.1. Bể điều hoà ...............................................................................................59
3.3.2. Bể UASB ..................................................................................................60
3.3.3. Bể Aeroten (Bể xử lý hiếu khí) ................................................................61
3.3.4. Bể lắng thứ cấp ........................................................................................65
3.3.5. Bể tiếp xúc khử trùng ..............................................................................69
3.3.6. Bể nén bùn ................................................................................................70
3.3.7. Máy ép bùn ...............................................................................................71
3.4. Giải pháp kỹ thuật cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải bia Việt Hà ...................73

3.4.1. Hố thu nƣớc thải .......................................................................................73
3.4.2. Bể điều hòa ...............................................................................................73
3.4.3. Bể UASB ..................................................................................................73

2


3.4.4. Bể Aeroten ................................................................................................73
3.4.5. Bể lắng thứ cấp .........................................................................................73
3.4.6. Bể nén bùn - Máy ép bùn .........................................................................73
3.5. Tính chi phí đầu tƣ cải tạo hệ thống xử lý nƣớc thải ......................................74
KẾT LUẬN ...............................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................76
PHỤ LỤC ..................................................................................................................78

3


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD5

Nhu cầu oxy hoá sinh học (5 ngày)

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

COD

Nhu cầu oxy hoá hóa học

NXB

Nhà xuất bản

KCN

Khu công nghiệp

QCVN

Quy chuẩn Việt nam

TSS

Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng

XHCN

Xã hội chủ nghĩa

4


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Tiêu hao nguyên nhiên liệu trong một nhà máy bia [14] ......................... 18
Bảng 1.2. Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải bia [15] ...................................................19
Bảng 1.3. Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải bia [18]...............................................21

Bảng 1.4. Đặc trƣng nƣớc thải tập trung của một số nhà máy bia [4] ......................22
Bảng 1.5: Thông số nƣớc thải nhà máy bia Sabmiller [10]. .....................................28
Bảng 1.6. Thông số nƣớc thải nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi [8]. .......................... 30
Bảng 1.7. Thông số nƣớc thải nhà máy bia Việt Nam [9]. .......................................31
Bảng 2.1. Chủng loại sản xuất của nhà máy bia Việt Hà [7]. ...................................35
Bảng 2.2. Nhu cầu sử dụng nhiên liệu của nhà máy bia Việt Hà [7]. ....................... 36
Bảng 2.3. Nhu cầu sử dụng nguyên liệu của nhà máy năm 2013 [7] ....................... 36
Bảng 2.4. Chất lƣợng nƣớc thải phát sinh tại nhà máy bia Việt Hà ......................... 42
Bảng 2.5. Chất lƣợng nƣớc thải đầu ra sau khi qua trạm xử lý nƣớc thải tập trung
của nhà máy bia Việt Hà ........................................................................................... 44
Bảng 2.6. Môt số giải pháp sản xuất sạch hơn .......................................................... 46
Bảng 3.1. Thông số chất lƣợng nƣớc thải tại hệ thống xử lý nƣớc thải ....................52
Bảng 3.2. Thông số của nƣớc thải sau bể UASB ......................................................61
Bảng 3.3. Thông số bể Aeroten.................................................................................64
Bảng 3.4. Các thông số thiết kế bể lắng thứ cấp ......................................................65
Bảng 3.5. Thông số bể lắng thứ cấp và bể thu bùn. ..................................................68

5


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia [14] ............................................................ 12
Hình 1.2. Nguồn nguyên liệu đầu vào và phát thải trong nhà máy bia [14] .............17
Hình 1.3. Bể xử lý hiếu khí [18] ...............................................................................24
Hình 1.4. Hệ SBR......................................................................................................25
Hình 1.5. Sơ đồ cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí [2]. ......................................25
Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất của nhà máy bia Sabmiller [10]29
Hình 1.7. Dây chuyền xử lý nƣớc thải nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi[8]. ..............30
Hình 1.8. Dây chuyền xử lý nƣớc thải nhà máy bia Việt Nam [9]. .......................... 31
Hình 2.1. Toàn cảnh KCN Tiên Sơn .........................................................................33

Hình 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy bia Việt Hà [1] ...............40
Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy bia Việt Hà hiện có............53
Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy bia Việt Hà cải tạo .............58

6


MỞ ĐẦU
Bia là một loại nƣớc giải khát có từ lâu đời. Hiện nay, nhu cầu sử dụng bia
trên thế giới và ở Việt Nam rất lớn vì bia đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu chính là
malt, gạo, hoa houblon, nƣớc; sau quá trình lên men tạo ra thức uống giải khát, mát,
bổ, có độ cồn thấp và có hƣơng vị đặc trƣng… Đặc biệt, CO2 bão hòa trong bia có
tác dụng giảm ngay cơn khát của ngƣời uống. Nhờ những ƣu điểm này mà bia đƣợc
sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng nhƣ hầu hết các nƣớc trên thế giới với sản lƣợng
ngày càng tăng.
Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành sản xuất có hiệu quả kinh tế cao và
tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách Nhà nƣớc. Ở nƣớc ta, các cơ cở sản xuất bia
phân bố trên khắp cả nƣớc, sản lƣợng bia tạo ra mỗi ngày khá cao, đi kèm với đó là
lƣợng nƣớc thải phát sinh mỗi ngày rất lớn, tuy nhiên phần lớn lƣợng nƣớc thải này
đều đƣợc thải trực tiếp ra hệ thống thoát nƣớc mà không qua xử lý, gây ô nhiễm
nguồn nƣớc mặt cũng nhƣ nguồn nƣớc ngầm ở nhiều địa phƣơng.
Hiện nay, tiêu chuẩn nƣớc thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 –
14 lít nƣớc thải/lít bia, lƣợng nƣớc thải này phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia
sản xuất. Nƣớc thải bao gồm nhiều loại đƣợc thải ra từ nhiều công đoạn khác nhau
trong quá trình sản xuất bia nhƣng chủ yếu là từ các phân xƣởng nấu, đƣờng hoá,
lên men, lọc, chiết bia. Dòng thải này chủ yếu là nƣớc rửa vệ sinh thiết bị, sàn nhà,
bom, keg. Nƣớc thải từ quá trình sản xuất bia có chứa hàm lƣợng lớn các chất lơ
lửng, COD và BOD5 cao, gây ô nhiễm môi trƣờng. Nƣớc thải không qua xử lý dƣới
tác động của điều kiện môi trƣờng, các vi sinh vật phân huỷ gây mùi hôi thối, làm
đục, phú dƣỡng hoá nguồn nƣớc, ô nhiễm hữu cơ gây ảnh hƣởng đến hệ thống cống

thoát, gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận, cảnh quan môi trƣờng và hệ sinh thái khu vực.
Vì vậy nƣớc thải này cần phải đƣợc xử lý trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Tiên Sơn là KCN tập trung đầu tiên của tỉnh Bắc Ninh, đóng vai trò quan
trọng trong việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế của tỉnh. Mặt khác, đây là KCN đa
ngành với nhiều loại hình sản xuất nhƣ: thiết bị điện, điện tử, cơ khí và đặc biệt là

7


thực phẩm. Trong vài năm vừa qua, đã có khá nhiều công ty thực phẩm lớn đầu tƣ
xây dựng nhà máy sản xuất vào KCN Tiên Sơn trong đó có nhà máy bia Việt Hà.
Các nhà máy sản xuất thực phẩm thải ra một lƣợng nƣớc thải rất lớn và có nồng độ
các chất ô nhiễm cao. Hiện nay, nhà máy bia Việt Hà đã xây dựng và đƣa vào vận
hành trạm xử lý nƣớc thải riêng của nhà máy với công suất 1200m3/ng.đ, tách biệt
với trạm xử lý nƣớc thải tập trung của cả KCN Tiên Sơn. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý
của hệ thống này chƣa hiệu quả, một số chỉ tiêu môi trƣờng chƣa đạt. Do đó, khi
lƣợng nƣớc thải chứa các thành phần ô nhiễm xử lý chƣa đạt đƣợc xả vào các kênh
tiêu thoát nƣớc xung quanh KCN đang làm ô nhiễm nguồn nƣớc trong khu vực.
Đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sản xuất
bia. Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thiết kế
cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Việt Hà tại KCN Tiên
Sơn, tỉnh Bắc Ninh” nhằm mục đích đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do
nƣớc thải tại nhà máy bia Việt Hà. Từ đó, đề xuất các giải pháp quản lý môi trƣờng
và nâng cao hiệu quả xử lý môi trƣờng cho nhà máy sản xuất bia Việt Hà, góp phần
vào công tác bảo vệ môi trƣờng trong khu vực KCN Tiên Sơn nói riêng và của tỉnh
Bắc Ninh nói chung.
Luận văn gồm các nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ sản xuất bia;
Chương 2: Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường
tại nhà máy bia Việt Hà;

Chương 3: Tính toán thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia
Việt Hà tại KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh.

8


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
1.1. Giới thiệu về ngành sản xuất bia
Bia là một lại nƣớc giải khát có từ lâu đời, khoảng 7000 năm trƣớc công
nguyên thì con ngƣời đã bắt đầu biết đến sản xuất bia.
Hiện nay nhu cầu uống bia của con ngƣời trên thế giới và ở Việt Nam đang
ngày càng tăng cao, bởi bia là một loại thức uống bổ mát, có độ cồn thấp, có hƣơng
vị đặc trƣng của hoa houblon và các sản phẩm trong quá trình lên men tạo ra. Đặc
biệt, CO2 bão hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của ngƣời uống,
nhờ đó mà bia đƣợc sử dụng rộng rãi, số lƣợng ngày càng tăng cao ở hầu khắp các
nƣớc trên thế giới.
1.1.1. Tình hình phát triển công nghiệp sản xuất bia trên thế giới
Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ các nƣớc Châu Âu nhƣ
Đức, Anh, Pháp … với nhu cầu tiêu thụ ngày càng nhiều nhƣ hiện nay, ngành sản
xuất bia đang chiếm vị trí quan trọng trong ngành công nghiệp trên thế giới.
Trong năm 2011, mức tiêu thụ bia toàn cầu đạt 188,78 tỉ lít, tăng 3,8% so với
năm 2010. Trong đó, lƣợng tiêu thụ của Châu Á đứng đầu thế giới ở mức 66,2 tỉ lít,
tiếp đó là thị trƣờng truyền thống - Châu Âu ở mức 51,2 tỉ lít. Khu vực Trung Đông
là khu vực tiêu thụ ít nhất, chỉ đạt 1,4 tỉ lít dù dân số bằng ½ so với Châu Âu. Các
khu vực Mĩ La Tinh, Bắc Mĩ, Châu Phi và Châu Đại Dƣơng đạt 30,8; 26,1; 10,8 và
2,2 tỉ lít. Tổng thu nhập của thị trƣờng bia năm 2011 đạt 500,24 tỉ đô la Mĩ [3].
Trung Quốc, với dân số lớn nhất thế giới, năm thứ 9 liên tiếp là nƣớc tiêu thụ
bia nhiều nhất trên thế giới (48,9 tỉ lít), tăng trƣởng 10,7%. Tuy gặp khủng hoảng
kinh tế nhƣng Mĩ vẫn giữ vị trí thứ 2, đạt mức 23,9 tỉ lít và Brazil, 12,6 tỉ lít đứng
thứ 3. Điểm đáng chú ý là trong top 10 bao gồm cả các quốc gia phát triển nhƣ: Mĩ,

Nga, Nhật, … và các nền kinh tế mới nổi nhƣ: Trung Quốc, Brazil [3].
Mặc dù đứng đầu thế giới về tổng sản lƣợng tiêu thụ bia, tuy nhiên Châu Á
lại thua xa các đại diện đến từ Châu Âu khi mà top 10 các quốc gia đứng đầu về
lƣợng tiêu thụ bình quân chịu sự thống trị bởi các quốc gia Châu Âu. Năm thứ 19
liên tiếp, CH Séc đứng đầu đạt mức 158,6 lít/1 ngƣời, tiếp đó là Ireland (131,1 lít)
và Đức (110 lít). Châu Á chỉ có hai nƣớc duy nhất lọt top 50 đó là Nhật (41 lít) và

9


Trung Quốc (50 lít). Các nƣớc Đông Nam Á nhƣ Việt Nam, Thái Lan đạt mức tiêu
thụ bình quân ở mức trung bình của thế giới (~27 lít/1 ngƣời) và cách xa khu vực
top 50 [3].
Có nhiều hãng bia hàng đầu thế giới nhƣ:
- Anheuser busch (Mỹ);
- Heineken (Hà Lan);
- Miller (Mỹ);
- Kirin (Nhật);
- Foster’s (Úc);
- Danone (Pháp);
- Carlsberg (Đan mạch)...
1.1.2. Tình hình phát triển công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam
Bia đƣợc đƣa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của nhà máy
bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội. Đi đôi với sự phát triển kinh tế, ngƣời dân có
thu nhập ngày càng cao thì nhu cầu sử dụng các nƣớc giải khát cũng nhƣ bia cũng
ngày càng nhiều. Nhiều nhà máy sản xuất bia đƣợc xây dựng bằng kinh phí của nhà
nƣớc, tƣ nhân hoặc đầu tƣ nƣớc ngoài để đáp ứng nhu cầu của ngƣời tiêu dùng.
Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển của nhiều nhiều ngành
công nghiệp sản xuất khác nhƣ: Vỏ lon, nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại
nút chai…

Ở Việt Nam, trong dòng thức uống có cồn, bia đƣợc tiêu thụ nhiều nhất,
chiếm khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lƣợng. So với các nƣớc trong
khu vực nhƣ Thái Lan, Singapore... Việt Nam có GDP bình quân đầu ngƣời thấp
hơn nhiều nhƣng mức tiêu thụ bia lại cao hơn. Năm 2011, Việt Nam tiêu thụ 2,6 tỷ
lít, Thái Lan: 1,8 tỷ lít, Singapore: 108 triệu lít [3].
Mƣời năm qua, thị trƣờng bia Việt Nam tăng trƣởng mạnh, hàng năm từ 9 đến
11%; dự báo từ 2012 đến 2015, mức tăng trƣởng lên đến 15%. Năm 2001, sản lƣợng
bia Việt Nam là 817 triệu lít, đứng thứ 29 trên thế giới, đến năm 2011 đạt 2.780 triệu
lít, vƣơn lên vị trí thứ 13. Trong khu vực châu Á, thị trƣờng bia Việt Nam năm 2004
xếp vị trí thứ 8, hiện nay đứng thứ 3 chỉ sau Trung Quốc, Nhật Bản [16].

10


Dự báo năm 2015, Việt Nam sẽ tiêu thụ khoảng 4 đến 4,4 tỷ lít bia, bình
quân 45 đến 47 lít/ngƣời/năm, các nhà đầu tƣ sản xuất bia vẫn đang tăng tốc để đáp
ứng nhu cầu thị trƣờng. Hiện nay bình quân đầu ngƣời uống 30 lít bia/năm, các nhà
đầu tƣ kỳ vọng con số này sẽ tăng lên 60 đến 70 lít bia/năm trong thời gian tới [19].
Việt Nam có hơn 400 nhà máy bia. Những tỉnh, thành phố tập trung năng lực
sản xuất bia là TP. HCM chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất, TP. Hà Nội: 13,44%,
TP. Hải Phòng: 7,47%, Hà Tây: 6,1%, Tiền Giang: 3,79% [20].
Các nhà máy bia đƣợc xây dựng từ lâu và có thƣơng hiệu nổi tiếng nhƣ
Halico và Sabeco, có các nhãn hàng đƣợc dân địa phƣơng ƣu tiên chọn lựa nhƣ: Bia
Hà Nội là sự lựa chọn hàng đầu của ngƣời Hà Nội (87,8%) và bia 333 là loại bia
đƣợc uống nhiều nhất tại TP. HCM (92,4%). Còn Heineken, một nhãn hàng đƣợc
lựa chọn phổ biến trên khắp các tỉnh thành [16].
Với sự xuất hiện của nhiều nhà máy sản xuất bia nhƣ vậy, lƣợng chất thải
phát sinh trong quá trình sản xuất bia cũng không ngừng tăng lên. Bên cạnh đó còn
có nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp khác đã
làm cho môi trƣờng ô nhiễm ngày càng nặng nề và trở thành vấn đề tâm điểm của

toàn xã hội. Việc nghiên cứu, thiết kế ra các hệ thống xử lý nƣớc thải cho các nhà
máy sản xuất bia đạt yêu cầu của quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng trƣớc khi xả thải ra
môi trƣờng là một yêu cầu cấp thiết, là hành động thiết thực đối với môi trƣờng,
đảm bảo cho sự phát triển bền vững của con ngƣời cũng nhƣ sự sống trên trái đất.
1.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia
Bia đƣợc sản xuất theo hai phƣơng pháp lên men cơ bản [19]:
+ Phƣơng pháp sản xuất truyền thống;
+ Phƣơng pháp sản xuất hiện đại.
- Sản xuất theo phƣơng pháp truyền thống, quá trình lên men bắt buộc phải
qua những giai đoạn chủ yếu nhƣ:
+ Đƣờng hóa tinh bột thành nhờ enzyme amylase của malt hoặc amylase của
vi sinh vật (nếu sử dụng nguồn tinh bột thay thế malt).
+ Lên men chính, lên men phụ
+ Lọc bia, chiết bia và tạo sản phẩm.

11


- Sản xuất theo phƣơng pháp lên men hiện đại, các quá trình cũng tƣơng tự
nhƣ len men truyền thống nhƣng nhờ có máy móc thiết bị hiện đại, con ngƣời điều
khiển quá trình lên men chính, phụ xem kẽ và cuối cùng toàn bộ hệ thống đƣợc lên
men phụ. Hiện nay, quá trình lên men phụ vẫn đƣợc áp dụng sản xuất và phát triển
mạnh mẽ ở nhiều nƣớc trên thế giới.
1.2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
Malt
Gạo
-

CHUẨN BỊ
Nghiền

Bụi
Tiếng ồn

Đƣờng
Nƣớc
Hoa Houplon
Điện
Hơi

-

NẤU
Hồ hóa, đƣờng hóa
Lọc dịch đƣờng
Nấu hoa
Lắng nóng

Nƣớc thải
Bã hèm
Nhiệt
Mùi

Men
Nƣớc
Điện

-

LÊN MEN

Làm lạnh
Lên men chính
Lên men phụ

Men
Khí CO2
Nƣớc thải

-

HOÀN THIỆN
Lọc bia
Ổn định, bão hòa CO2
Pha bia
Lọc vô trùng

Điện

Bột trợ lọc
CO2
Nƣớc
Điện

Vỏ chai, lon, keg
Nhãn mác
Nƣớc
Hóa chất
Hơi
Điện

ĐÓNG CHAI, LON, KEG
VÀ THANH TRÙNG

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia [14]

12

Nƣớc thải
Bột trợ lọc
Men

Nƣớc thải
Chai vỡ
Nhãn mác hỏng


1.2.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất

 Chuẩn bị
Nhập liệu: Nguyên liệu malt và gạo từ kho chứa sẽ đƣợc hút lên phân xƣởng
nấu bằng hệ thống khí động, đƣợc bộ phận cân định lƣợng phân phối vào các hầm
chứa.
Lọc bụi bằng cyclon: nguyên liệu từ hầm chứa sẽ đƣợc chuyển xuống phễu
nhập liệu, sau đó hệ thống quạt sẽ hút nguyên liệu lên cyclon rồi đƣa đến thùng
chứa trung gian, khi đó một phần tạp chất lẫn vào trong quá trình vận chuyển đã
đƣợc 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 nhƣ: vỏ bao, rác, rơm rạ sẽ bị loại bỏ khỏi nguyên liệu.
Sàng tách sạn: để đảm bảo loại đƣợc hết các tạp chất có hại cho các quá
trình tiếp theo, nguyên liệu sẽ tiếp tục đƣợc chuyển xuống máy sàng tách sạn. Tại

đây, các tạp chất có kích thƣớc nhỏ nhƣ: sạn, đất, cát sẽ bị loại bỏ khỏi nguyên liệu.
Nghiền: nguyên liệu sau khi qua máy sàng tách sạn sẽ đƣợc chuyển đến hệ
thống cân định lƣợng, 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 phƣơng pháp nghiền khô.

 Nấu
Hồ hóa, đường hóa
Nguyên liệu sau khi xay nghiền đƣợc hòa trộn với nƣớc theo tỷ lệ nhất định
và đƣợc chuyển tới thiết bị hồ hóa và đƣờng hóa. Bằng cách điều chỉnh hỗn hợp
nguyên liệu ở các chế độ thích hợp (Nhiệt độ, thời gian, pH), hệ enzym có sẵn trong
nguyên liệu hoặc enzym đƣợc bổ sung từ nguồn bên ngoài chuyển hóa các chất dự
trữ có trong nguyên liệu thành dạng hòa tan. Các enzym thủy phân tinh bột tạo
thành các loại đƣờng dễ lên men và các dẫn xuất có phân tử lƣợng thấp hơn của tinh
bột. Các enzym thủy phân các chất xenlulose cũng đƣợc phân hủy một phần thành
các chất hòa tan. Dịch sau khi đƣờng hóa đƣợc tách khỏi bã qua máy lọc.

13


Lọc dịch đường: Hèm đƣợc đƣa qua máy lọc nhằm tách bã hèm ra khỏi nƣớc
nha. Thiết bị lọc dịch đƣờng phổ biến có 2 loại là nồi lọc lắng và máy ép lọc khung
bản.
Vệ sinh: sau mỗi mẻ, vệ sinh các bản mỏng bằng cách xịt nƣớc 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 nƣớc thƣờng.
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 đƣờng ngọt để biến đổi thành
dịch đƣờng có vị đắng và hƣơng thơm dịu của hoa. Ổn định thành phần của dịch

đƣờng, tạo cho bia mùi vị của houblon, làm cho dịch đƣờng 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 đƣờng.
Phƣơng pháp đun: dịch đƣờng sau khi lọc đƣợc đƣa lên bồn chứa trung gian
để tạm giữ. Sau đó đƣợc bơm xuống nồi đun sôi và đƣợc nâng nhiệt độ lên 100 oC
trong khoảng 30 phút. Sau khi bơm hết dịch đƣờng 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 đƣờng. 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 đƣờng 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
trƣờng cho nấm men phát triển, tăng sinh khối khi lên men, sau đó đun sôi thêm 20
phút rồi tiến hành kiểm tra mẫu trƣớc khi bơm qua phân xƣởng 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 ± 10 oC, mở van xả xút
và tráng bằng nƣớc thƣờng, trung hòa bằng xút và sau cùng rửa lại bằng nƣớc
thƣờng.

14


Lắng cặn: Nƣớc nha thu đƣợc sau quá trình houblon hoá chứa các chất cặn
nhƣ: tủa protein với tannin, polyphenol, chất đắng…Các chất cặn này không gây
ảnh hƣởng 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 đƣờng. 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 nƣớc nóng 950C để xả cặn đi. Sau
mỗi tuần tiến hành tẩy rửa. Cuối cùng trƣớc khi vào mẻ mới phải tráng lại bằng

nƣớc nóng.

 Lên men
Làm lạnh và bổ sung oxy: Dịch đƣờng sau khi lắng có nhiệt độ khoảng 95oC
đƣợc làm lạnh đến nhiệt độ xuống còn 8oC (đối với men cũ) hay 15oC (đối với men
mới). Bổ sung oxy với nồng độ 6 – 8mg O2/l. Quá trình làm lạnh nhanh đƣợc thực
hiện trong các thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất làm lạnh và nƣớc lạnh 1-2 oC.
Chuẩn bị men giống: nấm men đƣợc nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, sau
đó đƣợc nhân trong các điều kiện thích hợp để đạt đƣợc mật độ nấm men cần thiết
cho lên men.
Lên men chính: Mục đích của quá trình là chuyển hóa các chất hòa tan trong
dịch đƣờng thành C2H5OH, CO2 và các sản phẩm phụ khác (sinh tổng hợp trong
quá trình hoạt động sống của tế bào nấm men). Quá trình lên men chính đƣợc tiến
hành trong điều kiện nhiệt độ 6 – 8oC.
Dịch đƣờng đƣợc 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 phù hợp. Công nghệ lên
men trong phòng lạnh hiện nay không còn phổ biến do tiêu tốn nhiều năng lƣợng
cho việc chạy lạnh cho phòng lên men và khó khăn cho việc thao tác vận hành.
Ngày nay việc lên men phổ biến đƣợc tiến hành trong các tank liên hoàn đƣợc 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 đƣợc thu hồi. Trong trƣờng hợp lên men chìm, sau khi kết thúc lên men chính,

15


nấm men kết lắng dƣới đáy các tank lên men và đƣợc lấy ra ngoài gọi là men sữa.
Nấm men sẽ đƣợc lấy một phần để tái sử dụng cho lên men các tank tiếp theo hoặc
đƣợc thải bỏ. Trong trƣờng hợp nấm men nổi, nấm men tập trung trên bề mặt và
cũng đƣợc tách một phần ra khỏi dịch lên men.

Thời gian lên men: 7 – 12 ngày.
Quá trình lên men chính kết thúc khi hàm lƣợng đƣờng trong bia non còn lại
khoảng 30 – 35% so với nồng độ ban đầu.
Thiết bị dùng làm lên men chính rất đa dạng. Trƣớc đây ngƣời ta thƣờng
dung thùng gỗ sồi, thùng nhôm, xây bể xi măng cốt thép ở điều kiện hở. Ngày nay,
ngƣời ta thƣờng lên men trong các thiết bị kín đƣợc gia công bằng thép không gỉ.
Thùng có thân hình trụ, đáy hình nón với góc vát tạo thành 70o.
Lên men phụ: Dịch sau khi kết thúc quá trình lên men chính đƣợc chuyển
sang giai đoạn lên men phụ để hoàn thiện chất lƣợng bia (tạo hƣơng và vị đặc
trƣng). Quá trình lên men này diễn ra rất chậm, tiêu hao một lƣợng đƣờng không
đáng kể, bia đƣợc lắng trong và bão hòa CO2. Thời gian lên men từ 14 – 21 ngày
hoặc hơn tùy thuộc vào yêu cầu của từng chủng loại.
Vệ sinh thùng chứa bia: xả nƣớc cho sạch men, cáu cặn trong thùng, sau đó rửa
với xút. Xả sạch xút bằng nƣớc rồi dùng chất tiệt trùng, và xả sạch nƣớc tiệt trùng.

 Hoàn thiện
Lọc bia: Khi sản xuất loại bia nào, ngƣời ta chuẩn bị lƣợng nƣớc 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 sau khi tàng trữ vẫn còn đục, lƣợng tế bào nấm men còn nhiều vì vậy,
mục đích của quá trình lọc bia là làm bia trong.
Bia trƣớc khi lọc đƣợc 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 trƣớc 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 nƣớc nóng 85 0C, trung
hoà bằng acid nitric 0,3% ở 850C trong 15 phút.

16

Hoàn thiện sản phẩm: Bia có thể đƣợc lọc hoặc xử lý qua một số công đoạn
nhƣ: 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
địch tăng tính ổn định của bia ngƣời ta có thể sủ dụng thêm các enzym hoặc chất
bảo quản đƣợc 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 lƣợng. Trong quá trình pha bia luôn yêu cầu nƣớc tiêu
chuẩn cao trong đó hàm lƣợng oxy hòa tan dƣới 0,05ppm.
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 nhƣ ở đƣờng ống qua thiết
bị lọc, bia bị mất một lƣợng CO2 khá lớn. Muốn cho bia thành phẩm có đủ lƣợng
CO2 cần thiết thì sau quá trình lọc, bia phải qua thiết bị nén. Sau khi bão hoà CO 2
xong, bổ sung thêm acid ascorbic, collpulin làm tác nhân chống oxi hoá. Các dụng
cụ chứa bia đƣợc 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 lƣợng trong thời gian bảo hành.
1.3. Đặc trƣng nƣớc thải sản xuất bia
1.3.1. Nguồn gốc nước thải sản xuất

Hình 1.2. Nguồn nguyên liệu đầu vào và phát thải trong nhà máy bia [14]

17


Các nhà máy bia định mức việc tiêu hao tài nguyên và phát thải dựa trên sản
lƣợng bia (tính trên 1 hecto lít bia). Trong bảng 1 là các mức tiêu hao cho 3 loại
công nghệ (truyền thống, trung bình và công nghệ tốt nhất) và mức tiêu hao trong
các nhà máy bia ở Việt Nam.
Nhà máy bia truyền thống sử dụng công nghệ cũ, quy mô nhỏ, đƣợc đầu tƣ

vào thời kỳ mà các công nghệ mới chƣa phát triển và có thể tìm thấy ở nhiều nơi
trên thế giới. Các công nghệ này vẫn đƣợc duy trì ở các nƣớc có giá năng lƣợng
tƣơng đối rẻ, quy định về bảo vệ môi trƣờng không quá nghiêm ngặt.
Bảng 1.1. Tiêu hao nguyên nhiên liệu trong một nhà máy bia [14]
CN truyền

CN trung

CN tốt

Mức hiện

thống

bình

nhất

tại ở VN

kg

18

16

14

14 - 18

MJ

390

250

150

200 – 350

lít

11

7

3

3,6 – 8,5

Điện

KWh

20

16

7 – 12

7,5 – 20

Nƣớc

m3

2,0 – 3,5

0,7 – 1,5

0,4

0,6 – 2,0

NaOH

kg

0,5

0,25

0,1

0,2 – 0,6

Bột trợ lọc

g

570

255

80

100 – 400

Tên tài nguyên
Malt/nguyên

liệu

ĐVT

thay thế
Nhiệt
Nhiên

liệu

theo dầu FO)

(tính

Trong công nghiệp sản xuất bia, lƣợng nƣớc thải đƣợc tạo ra tƣơng đối
nhiều. Nƣớc thải có có các thông số BOD5, COD, TSS, độ đục, chỉ số vi sinh vật
cao, hàm lƣợng các chất hữu cơ lớn, chất cặn bã và các hóa chất dùng rửa thiết bị
trong quá trình sản xuất. Các chất hữu cơ thƣờng tồn tại dƣới dạng lơ lửng hoặc
dạng hòa tan.

Nƣớc thải trong nhà máy sản xuất bia bao gồm các nguồn:
- Nƣớc dùng cho quá trình làm lạnh, nƣớc ngƣng trong quá trình nấu.
- Nƣớc thải ra trong quá trình rửa chai, bom bia …, nƣớc thải có tính kiềm
hoặc axit tùy thuộc vào loại chất cơ sở dùng để tẩy nấu. Về nguyên lý, chai đƣợc

18


đóng để rửa qua các bƣớc: rửa với nƣớc nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng
(1 – 3% NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai, sau đó rửa sạch
bằng nƣớc nóng và nƣớc lạnh. Do đó, nƣớc thải của quá trình rửa chai có độ pH lớn
và làm cho dòng thải chung có tính kiềm.
- Nƣớc thải lọc bã hèm là loại nƣớc thải ô nhiễm khá mạnh. Nƣớc thải phát
sinh từ công nghệ lọc phèn nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất hữu cơ,
chất cặn bã hèm, các vi sinh vật.
- Nƣớc thải lọc dịch đƣờng: thƣờng bị nhiễm bẩn hữu cơ. Lƣợng Gluco trong
nƣớc thải này ở mức cao, là môi trƣờng thuận lợi cho sự phát triển của các vi sinh
vật. Ngoài ra, nƣớc thải lọc đƣờng có độ đục và độ màu khá cao.
- Nƣớc thải của các thiết bị giải nhiệt đƣợc coi là sạch nhƣng có nhiệt độ cao
40 – 45oC, có thể có chứa một hàm lƣợng dầu mỡ không đáng kể.
- Nƣớc sử dụng để vệ sinh sàn, các thiết bị nấu, bể lên men…, chiếm một tỷ
lệ lớn. Nƣớc thải từ nguồn này chứa hàm lƣợng chất hữu cơ cao, chủ yếu ở dạng
keo hoặc hòa tan và đây là nguồn ô nhiễm nƣớc thải chính. Loại nƣớc này từ bộ
phận nấu và từ hầm lên men. Nƣớc từ bộ phận nấu chủ yếu là nƣớc vệ sinh thùng
nấu, bể chứa, sàn nhà nên chứa nhiều bã malt, tinh bột, các chất hữu cơ. Nƣớc thải
từ hầm lên men là nƣớc vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa, đƣờng ống, sàn
nhà, xƣởng… có chứa bã men và các chất hữu cơ.
- Nƣớc sinh hoạt trong công ty bao gồm nƣớc thải sinh hoạt của công nhân
viên nhƣ nƣớc tắm rửa thải từ nhà vệ sinh.
- Ngoài ra, bia rơi vãi trong quá trình chiết bia thải ra sau quá trình lọc cũng

góp phần gây ô nhiễm môi trƣờng.
Bảng 1.2. Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải bia [15]
TT
1

Đặc điểm

Nguồn thải
Từ công đoạn nấu, đƣờng hóa:

Chứa nhiều các hợp

Rửa thiết bị nấu

chất hữu cơ (tinh

Rửa thiết bị lọc

bột, đƣờng)

19

%
thải

18

Ghi chú

2

Nƣớc thải từ quá trình lên men: pH = 5 – 6
Nƣớc rửa thiết bị (nồi nấu đƣờng Chứa tinh bột, bã
hóa, thiết bị lên men)

hoa, bia dƣ, chất tẩy

15

rửa…
3

Nƣớc thải từ công đoạn chiết bia:

Trong

- Nƣớc thải từ quá trình rửa chai, Độ pH cao, 8,5 – 12

có khoảng

thùng bia;

Lẫn sản phẩm bia

- Nƣớc thải từ quá trình làm lạnh;

trong quá trình rửa

30

- Nƣớc thải dung dịch xút loãng Giấy nhãn chai
sau khi rửa.
4

Các chất rắn lơ lửng

đó

75% nƣớc
thải

quá

trình

làm

lạnh

Nƣớc thải sinh hoạt từ khu nhà Trong đó nƣớc thải
bếp, vệ sinh.

khu vệ sinh đã đƣợc

25

qua xử lý tự hoại
5

Nƣớc mƣa và nƣớc chảy tràn bề Chứa nhiều cặn lơ
mặt

lửng và chất hữu cơ
do dòng chảy bề mặt

Không
12

thƣờng
xuyên

mang theo
1.3.2. Thành phần và tính chất nước thải sản xuất bia
Nƣớc thải từ nhà máy sản xuất bia thƣờng chứa các chất hữu cơ protein và
cacbonateous cao.
 Chứa nồng độ cao chất hữu cơ do bã nấu, bã hèm, men, hèm loãng, bia dƣ
rơi rớt, rò rỉ vào nƣớc thải.v.v.. Các chất hữu cơ trong nƣớc thải bia thƣờng ở dạng
lơ lửng lẫn dạng hoà tan, chủ yếu gồm các thành phần: đƣờng, bột hoà tan, ethanol,
các axit béo dễ bay hơi,… nên dễ phân huỷ sinh học và thƣờng có tỉ lệ BOD/COD =
0,6 – 0,7.
 Lƣợng chất rắn lơ lửng cao do máy rửa lọc, rửa chai...
 Nhiệt độ cao.
 Độ pH trong nƣớc thải bia dao động lớn do cặn xút, axit tháo xả của các hệ
thống rửa chai, rửa nồi, rửa két, tráng, rửa thiết bị, … thông thƣờng pH = 3-12.

20


 Nƣớc thải thƣờng có màu xám đen.

 Nƣớc thải bia còn chứa lƣợng Nitrogen và Phostpho do men thải, các tác
nhân trong quá trình làm sạch thất thoát, chất chiết từ malt và các nguyên liệu phụ.
Bảng 1.3. Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải bia [18]
Thông số

Đơn
vị

Lƣu lƣợng

Mức hiện tại ở

Nồng độ

Hàm lƣợng

-

2-8 lít nƣớc thải/L bia

-

Việt Nam

COD

mg/l

2000 - 6000

0,5-3 kg COD/100L bia

1700-2200

BOD5

mg/l

1200 - 3600

0,2-2 kg BOD/100L bia

900-1400

TSS

mg/l

200 - 1000

0,1-0,5 kg TSS/100L bia

500-600

C

18 - 40

-

-

pH

-

4,5-12

-

6-8

N

mg/l

25-80

-

30

P

mg/l

10-50

-

22-25

Nhiệt độ

o

Do khác nhau về công nghệ sản xuất, đặc tính nƣớc thải của các nhà máy bia
Việt Nam ít nhiều có khác so với nƣớc thải của các nhà máy bia các nƣớc tiên tiến
trên thế giới. Thƣờng lƣu lƣợng nƣớc thải của các nhà máy bia Việt Nam lớn hơn
khá nhiều so với các nƣớc tiên tiến, còn thành phần ô nhiễm hữu cơ (BOD, COD)
thƣờng thấp hơn ít nhiều do đƣợc pha loãng bởi lƣợng nƣớc sử dụng lớn. Các nguồn
thải gây ô nhiễm chủ yếu là nƣớc vệ sinh các thiết bị nấu, lọc, lên men …, nƣớc thải
trong quá trình rửa chai, thùng chứa bia…
Quá trình sản xuất bia sử dụng nhiều nƣớc tạo nên một lƣợng lớn nƣớc xả
vào môi trƣờng. Với công nghệ sản xuất bia hiện nay, lƣợng nƣớc thải trung bình là
10 – 15 m3 nƣớc thải/1000 lít bia thành phẩm. Theo số liệu thống kê của nhiều cơ
sở sản xuất, lƣợng nƣớc thải theo định mức là rất khác nhau, trung bình gấp 8 – 15
lần lƣợng bia thành phẩm. Đặc trƣng của nƣớc thải sản xuất bia là biến đổi theo
mùa, theo ngày, theo ca sản xuất. Thành phần nƣớc thải cũng biến đổi rõ rệt theo
mục đích sử dụng, trong đó nƣớc làm mát chiếm 25 – 30% có thể thu hồi tái sử

21


dụng. Nƣớc thải từ quá trình rửa thiết bị nấu, đƣờng hóa, lọc, chiết chai… có hàm
lƣợng ô nhiễm cao.
Đặc trƣng nƣớc thải của một số cơ sở sản xuất bia ở Việt Nam nhƣ sau:
Bảng 1.4. Đặc trƣng nƣớc thải tập trung của một số nhà máy bia [4]
Tên cơ sở
Công ty bia

Hà Nội
Công ty bia
Việt Hà
Công ty bia
Đông Nam
Nhà máy bia
Capital
Xƣởng bia vi
sinh I

Năng suất

COD

BOD5

T– N

T–P

SS

Tr.lít/năm

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

50

1305

948

15

4,5

226

7,15

0,73

14

853

526

2,7

5,25

337

9,25

0,62

12

1374

1055

6

3

356

5,54

0,78

2,5

1042

745

-

-

199

7,03

0,71

0,5

1004

873

-

-

241

6,15

0,87

pH

BOD/
COD

Qua bảng trên có thể thấy hàm lƣợng các chỉ tiêu ô nhiễm BOD, COD, chất

rắn lơ lửng trong nƣớc thải các cơ sở sản xuất bia đều cao, vƣợt tiêu chuẩn thải cho
phép nhiều lần. Nguyên nhân ô nhiễm chủ yếu là do các nhà máy bia ở Việt Nam
không phân luồng dòng chảy mà tập trung tất cả các dòng thải cả ô nhiễm nặng và ô
nhiễm nhẹ nên mức độ ô nhiễm giảm đi.
Mặt khác, công nghệ sản xuất bia tại các nhà máy bia Việt Nam nói chung là
tƣơng đối lạc hậu nên định mức nƣớc cấp cho 1 lít bia thành phẩm cao hơn 2 – 3
lần, do đó lƣợng nƣớc thải lớn hơn và nồng độ các chất ô nhiễm không quá cao.
1.3.3. Ảnh hưởng của nước thải sản xuất bia tới môi trường
Hoạt động sản xuất bia có mức ô nhiễm hữu cơ cao nguyên nhân chủ yếu của
sự ô nhiễm này là do các chất có nguồn gốc hữu cơ hòa tan trong dòng thải. Không
những vậy, nƣớc thải sản xuất ngành bia có độ đục, độ màu cao, hàm lƣợng các chất
lơ lửng cao và có chứa nhiều vi sinh vật, nấm men, nấm mốc.

22


Các chất độc có trong nƣớc thải gây ảnh hƣởng trực tiếp tới hệ động thực vật
dƣới nƣớc và hệ sinh thái thủy vực. Chúng không những làm chết các loài thủy sinh
mà còn làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận.
Hàm lƣợng các chất hữu cơ cao sẽ làm tăng các chất dinh dƣỡng có trong
nguồn nƣớc, gây hiện tƣợng phú dƣỡng, tạo điều kiện cho sự phát triển của các loài
rong, tảo.
Mặt khác, sự tăng cao hàm lƣợng các chất hữu cơ có trong nƣớc thải gây hiện
tƣợng tắc nghẽn các đƣờng ống thoát nƣớc chung của khu vực. Sau thời gian tích tụ
lâu ngày trong môi trƣờng yếm khí, các chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật
hoại sinh gây mùi hôi thối. Các khí sinh ra điển hình H2S, CO2, CH4, …
Ngoài ra, trong quá trình rửa chai, thiết bị, nƣớc thải sản xuất ngành bia còn
phát sinh một số kim loại nặng và các chất độc khác có trong nhãn chai.
1.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bia
1.4.1. Các phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học nhằm tách các chất rắn lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nƣớc thải.
Xử lý cơ học là bƣớc ban đầu cho xử lý sinh học. Trong xử lý nƣớc thải bia, thông
thƣờng có thể áp dụng các thiết bị nhƣ: song chắn rác, lƣới lọc, bể điều hoà [17].
- Song chắn rác;
- Lƣới lọc;
- Bể điều hoà;
- Bể tuyển nổi.
1.4.2. Các phương pháp xử lý sinh học
Đối với nƣớc thải bia, phƣơng pháp sinh học là phƣơng pháp cho hiệu quả tối ƣu
và đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Trong xử lý sinh học có ba phƣơng pháp chính:
- Xử lý hiếu khí,
- Xử lý kỵ khí,
- Xử lý chất dinh dƣỡng (N,P).

23