Đồ án thiết kế nhà máy xử lý nước thải Bia 23100 m3 sabibeco Sài gòn

Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài
Gòn và Hà Nội. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành
sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Mức tiêu thụ bia bình quân theo
đầu người vào năm 2011 dự kiến là 28 lít/người/năm. Bình quân lượng bia tăng
20% mỗi năm.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi
trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm cao.
Nước thải do sản xuất rượu 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 thuỷ vực đón nhận
thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất
nhanh. Thêm vào đó là các hoá 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 thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không
được xử lý. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong
nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản
xuất bia nếu không được xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ
lửng SS đều rất cao.

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 1


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………

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

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

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 2


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

MỤC LỤC

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 3


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bi……………………………….9
Bảng 1.2. Thành phần của hoa Houblon……………………………………………...10
Bảng 2.1. Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia……………………………….16
Bảng 2.2. Đặc trưng nước thải một số cơ sở sản xuất bia trên địa bàn Hà Nội 2007...17
Bảng 2.3. Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002………..17

Bảng 2.4. Thành phần và định mức CTR của công nghiệp sản xuất bia…………….20
Bảng 3.1. Số liệu thành phần tính chất nước thải.........................................................23
Bảng 4.1. Các thông số đầu vào và ra của nước thải....................................................29
Bảng 4.2. Tổng hợp các thông số tính toán mương dẫn nước thải...............................30
Bảng 4.3. Tổng hợp các thông số tính toán song chắn rác thô.....................................34
Bảng 4.4 . Các thông số thiết kế lưới chắn rác……………………………………….34
Bảng 4.5. Tổng hợp các thông số tính toán lưới chắn rác……………………………34
Bảng 4.6. Đặc trưng dòng thải sau khi qua song chắn, lưới chắn……………………35
Bảng 4.7. Tổng hợp các thông số tính toán hố thu gom……………………………...36
Bảng 4.8. Tổng hợp các thông số tính toán bể điều hòa...............................................39
Bảng 4.9. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể điều hòa...............................................40
Bảng 4.10. Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t0

200C......................................42

Bảng 4.11. Tổng hợp các thông số tính toán bể lắng....................................................43
Bảng 4.12. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể lắng....................................................44
Bảng 4.13. Tổng hợp các thông số thiết kế bể UASB..................................................49
Bảng 4.14. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể UASB................................................50
Bảng 4.15. Tổng hợp các thông số thiết kế bể SBR.....................................................57
Bảng 4.16. Đặc trưng dòng thải sau khi qua bể SBR...................................................57

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 4


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN (Sabibeco)
VÀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN
a) Tên công ty và vị trí địa lý
• Tên tổ chức: CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – BÌNH TÂY.
• Tên tiếng Anh: SAIGON-BINHTAY BEER JOINT STOCK COMPANY.
• Tên viết tắt: SAIGON-BINHTAY BEER JSC.
• Trụ sở chính: Số 8 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, P.Nguyễn Thái Bình, Quận 1,
Thành phố Hồ Chí Minh.
• Điện thoại: (84-28) 3824 3586.
• Fax: (84-28) 3915 1856.
• Vốn điều lệ đăng ký: 565.762.360.000 đồng.
• Giấy CNĐKKD: Số 0304116373 do Sở KH&ĐT Thành phố Hồ Chí
Minh cấp ngày 25 tháng 11 năm 2005 và đăng ký thay đổi lần 7 ngày 19
tháng 09 năm 2014.
• Mã số thuế: 0304116373.
b)
Lịch sử hình thành
• Thành lập theo chủ trương của Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải
khát Sài Gòn.
• Đại hội đồng cổ đông thành lập thông qua Điều lệ ngày 20 tháng 10 năm
2005.
• Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh lần 1 của Công ty số 4103004075
do Sở KH & ĐT Tp. HCM cấp ngày 25 tháng 11 năm 2005.
• Ngày 20/11/2005 HĐQT Công ty họp bàn triển khai dự án đầu tư Nhà
máy bia công suất 45 triệu lít / năm.
• Ngày 18/2/2006 HĐQT Quyết định Phê duyệt dự án đầu tư.
• Ngày 01/11/2006: Văn phòng công ty bắt đầu hoạt động tại 12 Đông Du,

Q.1, Tp. HCM .
• Ngày 01/12/2006: Xem xét, quyết định đầu tư giai đoạn II.
• Ngày 10/1/2007: Tổ chức nấu thử mẻ bia đầu tiên.
• Ngày 18/3/2007: Chiết thử thành công mẻ bia chai đầu tiên.
• Ngày 10/10/2007: Lô bia lon thành phẩm đầu tiên được chiết thành
công.
• Ngày 07/01/2008: Nhận giấy đăng ký kinh doanh sáp nhập Công ty cổ
phần Hoàng Quỳnh vào Công ty CP Bia Sài Gòn – Bình Tây.
• Ngày 01/4/2008: Công ty CP Bia Sài Gòn – Bình Tây sáp nhập chính
thức hoạt động.
c) Năng lực sản xuất

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 5


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

• Nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương (Địa chỉ: Lô B2/47, 48, 49, 50, 51
KCN Tân Đông Hiệp B, xã Tân Đông Hiệp, Huyện Dĩ An, Tỉnh Bình
Dương): 110 triệu lít/năm.

• Nhà máy Bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh (Địa chỉ: A73/I , đường số 7,
KCN Vĩnh Lộc, Huyện Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh): 100 triệu
lít/năm.

• Đang tiến tới dự án xây dụng nhà máy bia tại khu vực Công trường Mê
Linh, Bến Nghé, Quận 1, Hồ Chí Minh, Việt Nam với công suất 300

triệu lít/năm

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 6


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

d) Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới

Như đã trình bày ở phần trên, hiện tại hệ thống xử lý nước thải của công ty
đang vận hành tốt, chất lượng nước đầu ra đảm bảo theo tiêu chuẩn thải nhưng hệ
thống này đang xây dựng với lưu lượng nước thải là 4000 m3/ngày đêm (cực đại)
cho 100 triệu lít/năm. Khi xây dựng nhà máy mới với công suất là 300 triệu lít/năm
thì lượng nước thải có thể đạt đến 18000 m3/ngày đêm và cần thiết kế đến năm
2030 mà nhà máy vẫn còn hoạt động tốt. Công nghệ xử lý, tính toán thiết kế hệ
thống xử lý nước thải mới này được trình bày cụ thể ở các chương sau trong đồ án.
1.2.

CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT BIA:
a) 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.
 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.. 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.

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 7


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Bảng 1.1. 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

Muối Mg2+
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
Vi sinh vật
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.
+ Malt vàng : sấy ở nhiệt độ 800C
+ Malt socola : sấy ở nhiệt độ 1000C
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.
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%
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 8


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

+ 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 .
 Hoa Houblon
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.
Chỉ sử dụng hoa cái trong quá trình sản xuất bia.

Bảng 1.2. 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
 Men bia (Yeast)

Men bia được sử dụng trong qui trình này là men Heineken A
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 9


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Năm 1886, Dr Eilon, học trò của Louis Pasteur phát triển thành công
Heineken “A-yeast” - 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%.
+ 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.
 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.
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
b) Các công đoạn sản xuất bia:
 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: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 10


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
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
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.

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 11


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm
•

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.
 Lên men
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.
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).
 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.
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.
 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 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
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 12


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

rất khác nhau.
c) Các công đoạn phụ trợ:


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 nhà xưởng, khu vực sản xuất phải được làm thường xuyên để tránh
ô nhiễm chéo từ môi trường vào sản phẩm.


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
Khói thải nồi hơi có chứa CO, CO2, NOx, SOx và bụi thải. Khói thải gây ra
hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm không khí các khu vực lân cận.


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.


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.


Quá trình thu hồi và sử dụng CO2

Bao gồm balông chứa, thiết bị rửa, máy nén CO2 , thiết bị loại nước, lọc
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 13


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

than hoạt tính, thiết bị lạnh, thiết bị ngưng tụ CO2, 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.

CHƯƠNG II: CÁC NGUỒN THẢI TỪ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

BIA VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ
Nước thải
a) Nguồn gốc phát sinh, đặc tính nước thải công nghiệp sản xuất bia
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 CO 2, 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.
2.1.

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 14


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

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 nước thì lượng nước thấp, như ở Cộng Hoà
Liên Bang Đức nước sử dụng và nước thải bia như sau: [2]
- Định mức nước cấp: 4 – 8 m 3/1000lít bia, tải lượng nước thải 2,5 – 6 m 3/1000
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. [2]
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 [2]
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

Nhà máy I Nhàmáy II Nhà máy III
5,7 – 11,7
1220
775
1622
1909
1220
2944
634

79,2
19,2
4,3
7,6
-

m3/1000lít bia

-

3,2

-

kgBOD5/1000
lít bia

-

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 [2].
Bảng 2.2. Đặc trưng nước thải một số cơ sở sản xuất bia trên địa bàn Hà Nội 2007

Tên cơ
sở
1. Công

Năng
COD
suất
mg/l
tr.l/năm
50
1305

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

BOD5 T-N
mg/l

T-P

SS
mg/l

pH

Sản
phẩm

948

4,5

226

7,15

Bia

15
Page 15


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

ty bia Hà
Nội
2. Công
ty bia
Đông
Nam Á
3.Công
ty bia
Việt Hà
4. Nhà
máy bia
Capital
5.
Xưởng
bia vi
sinh I
6. Công
ty bia
Quảng

Ninh

14

853

526

2,7

5,27

337

9,25

12

1374

1055

6

3

356

5,54

2,5

1042

745

-

-

199

7,03

0,5

1004

873

-

-

241

6,15

11

1300

832

6,4

1,25

390

8,5

hơi,bia
lon, bia
chai
Bia chai,
bia lon
Bia hơi

Bảng 2.3. 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

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

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 [3].
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

SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 16

Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

dưỡng cho các thuỷ vực. Vì vậy các loại nước thải này cần phải xử lý trước khi xả ra
nguồn nước tiếp nhận.
b) Hiện trạng xử lý
 Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu nước thải

-

Để giảm lượng nước thải và các chất gây ô nhiễm nước thải trong công nghệ
sản xuất bia, có thể thực hiện các biện pháp sau:
Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn sử dụng các dòng ít hoặc không
gây ô nhiễm như nước làm lạnh, nước ngưng.
Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như súng phun tia hoặc rửa khô để giảm lượng
nước rửa.
Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời bã men,
bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm cho dòng nước rửa sàn.
Thực tế hiện nay, tại các công ty bia lớn đang sử dụng hệ thống CIP vệ sinh
nên đã giảm đáng kể lượng nước vệ sinh các thiết bị, cũng như giảm lượng hóa chất
cho quá trình rửa.
 Xử lý nước thải
Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất
hữu cơ cao ở trạng thái hoà tan và lơ lửng, trong đó chủ yếu là hiđratcacbon,
protêin và các axit hữu cơ, đây là các chất có khả năng phân huỷ sinh học, tỷ lệ
giữa BOD và COD trong khoảng 0,5 – 0,7 nên thích hợp với phương pháp xử lý
sinh học. Hơn nữa, do nước thải bia có COD, BOD 5 cao nên khó xử lý trực tiếp
bằng phương pháp sinh học hiếu khí mà thường kết hợp xử lý yếm khí trước rồi
qua xử lý hiếu khí. Đây là công nghệ đang được ứng dụng phổ biến xử lý nước thải

ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành bia nói riêng cho hiệu quả tốt và
ổn định.
Hiện nay, hầu hết các nhà máy bia đều có hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên,
không phải nhà máy nào cũng xử lý nước ra đạt tiêu chuẩn. Vì vậy, vấn đề môi
trường phát sinh từ ngành bia cần được quan tâm và khắc phục.
2.2. 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
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 17


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

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
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.
2.3. Chất thải rắn
a) 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…
Ước tính khoảng 0,3 kg/người.ngày [1], như vậy lượng chất thải rắn sinh hoạt sẽ là:
250 người x 0,3 = 75 kg/ngày. Các thành phần này được tập trung lại một cách riêng
lẻ, được bán hoặc được loại bỏ.
b) Chất thải rắn công nghiệp ( Bảng 2.4)
Bảng 2.4. Thành phần và định mức CTR của công nghiệp sản xuất bia [1]
Loại chất thải
Bã malt và hoa houblon
Men thừa
Cặn nóng
Cặn nguội
Cặn khoáng
Bụi malt
Nhãn/ giấy
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

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


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Các chất bao gói

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.
 Cặn nóng
Cặn nóng hình thành được tách ra ở thiết bị lắng xoáy, đôi khi được tách ra ở các
thiết bị phân tách đặc biệt hoặc ở thùng lắng. Nói chung trong cặn tách ra vẫn còn
chứa một phần dịch đường cần được thu hồi lại. Vì thế, ở nhiều nhà máy, người ta đã
sử dụng dịch chứa cặn này để làm nước rửa bã nhằm tận thu lượng chất chiết trong
dịch đường này, đồng thời làm giàu protein trong bã malt. Tuy nhiên, công đoạn này
có thể ảnh hưởng đến chất lượng của dịch đường và để hạn chế ảnh hưởng đến chất
lượng của bia, người ta thường không tận dụng lượng dịch đường còn lại trong bã. [1]
 Nấm men thừa
Một số lượng lớn nấm men giống sau khi sử dụng còn thừa lại, nếu không được
xử lý có thể sẽ dẫn tới sự thối rữa và gây ô nhiễm môi trường.
Thông thường, từ 1 triệu lít bia một năm có thể tạo ra 15 – 18 tấn bã men cần
được xử lý [1]. Giải pháp tốt nhất là tận dụng nguồn dinh dưỡng giàu vitamin và
protein này để làm thức ăn gia súc. Bã men phải được sấy khô nhanh chóng để bảo
quản, đồng thời giảm những tác động của chúng đối với hệ vi sinh và hệ thống tiêu
hóa của gia súc. Một hướng khác có thể được quan tâm đó là sử dụng nấm men trong
ngành dược phẩm.
 Bã chất trợ lọc
Từ 100 lít bia sau lọc thường tạo ra 500g bùn trợ lọc. Nếu tính cho 1 triệu lít bia
trong một năm, sẽ có 5 tấn bùn trợ lọc. [1]
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 19


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

So với cách xử lý xả thẳng vào hệ thống nước thải như nhiều nhà máy bia hiện

nay vẫn đang sử dụng, biện pháp xử lý lại bột trợ lọc đòi hỏi tốn nhiều nhân công và
chi phí. Trong đó, bột trợ lọc có thể được gia nhiệt trở lại và thay thế cho 50% lượng
bột mới sử dụng để lọc bia.
Nhiều nhà máy bia chỉ xử lý bằng cách đổ bùn trợ lọc thành đống lớn. Nước
trong bùn sẽ thoát ra và hạn chế sự dàn trải của bùn trợ lọc trên mặt đất. Chất trợ lọc
trong các bể lắng hoặc trong các đường ống lâu ngày sẽ bám cứng và rất khó loại bỏ.
Một số giải pháp xử lý hiện nay là ép bùn trợ lọc sao cho giảm lượng nước
xuống dưới 50% bằng máy sấy dạng băng và máy ép lọc. Sản phẩm khô sau quá trình
này có thể sử dụng làm phân bón nông nghiệp vì có thành phần nấm men bám theo.
Hiện nay, người ta cũng có thể sử dụng bột trợ lọc thải để dùng trong công
nghiệp xây dựng như sản xuất gạch, xi măng.
 Nhãn mác
Với hệ thống rửa chai công suất 1 triệu lít bia trên năm, có thể thải ra 1,5 tấn
nhãn chai [1]. Số lượng này có thể tăng lên phụ thuộc loại nhãn và số nhãn sử dụng
trên chai.
Nhãn loại ra từ máy rửa chai được tách ra và được ép để thu hồi lượng kiềm dính
trên nhãn.
Việc loại bỏ nhãn đòi hỏi tốn nhiều năng lượng để tuần hoàn kiềm trong máy rửa
chai đồng thời chỉ thu được bột nhão giấy khó thu hồi và tái sử dụng. Vì thế, nhãn này
chủ yếu được chất thành đống.
 Chai vỡ
Lượng chai vỡ trong nhà máy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của thủy tinh.
Có thể giả định rằng với thủy tinh chất lượng trung bình, hàng năm có khoảng 3,5 tấn
vụn thủy tinh từ các bao bì thu hồi lại được tạo ra tương ứng với công suất 1 triệu lít.
Những chai bia vỡ được tập trung vào các khu chứa và được gửi trả lại nhà máy
thủy tinh để tái chế.
 Lon bia
Lon bia rỗng, do vỏ mỏng nên dễ bị hư hỏng. Người ta đã ước lượng có khoảng
3 – 4% lon bia không thể sử dụng để chiết và bị loại ra [1]. Các lon được ép và gửi lại
nhà sản xuất để tái chế.

Các chất thải thứ yếu khác
- Bìa cứng và bìa cacton đóng hộp
- Giấy thải từ phòng quản lý và sản xuất
- Kim loại và nhựa thải
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 20


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Gỗ vụn, lốp xe cũ
- Mỡ và chất béo
- Dung môi…
Các thành phần này được tập trung lại một cách riêng lẻ, được bán hoặc được
loại bỏ.
 Bên cạnh đó, bùn thải phát sinh trong quá trình xử lý nước thải định kỳ được
-

hút và mang đi chôn lấp bởi Công ty Môi trường Đô thị của địa phương hoặc
cũng có thể làm nguồn phân bón cho cây vì thành phần bùn thải chủ yếu là chất
hữu cơ, không có kim loại nặng hay các chất độc hại.
2.1. Các nguồn ô nhiễm khác
 Ô nhiễm nhiệt
Nhiệt độ môi trường làm việc ở nhà máy bia có thể chia làm 2 loại ảnh hưởng tới
sức khỏe con người và môi trường như sau:
- Vùng nhiệt độ thấp: Trong phân xưởng lên men, khoảng 6 – 80C
- Vùng nhiệt độ cao: Trong khu vực lò hơi, phân xưởng nấu… Do vậy, cần bố
trí hệ thống thông gió tốt để thoát nhiệt.

 Ô nhiễm tiếng ồn
Nhìn chung, tiếng ồn tạo ra ở các vị trí sau:
- Trong phân xưởng nghiền
- Trong phân xưởng đóng chai
- Gần máy nén chất làm lạnh và không khí
- Gần thiết bị ngưng tụ hơi
- Gần máy nén hơi
Để giảm tiếng ồn phát ra, có thể sử dụng các biện pháp sau:
- Lựa chọn vật liệu xây dựng: tường đôi cách âm, cửa sổ kín
- Lắp đặt thiết bị giảm âm ở phân xưởng chiết chai
- Hạn chế sử dụng tường ghép
- Làm vỏ cách âm ở những máy gây ồn lớn.

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG
TRÌNH ĐƠN VỊ
3.1. Đề xuất công nghệ xử lý
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 21


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm
a) Nguyên tắc lựa chọn công nghệ:
+
+
+
+

Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải

vào nguồn thải.
Công nghệ đảm bảo mức an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về
lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm.
Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tư
kinh phí tối ưu.
Công nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong một
thời gian dài.
Ngoài ra còn phải chú ý đến:
Lưu lượng thành phần nước cần xử lý.
Tính chất nước thải sau xử lý.
Điều kiện thực tế vận hành, xây dựng.
Khả năng đầu tư
b) Các thông số đầu vào và chỉ tiêu đầu ra của nước thải:
Bảng 3.1. Số liệu thành phần tính chất nước thải

-

STT

Chỉ tiêu

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10

pH
BOD5
COD
SS
Tổng Nitơ
Tổng Photpho
Độ màu
NH4+
Coliform
Nhiệt độ

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Pt/Co
mg/l
MPN/100ml
o
C

Nồng độ
8
950
1500
500

55
15
165
13
250.000
25

QCVN
40 : 2011 BTNMT
Cột B
5.5 – 9
50
150
100
40
6
150
10
5000
40

Dựa vào bảng số liệu có thể thấy các chỉ tiêu như BOD, COD, SS, Coliform đều
vượt rất cao so với QCVN 40:2011/BTNMT
Các chỉ tiêu khác đều đạt quy chuẩn hoặc vượt rất ít, có thể xử lý trong các
quy trình . Từ đó tiến hành đề xuất ra 2 phương án xử lý phù hợp.
c) Đề xuất công nghệ xử lý:

Sơ đồ công nghệ

SVTH: Quách Thành Đạt

GVHD: Ths

Page 22


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Nước rút rửa chai

Điều chỉnh thải từ từ

Nước thải trong quá trình sản xuất

THIẾT BỊ TÁCH RÁC THÔ

Thùng rác
Tách nước dư

HỐ GOM
Bơm Đo lưu lượng
THIẾT BỊ TÁCH RÁC TINH

Dinh dưỡng

BỂ ĐIỀU HÒA

Sục khí

Điều chỉnh pH
Bơm

BỂ LẮNG

Thu khí
sinh học

Sục khí

BỂ YẾM KHÍ UASB

Bể chứa bùn

BỂ HIẾU KHÍ SBR

Bể nén bùn
Bơm

Decanter
Hóa chất

Máy ép bùn

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước đã xử lý, ra cống thoát

Ghi chú:

Đường nước thải

SVTH: Quách Thành Đạt

GVHD: Ths

Đường rác
Page 23

Đóng bao bùn khô


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Đường bùn

Đường khí

3.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
1. Tách rác thô, gom nước thải
Nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, theo đường
mương dẫn chảy về khu xử lý. Phần nước xút rửa chai sẽ được thải từ từ vào hệ
thống, không làm cho pH nước thải tăng. Bể thu gom được xây dựng trong cùng
mặt bằng của khu xử lý. Nước thải trước khi đi vào bể thu gom, phần rác thô có
kích thước lớn sẽ được giữ lại tại song chắn rác thô đặt nghiêng 60 0 ở ngăn tách
rác. Rác tách ra sẽ được công nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ
nơi qui định của nhà máy.
Nước thải từ hố gom được bơm lên bể cân bằng nhờ 2 bơm chìm (1 bơm dự
phòng hoặc hoạt động đồng thời). Các bơm vận hành hoàn toàn tự động nhờ hệ
thống điều khiển.
2. Tách rác tinh và điều hòa cân bằng
Nước thải từ hố gom trước khi bơm vào bể cân bằng, được đi qua 1 thiết bị
tách rác tinh dạng trống quay (RDS) có kích thước khe chắn 1mm. Tại đây, toàn
bộ rác có kích thước >1mm sẽ được giữ lại trên bề mặt trống và được dao gạt

đưa ra ngoài và đổ vào thùng chứa rác, phần nước đi vào bể điều hòa.
Nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tinh tiếp tục chảy qua bể cân bằng. Bể
cân bằng phải có thể tích đủ lớn để đảm bảo điều hòa nồng độ thành phần các
chất ổn định cho quá trình xử lý, cũng như điều hòa lưu lượng.
Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt, quá trình xử lý sinh học yếm khí
đòi hỏi pH = 6,5 – 7,5. Vì thế, cần phải duy trì độ kiềm, không cho pH giảm
xuống dưới 6,2 và nồng độ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỷ lệ COD : N : P = 350
: 5 : 1. Do đó, tại bể điều hòa, nước được điều chỉnh pH về giá trị thích hợp nhờ
bộ pH-controler. Tùy theo giá trị pH trong nước thải mà bơm định lượng xút và
axit cho phù hợp. Ngoài ra, để chống lại hiện tượng sinh bọt trong bể yếm khí,
bể hiếu khí, nước thải được châm thêm một lượng chất chống tạo bọt nhờ bơm
định lượng.
Để tạo khả năng đồng đều các chất trong nước thải và tránh phân hủy yếm
khí gây mùi khó chịu, bể điều hòa được sục khí nén từ ngoài vào.
3. Bể lắng
SVTH: Quách Thành Đạt
GVHD: Ths

Page 24


Đồ án xử lý nước thải thiết kế cho nhà máy bia Sabibeco có công suất 23100 m3 / ngày đêm

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể lắng. Tại đây, hàm lượng chất rắn
lơ lửng SS, BOD, COD giảm xuống nhằm giảm tải và đảm bảo điều kiện đầu
vào cho các công trình xử lý sinh học phía sau.
Nước thải sau khi qua bể lắng được bơm sang bể xử lý yếm khí UASB. Bùn
lắng ở đáy bể được đưa sang bể chứa bùn.
4. Xử lý sinh học yếm khí (UASB)
Tại bể UASB nước thải sẽ được phân phối đều trên diện tích đáy bể qua hệ

thống ống phân phối có đục lỗ. Nhờ hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất
hữu cơ hoà tan trong nước được hấp thụ, phân huỷ và chuyển hoá thành khí
(khoảng 70-80 % là CH4, 20-30% là CO2). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn
nổi lên trên làm xáo trộn gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.
Khi hạt cặn nổi lên gặp tấm chắn khí, khí sẽ được thoát lên trên và được thu vào
hệ thống thu khí mêtan ở phía trên thành bể còn cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp
bùn nước đã tách khí đi vào ngăn lắng. Tại đây bùn lắng xuống dưới đáy qua cửa
phân phối tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí, phần bùn dư sẽ được đưa sang
bể chứa bùn. Nước thải ra khỏi bể UASB có hàm lượng chất hữu cơ tương đối
thấp được chảy tràn qua bể Aeroten SBR thông qua máng thu nước.
5. Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR)
Từ bể UASB, nước thải chảy từng mẻ vào bể SBR qua tuyến ống có lắp van
điện để điều khiển tự động. Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí chính xảy ra tại
đây.
Quá trình oxy hóa chất bẩn thực hiện nhờ bùn hoạt tính hiếu khí. Bùn hoạt
tính hiếu khí là tập hợp các vi sinh vật có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ
trong nước thải thành CO2, nước và các chất vô cơ khác. Để giữ cho bùn hoạt
tính ở trạng thái lơ lửng và để cung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hóa các chất
hữu cơ, dưới đáy mỗi bể có lắp hệ thống phân phối khí. Để vi sinh vật phân hủy
hết các chất hữu cơ có trong nước thải thì thể tích bể sinh học phải lớn và thời
gian lưu lại trong bể đủ dài.
Hiệu quả xử lý tại bể SBR phụ thuộc vào các yếu tố sau: Thành phần các
chất trong nước thải, pH, hàm lượng oxy, lượng bùn, trạng thái hoạt tính của
bùn…
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí, nhu cầu
không thể thiếu được là oxy. Để vi sinh vật hoạt động tốt, lượng oxy hòa tan
trong nước ở bể sinh học ít nhất phải đạt 2 – 4 mg/l. Tùy theo nhiệt độ của môi
trường mà lượng oxy trong nước có khác nhau. Lượng oxy được cung cấp ở đây
là nguồn oxy không khí thông qua thiết bị cấp khí và ở đáy bể có lắp một dàn
SVTH: Quách Thành Đạt

GVHD: Ths

Page 25