Công nghệ xử lý nước thải trong nhà máy Bia

Công nghệ xử lý nước thải trong nhà máy Bia
I.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bia là một trong những đồ uống lâu đời nhất thế giới. Lịch sử bia có niên

đại đến 6000 năm TCN. Cho đến ngày nay, nhu cầu bia trên thế giới cũng như ở
Việt Nam rất lớn, vì bia là một loại thức uống mát, bổ, có độ cồn thấp, có độ mịn
xốp, có hương vị đặc trưng… Đặc biệt, CO 2 bão hòa trong bia có tác dụng làm
giảm nhanh cơn khát của người uống. Nhớ những ưu điểm kể trên mà bia được sử
dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới và sản lượng ngày càng tăng.
Ngành bia Việt Nam có lịch sử và truyền thống trên 100 năm với hai nhà máy
bia đầu tiên của Pháp xây dựng ở phía Bắc và phía Nam từ những năm 1890. Đến
nay, ngành bia đã phát triển thành một ngành kinh tế mạnh của đất nước với hơn
400 nhà máy bia và 30 thương hiệu bia quốc tế, đóng góp tích cực cho ngân sách
nhà nước, giải quyết việc làm cho một lượng lớn người lao động .
Theo báo cáo của Bộ Công Thương, Việt Nam nằm trong danh sách 25 nước
uống bia nhiều nhất thế giới, đứng thứ 3 châu Á và dẫn đầu khu vực Đông Nam Á
với 3 tỉ lít trong năm ngoái và dự kiến 4,2-4,5 tỉ lít trong năm tới. Tiêu thụ bia tại
Việt Nam tăng trung bình 12% giai đoạn 2006-2010, tăng 13% giai đoạn 20112015. Năm 2013, Việt Nam tiêu thụ 3 tỉ lít bia, tương đương khoảng 3 tỉ USD.
Trung bình, mỗi người Việt tiêu thụ khoảng 32 lít bia/năm. Sản lượng bia tiêu thụ
trong nước tăng đều hằng năm, từ 1,29 tỉ lít năm 2003 tăng lên 2,8 tỉ lít năm 2012
và 3 tỉ lít năm 2013. Dự báo, khả năng sản lượng bia Việt Nam có thể đạt 4,2-4,5 tỉ
lít vào năm 2015.


Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề
về môi trường bởi các loại chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm
cao. Nước thải của nhà máy sản xuất bia thải ra thường có đặc tính chung là ô
nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thủy
vực tiếp nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy của các chất hữu

cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đó là các hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất
như: CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất này cùng với các chất
hữu cơ trong nước có khả năng đe dọa nghiêm trọng đến thủy vực đón nhận nếu
không được xử lý.
Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, nhóm 5 lựa chọn đề tài “Công nghệ xử lý
nước thải tại nhà máy bia” để thực hiện tiểu luận môn học Công nghệ xử lý nước
thải nhằm tìm hiểu về các công nghệ hiện nay đang được sử dụng và đi đến xây
dựng một phương án cho hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất bia.
II.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
2.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải của nhà máy bia
* Sơ đồ dòng thải:


Sản phẩm


- Đặc điểm của nước thải phát sinh từ các công đoạn chính của quy trình sản
xuất như sau:
*Nấu - đường hóa: Nước thải của các công đoạn này giàu các chất
hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và
bột, các cục vón,…cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu.
*Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của công đoạn này
rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn.
*Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp
chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài,…
- Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm:
+ Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sàn lưới, nước
sẽ tách ra khỏi bã.

+ Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết
bị khác.
+ Nước rửa chai và két chứa.
+ Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ.
+ Nước thải từ nồi hơi
+ Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500
mg/l), cacbonat thấp.
+ Nước vệ sinh sinh hoạt.


2.2. Đặc tính nước thải của nhà máy bia
Vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải rất lớn chứa
nhiều chất hữu cơ (tinh bột, xenluloza, các loại đường, axít, các hợp chất phốt pho,
nitơ...), pH cao, nhiệt độ cao. Thành phần nước thải nhà máy bia vượt rất nhiều lần
mức cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam, cần phải qua xử lý.
Lượng nước thải phụ thuộc vào lượng nước sử dụng trong sản xuất. Chỉ có một
lượng nước ở trong bia, nước bay hơi, nước trong bã hèm, bã bia không đi vào hệ
thống nước thải.
Lưu lượng và đặc tính dòng nước thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến
đổi theo quy mô, sản lượng và mùa sản xuất. Tại Việt Nam, để sản xuất 1.000 lít
bia, sẽ thải ra khoảng 2 kg chất rắn lơ lửng, 10 kg BOD5, pH dao động trong
khoảng 5,8 - 8. Cá biệt, tại một số địa phương, hàm lượng chất ô nhiễm ở mức cao:
BOD5 1700- 2700mg/l; COD 3500-4000mg/l, SS 250-350mg/l, PO43- 20-40mg/l,
N-NH3 12-15mg/l. Ngoài ra, trong bã bia còn chứa một lượng lớn chất hữu cơ, khi
lẫn vào nước thải sẽ gây ra ô nhiễm ở mức độ cao.
Tóm tắt đặc trưng nước thải của công nghiệp sản xuất bia:

(Nguồn: Trung tâm sản xuất sạch hơn, Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn trong
ngành sản xuất bia, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường ĐHBK Hà
Nội)

III.

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG
3.1. Mô hình xử lý theo 2 bậc: UASB + Aerotank
*Quy trình công nghệ:


*Thuyết minh:

Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn tự chảy
về hệ thống xử lý tập trung. Nước thải bắt đầu chảy qua song chắn rác để loại bỏ
các chất thải rắn có kích thước lớn. Sau đó nước thải sẽ tự chảy vào hố thu và được
bơm lên bể điều hòa. Tại bể điều hòa được bổ sung hóa chất nhằm điều chỉnh pH
tạo điều kiện cho các công trình phía sau (bể UASB) hoạt động hiệu quả. Ngoài ra,
trong bể còn bố trí hệ thống phân phối khí để đảm bảo hòa tan và điều hòa nồng độ
các chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và ngăn cản quá trình lắng cặn trong bể.


Nước thải từ bể điều hòa được chảy sang bể lắng lần 1. Tại đây quá trình
lắng sẽ diễn ra, những chất có trọng lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể. Nước thải sau
khi lắng sẽ qua máng thu và chảy vào bể UASB, bùn lắng được thu gom và đưa
sang bể chứa bùn.
Trong bể UASB nước thải được phân phối đều trên diện tích đáy bể bởi hệ
thống phân phối có đục lỗ. Dưới tác dụng của vi sinh vật kị khí, các chất hữu cơ
hòa tan trong nước được phân hủy và chuyển hóa thành khí. Các hạt bùn cặn bám
vào các bọt khí được sinh ra nổi lên bề mặt va phải tấm chắn và bị vỡ ra, khí thoát
lên trên được thu vào hệ thống thu khí, cặn rơi xuống dưới đáy và tuần hoàn lại
vùng phản ứng kị khí. Phần bùn dư sẽ được đưa sang bể chứa bùn. Nước trong ra

khỏi bể UASB có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp được chảy tràn qua bể
Aeroten thông qua máng thu nước.
Tại bể Aeroten, nước thải được trộn đều với bùn hoạt tính bằng hệ thống
phân phối khí được lắp đặt dưới đáy bể. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong
bể được thực hiện nhờ các vi sinh vật hiếu khí tạo thành CO 2, nước và một phần
tổng hợp thành tế bào vi sinh vật mới. Kết quả là nước thải được làm sạch. Hổn
hợp bùn, nước trong bể Aeroten được dẫn sang bể lắng bậc II theo nguyên tắc tự
chảy.
Ở bể lắng bậc II sẽ thực hiện quá trình lắng các bông bùn hoạt tính và các
chất rắn lơ lửng trong nước. Bùn hoạt tính được bơm sang bể chứa bùn để bơm
tuần hoàn lại cho bể Aeroten, phần còn lại sẽ chuyển qua bể nén bùn.
Bùn tạo ra từ bể lắng I, bể UASB sẽ được bơm về bể chứa bùn, sau đó bơm
lên bể nén bùn. Bùn sau khi nén được đưa sang máy ép bùn nhằm giảm bớt độ ẩm


và thể tích bùn, sau đó tiến hành thu gom để chôn lấp hoặc làm phân bón. Nước
sinh ra từ bể nén bùn sẽ được dẫn về hố gom để được tiếp tục làm sạch.
Nước trong ra khỏi bể lắng bậc II sẽ qua bể khử trùng nhằm tiêu diệt các vi
sinh vật gây bệnh. Nước đạt tiêu chuẩn thải sẽ được đổ vào cống thoát nước chung
của khu vực.
* Phân tích ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả xử lý cao, thích hợp với đặc tính của nước thải nhà máy bia,
nước sau xử lý có thể trực tiếp thải ra môi trường.
+ Do kết hợp cả hai phương pháp yếm khí và hiếu khí nên giảm được kích
thước bể Aeroten; giảm được chi phí cho việc cấp khí.
+ Lượng bùn tạo ra ít, thu được khí biogas có giá trị kinh tế.
+ Hệ thống vận hành tự động, điều hành đơn giản nên không tốn nhiều nhân
lực để hệ thống hoạt động.
- Nhược điểm:

+ Hệ thống hoạt động liên tục nên khi xảy ra sự cố rất khó khắc phục, ảnh
hưởng đến quá trình xử lý.
+ Thời gian xử lý lâu.
+ Cần có thời gian thích nghi trong các bể xử lý sinh học.
3.2. Mô hình MBBR


* Quy trình công nghệ:

*Thuyết minh:

Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn tự chảy về
hệ thống xử lý tập trung. Nước thảiđi vào hầm tiếp nhận. Song chắn rác thường làm
bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ,
rác, bao nilon, và các vật thải khác để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống,
mương dẫn… Trong hầm tiếp nhận có bể gom là nơi tiếp nhận nguồn nước thải
trước khi đi vào các công trình xử lý nước thải tiếp theo.Trước khi đi ra khỏi hầm
tiếp nhận, nước thải được lọc bằng lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích
thước nhỏ. Trong nhà máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá
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 khỏi bề mặt lưới bằng hệ
thống cào.


Nước thải đi vào bể điều hòa để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như
không đổi và điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học.
Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ
các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng
độ các chất độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi.
Tại bể điều hòa có máy định lượng lượng acid cần cho vào bể đảm bảo pH từ 6,6 –

7,6 trước khi đưa vào bể xử lý UASB.
Tại bể UASB diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong
nước thải khi không 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 xuyên qua lớp bùn sinh học
dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô cơ được tiêu thụ ở đây.
Toàn bộ các giai đoạn kể trên khá giống với quy trình xử lý 2 bậc:
UASB và Aerotank. Điểm khác biệt là khi nước thải tiếp tục đi vào bể sinh học
MBBR. Bể MBBR hoạt động giống như quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí
trong toàn bộ thể tích bể. Đây là quá trình xử lý bằng lớp màng Biofilm với sinh
khối phát triển trên giá thể mà những giá thể này lại di chuyển tự do trong bể phản
ứng và được giữ bên trong bể phản ứng. Bể MBBR không cần quá trình tuần hoàn
bùn giống như các phương pháp xử lý bằng màng Biofilm khác, vì vậy nó tạo điều
kiện cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính trong bể, bởi vì sinh khối
ngày càng được tạo ra trong quá trình xử lý. Phương pháp sinh học hiếu khí sử
dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
Tại bể MBBR có hệ thống sục khí trên khắp diện tích bể nhằm cung cấp oxy, tạo
điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sống, phát triển và phân giải các chất ô
nhiễm. Vi sinh vật hiếu khí sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ dạng keo và hòa tan có
trong nước để sinh trưởng. Ở điều kiện thuận lợi, vi sinh vật phát triển mạnh, sinh
khối tăng và tồn tại dưới dạng bông bùn dễ lắng tạo thành bùn hoạt tính. Sau quá


trình oxy hóa (bằng sục không khí) với đệm vi sinh di động, bùn hoạt tính (tức
lượng vi sinh phát triển và hoạt động tham gia quá trình xử lý) được bám giữ trên
các giá thể bám dính di động dạng cầu.Nước thải sau khi qua bể MBBR sẽ tự chảy
vào bể lắng sinh học.
Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào vùng phân phối nước
của bể lắng sinh học lamella. Cấu tạo và chức năng của bể lắng sinh học lamella
tương tự như bể lắng hóa lý. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông
qua máng tràn răng cưa.

Hiệu suất bể lắng được tăng cường đáng kể do sử dụng hệ thống tấm lắng
lamella. Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối nước đi vào vùng
lắng của bể là hệ thống tấm lắng lamella, với nhiều lớp mỏng được sắp xếp theo
một trình tự và khoảng cách nhất đinh. Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi qua hệ
thống này, các bông bùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích
thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông bùn ban đầu. Các bông bùn này
trượt theo các tấm lamella và được tập hợp tại vùng chứa cặn của bể lắng.
Phần nước trong đi vào bể lọc áp lực.
Bể lọc áp lực sử dụng trong công nghệ này là bể lọc áp lực đa lớp vật liệu:
sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn
không hòa tan, các nguyên tố dạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong
của nước.
Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo
QCVN 24:2009 cột B.


Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi vào bể nano dạng khô để loại bỏ
triệt để các chất lơ lửng còn sót lại trong nước, và khử trùng nước thải. Nước sau
khi qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải theo quy định hiện hành của pháp
luật. Lượng nước này, một phần được sử dụng để làm mát máy móc trong nhà
máy; một phần được đưa tới nguồn tiếp nhận qua mương thoát nước.
* Phân tích ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Công nghệ phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn nước thải.
+Nồng độ các chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hiện hành.
+ Hiệu quả xử lý và tiết kiệm năng lượng hơn công nghệ truyền thống.
+ Không cần phải tuần hoàn bùn hiếu khí lại như phương pháp Aeroten, nhược
điểm của việc tuần hoàn bùn là làm giảm đi sự hoạt động của vi sinh hiếu khí vì vi
sinh phải nằm ở bể lắng, không có dưỡng khí, khi bơm bùn hoàn lưu về bể aeroten
làm cho vi sinh bị “shock” tải trọng, do đó hiệu quả xử lý sẽ không cao bằng

phương pháp giá thể MBBR.
+ Diện tích đất sử dụng tối thiểu.
+ Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý.
- Nhược điểm:
+ Nhân viên vận hành cần được đào tạo về chuyên môn.
+ Chất lượng nước thải sau xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu một trong những
công trình đơn vị trong trạm không được vận hành đúng các yêu cầu kỹ thuật.


3.3 Mô hình lọc ngược kị khí – Aerotank hoạt động gián đoạn: (UAF + SBR)

N
ước thải

Bể điều
hòa kết hợp lắng
. cát và song chắn

Tr
ạm bơm

Bể lọc
kỵ khí vật liệu

Bể
aerotank hoạt
động gián đoạn

Bể ủ

* Bể lọc kị khí vật liệu nổi: UAF (Upflow Anaerobic Floating)

Xả nước ra
môi trường bên
ngoài

Các loại bể lọc kị khí thường là các loại bể kín, phía trong chứa vật liệu
đóng vai trò như giá thể của vi sinh vật dính bám. Các giá thể làm bằng vật liệu có
hình dạng, kích thước khác nhau, hoạt động như những vật liệu lọc. Các dòng nước
thải đi từ dưới lên. kích thước khác nhau, hoạt động như những vật liệu lọc. Các
dòng nước thải đi từ dưới lên. Các chất hữu cơ được vi khuẩn hấp thụ và chuyển
hóa để tạo thành CH4 và các loại khí khác. Các loại khí sinh học được thu gom tại
phần trên bể.
• Ưu điểm: Bể lọc kỵ khí có khả năng tách các chất bẩn hữu cơ (BOD) cao, thời
gian lưu nước ngắn, vi sinh vật dễ thích nghi với nước thải, quản lý vận hành đơn
giản, ít tốn năng lượng và dễ hợp khối với bể tự hoại và các công trình xử lý nước
thải khác.
• Nhược điểm: Tuy nhiên cũng như các công trình xử lý nước thải bằng phương
pháp sinh học khác, thời gian đưa công trình vào hoạt động dài, bể thường hay bị


sự cố tắc nghẽn, hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải ra khỏi bể lớn. Các loại vật
liệu lọc có đặc tính kỹ thuật yêu cầu thường có giá thành cao.
3.4 Mô hình Aerotank kết hợp lắng hoạt động gián đoạn theo mẻ

Nước
thải

Bể lọc
kỵ khí vật

liệu nổi

Bể lắng
đơn một

Bể
SBR1

Bể
SBR2

Sử lý
bùn hoạt tính
Khử
trùng

Thải ra
môi trường


* Aerotank hoạt động gián đoạn: SBR
Aerotank kết hợp lắng hoạt động gián đoạn theo mẻ là một dạng công trình xử
lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó tuần tự diễn ra các quá trình
thổi khí, lắng bùn và gạn nước thải. Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn của bể
tối thiểu là 3.
Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn bể bao gồm: Làm đầy nước
thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư. Trong bước một, khi cho
nước thải vào bể, nước thải được trộn với bùn hoạt tính lưu lại từ chu kỳ trước. Sau
đấy hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước hai với thời gian thổi khí đúng
như thời gian yêu cầu. Bước thứ ba là quá trình lắng bùn trong điều kiện tĩnh. Sau

đó nước trong nằm phía trên lớp bùn được xả ra khỏi bể. Bước cuối cùng là xả
lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể
khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý
nước thải liên tục.
Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ. Các quá trình trộn nước
thải với bùn, lắng bùn cặn... diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử
lý nước thải cao. BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm
lượng cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH 3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l. Bể
aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai. Trong
nhiều trường hợp, người ta cũng bỏ qua bể điều hoà và bể lắng đợt một.


• Ưu điểm: Bể aerotank hệ SBR có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, hiệu quả xử lý cao,
khử được các chất dinh dưỡng nitơ, dễ vận hành. Sự dao động lưu lượng nước thải
ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.
• Nhược điểm: Bể SBR có công suất xử lý nước thải nhỏ. Để bể hoạt động có hiệu
quả người vận hành phải có trình độ và theo dõi thường xuyên các bước xử lý nước
thải ( Trần Đức Hạ và Nguyên Văn Tín, 2002).

IV.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
SABECO SÀI GÒN- HÀ NỘI
IV.1 Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy.

V.
Nước thải dầu vào

Song chắn rác
Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể UASB
Sục khí
Bể trung gian

Bể Aerotank

Hóa chất

Bể lắng 2
Bể
khử tiếp
trùng
Nguồn
nhận

Bể nén bùn


4.2Mô tả các công trình đơn vị
4.2.1. Song chắn rác
Để tách các tạp chất thô trong nước thải người ta dùng song chắn rác nhằm
đảm bảo đảm cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn
định. Hiệu suất của quá trình tách chất rắn bằng phương pháp này phụ thuộc vào
các yếu tố sau:
Đặc tính cơ học của song, lưới: kích thước mắt sàn, khoảng cách giữa các
thanh chắn, lưu lượng dòng chảy và điều kiện dòng chảy.
Tính chất nước thải: nồng độ chất rắn, kích thước của tạp chất…

Đối với nước thải nhà máy bia, có thể bố trí song chắn rác thô để tách các
tạp chất kích thước lớn trước, rồi dùng song chắn rác mịn để tách các tạp chất có
kích thước nhỏ hơn.
- Ưu điểm:
+ Đơn giản,rẻ tiền, dễ lắp đặt.
+ Giữ lại tất cả các tạp vật lớn.
- Nhược điểm:
+ Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn.
+ Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian.
+ Phải xử lý rác thứ cấp
3.2.2. Hố thu gom
Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt của
nhà máy. Giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả.
4.2.3. Bể điều hòa


Do thành phần, tính chất nước thải của nhà máy bia tùy thuộc vào dây
chuyền sản xuất nên thường dao động nhiều trong một ngày đêm. Để ổn địnhchế
độ dòng chảy cũng như chất lượng nước đầu vào cho các công trình xử lý phía sau,
cần thiết phải có một bể điều hòa lưu lượng và nồng độ. Dung tích bể được chọn
theo thời gian điều hòa, dựa vào biểu đồ thay đổi lưu lượng,nồng độ nước thải và
yêu cầu mức độ điều hòa nồng độ nước thải.
4.2.4. Bể UASB:
UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển
mạnh ở Hà Lan. Xử lý bằng phương pháp kị khí là phương pháp được ứng dụng để
xử lý các loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy
sinh học tốt, nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới.
Vì quá trình phân hủy kị khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình
sinh học phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải
có độ hoạt tính methane. Độ hoạt tính methane càng cao thì thời gian khởi động

(thời gian vận hành ban đầu đạt đến tải trọng thiết kế) càng ngắn. Bùnhoạt tính
dùng cho bể UASB nên lấy bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lý kị khí là tốt
nhất,có thể sử dụng bùn chứa nhiều chất hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia
súc hoặc phân chuồng.
Nồng độ bùn nuôi cấy ban đầu cho bể UASB tối thiểu là10kg/VSS/m3.
Lượng bùn cho vào bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
Trước khi vận hành bể UASB cần phải xem xét thành phần tính chất nước
thải cần xử lý cụ thể như hàm lượng chất hữu cơ, khả năng phân hủy sinh học của
nước thải, tính đệm, hàm lượng chất dinh dưỡng, hàm lượng cặn lơ lửng, các hợp
chất độc, nhiệt độ nước thải…
- Khi COD nhỏ hơn 100mg/l, xử lý nước thải bằng UASB không thích hợp.
Khi COD lớn hơn 50.000mg/l, cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu
ra.
- UASB không thích hợp đối với nước thải có hàm lượng SS lớn. Khi nồng
độ cặn lơ lửng lớn hơn 3.000mg/l, cặn này khó có thể phân hủy sinh học được
trong thời gian lưu nước ngắn và sẽ tích lũy dần trong bể, gây trở ngại cho quá
trình phân hủy nước thải. Tuy nhiên, nếu lượng cặn này bị cuốn trôi ra khỏi bể thì
không có trở ngại gì. Cặn lơ lửng sẽ lưu lại trong bể hay không tùy thuộc vào kích
thước hạt cặn và hạt bùn nuôi cấy. Khi kích thước của hai loại cặn này gần như


nhau, cặn lơ lửng sẽ tích lại trong bể. Khi sử dụng bùn hạt, cặn lơ lửng sẽ dễ dàng
bị cuốn trôi ra khỏi bể. Đôi khi, lượng cặn lơ lửng này có thể bị phân hủy trong bể.
Lúc đó, cần biết tốc độ phân hủy của chúng để tính thời gian lưu cặn trong bể.
- UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amonia lớn hơn
2.000mg/l hoặc nước thải có hàm lượng sunphate vượt quá 500mg/l(tỉ số
COD/SO42- <=5). Bản thân sunphate không gây độc nhưng do vi khuẩn khử
sunphate dễ dàng chuyển hóa SO42- thành H2S. Khi hàm lượng SO42- không quá
cao (hoặc tỉ số COD/SO42- không vượt quá 10), sẽ không ảnh hưởng đến quá trình
phân hủy kị khí.

4.2.5. Bể Aerotank:
Tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm có thể sử dụng bể aerotank với các vi sinh
vật được nuôi cấy trong bùn hoạt tính để oxy hóa chất hữu cơ trong điều kiện nhân
tạo. Mô hình này được thực hiện bằng cách cung cấp oxy cho vi sinh vật sinh
trưởng và phát triển qua việc tiêu thụ chất hữu cơ.
Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và
khoáng hóa chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái
lơ lửng và để đảm bảo oxy cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình phân hủy chất
hữu cơ phải luôn cung cấp đầy đủ không khí cho bể aerotank hoạt động. Sau bể
aerotank nước thải vào bể lắng bùn để tách bùn hoạt tính. Ở đây, một phần bùn
lắng được đưa trở lại bể aerotank để tạo mầm vi sinh vật trong bể, phần khác đưa
tới bể nén bùn.
Khối lượng bùn tuần hoàn và lượng không khí cần cung cấp phụ thuộc vào
mức độyêu cầu xử lý của nước thải.
Hiệu quả xử lý BOD5 = 90- 95%.
4.2.6. Bể lắng bùn
Đặt sau bể aerotank, nhiệm vụ làm trong nước ở phần trên để xả ra nguồn
tiếp nhận, cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để tuần
hoàn lại aerotank.
Bể lắng bùn thường có dạng tròn (bể lắng đứng, bểradial), dạng hình chữ
nhật (bể lắng ngang). Bể lắng ngang, chữ nhật thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể


lắng tròn vì cặn lắng tích lũy ở các góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi
theo dòng nước vào máng thu nước ra.
4.2.7 Bể khử trùng
Nước sau lắng được khử trùng bằng Clo trong bể khử trùng để loại bỏ các vi
sinh vật nguy hiểm trước khi xả vào nguồn tiếp nhận, nước thải lúc này đã đạt quy
chuẩn của bộ tài nguyên môi trường.
4.3Ưu nhược điểm công nghệ.

Ưu điểm
- Xử lý được nước thải có tải lượng chất hữu cơ cao
- Nước sau xử lý đạt quy chuẩn cho phép
- Lượng bùn tạo ra it, thu được khí biogas có giá trị kinh tế
Nhược điểm
- Người vận hành cần trình độ nhất định
- Thời gian xử lý lâu
- Cần có thời gian thích nghi trong các bể xử lý sinh học
4.4Tính toán
Lưu lượng thiết kế: Qtkế = 2000m3/ngđ

tb
Q
Lưu lượng trung bình giờ: h = 2000/24 = 83.3333(m /h)
3

tb
Q
Lưu lượng trung bình giây: s = (2000

103)/(24

tb
Q
s
Theo TCXD 51-84, ứng với
= 23.1481

3600) = 23.1481 (

ta có kch = 2,5

)


max
tb
3
Q
=
Q
×
k
=
83
,
3333
×
2
,
5
=
208
,
3325
(
m
/ h)
h
ch

Lưu lượng lớn nhất giờ: h

max
tb
Q
=
Q
s × k ch = 23,1481× 2,5 = 57,87025( / s )
Lưu lượng lớn nhất giây: s

* Các thông số đầu vào hệ thống xử lý như sau:

Thông số

Đầu vào hệ thống xử lý(mg/l)

BOD5

1080

COD

1900

TSS

514

Nt

42

Pt

28

4.5Tính toán bể điều hòa
tb
Q
h
- Lưu lượng trung bình giờ
=

83,3333 m3/h

- Thể tích tích lũy theo từng giờ (Vv):
Vtichluy(t) = Vtichluy(t-1) + Qt (m3)
Trong đó:


Vtichluy(t) : Thể tích tích lũy vào bể tại thời điểm t, m3
Vtichluy(t-1) : Lưu lượng tích lũy vào bể tại thời điểm t-1, m3
Qt: Lưu lượng thải tại giờ tình toán, m3/h.
- Thể tích tích lũy bơm đi
Qb = Qtb * t (m3)
Trong đó :
Qtb:Lưu lượng bơm đi trung bình, m3
t: thời gian tính toán,h
- Thể tích thay đổi thực theo từng giờ
Q = Vv – Qb (m3)

Bảng thể tích tích lũy nước trong bể
Vv
Thời gian

3

Qt (m )

Qb (m3)

Qthaydoi (m3)

(m3)
1

70

70

83.3333

13.3333

2

60

130

166.6666

36.6666

3

60

190

249.9999

59.9999

4

69

259

333.3332

74.3332

5

80

339

416.6665

77.6665


6

100

439

499.9998

60.9998

7

80

519

583.3331

64.3331

8

120

639

666.6664

27.6664

9

80

719

749.9997

30.9997

10

95

814

833.333

19.333

11

110

924

916.6663

-7.3337

12

75

999

999.9996

0.9996

13

60

1059

1083.3329 24.3329

14

89

1148

1166.6662 18.6662

15

90

1238

1249.9995 11.9995

16

94

1332

1333.3328 1.3328

17

95

1427

1416.6661 -10.3339

18

85

1512

1499.9994 -12.0006

19

90

1602

1583.3327 -18.6673

20

91

1693

1666.666

21

70

1763

1749.9993 -13.0007

22

67

1830

1833.3326 3.3326

23

73

1903

1916.6659 13.6659

24

80

1983

1999.9992 16.9992

-26.334


( Giả sử với lượng nước Vvào là như bảng trên; Qtb= 83.3333)
Thể tích bể điều hòa: V bể đh = 77.6665+|-18.6673|= 96.3338 (m3)
Thể tích thực tế bể điều hòa: V bể

96.3338 + 96.3338. 20%=

đh=

115.60056(m3)

Q
Thời gian lưu của bể là t=
Chọn h = 5m,

V = = 17.30095 (h)

hbv= 0.5m

Chiều cao xây dựng H = h + hbv = 5.5m
Diện tích mặt cắt ngang : F = B x L = = = 21.01828(m2)
Chọn chiều rộng bể B=2.2 m, chiều dài bể L= 10 m
Thể tích thực xây dựng: V= B x L x H= 121 (m3)

Bảng. Các thông số thiết kế bể điều hòa

STT

Tên thông số

Đơn vị

Số liệu thiết kế

1

Chiều dài bể

m

10

2

Chiều rộng bể

m

2.2

3

Chiều cao bể

m

5.5