THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG CÔNG SUẤT 5000M3 NGÀY ĐÊM

ĐH NÔNG LÂM TP.HCM
Khoa Môi Trường Và Tài Nguyên
 

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA
CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000M3/NGÀY ĐÊM

Sinh viên thực hiện
MSSV
Ngành
Niên khóa

:
:
:
:

NGUYỄN PHAN HOÀNG
09127050
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
2009 - 2013

TP. HCM, Tháng 6 năm 2013 


 

ĐH NÔNG LÂM TP.HCM
Khoa Môi Trường Và Tài Nguyên
 

“THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA
CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000M3/NGÀY ĐÊM”

Tác giả
NGUYỄN PHAN HOÀNG

Khóa luận được trình bày để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD : Th.S NGUYỄN VĂN HIỂN

TP. HCM, Tháng 6 năm 2013


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN
KHOA : MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
HỌ VÀ TÊN SV : NGUYỄN PHAN HOÀNG MSSV : 09127050
KHÓA HỌC : 2009 - 2013
1. TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế hệ thống xử lí nước thải bia, nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương, công suất
5000m3/ngày đêm
2. NỘI DUNG THỰC HIỆN:
 Khảo sát, thu thập số liệu tổng quan về bệnh viện và các vấn đề môi trường có
liên quan đến bệnh viện
 Xác định tính chất,nguồn gốc nước thải.
 Đề xuất 2 phương án công nghệ
 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị.
 Tính toán kinh tế, lựa chọn phương án khả thi
 Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
3. THỜI GIAN THỰC HIỆN : Từ tháng 1 năm 2013 đến tháng 6 năm 2013
4. HỌ TÊN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS.NGUYỄN VĂN HIỂN
Ngày
tháng
năm 2013
Ban chủ nhiệm Khoa

Ngày tháng năm 2013
Giáo Viên Hướng Dẫn

ThS. Nguyễn Văn Hiển



THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến công ơn sinh thành và dưỡng dục của ba,
mẹ. Tất cả mọi người trong gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần và là nguồn động lực để tôi

vượt qua khó khăn, để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Tôi xin chân thành cám ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài
Nguyên của trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã quan tâm và giúp đỡ tận tình cho tôi
trong suốt thời gian học, thực tập và thực hiện khóa luận.
Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thầy đáng kính Th.s Nguyễn Văn Hiển
đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tiễn cho tôi trong
suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin chân thành cám ơn Ban giám đốc nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương và các
anh trong phòng kỹ thuật, phòng xử lý nước thải của nhà máy đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện cho tôi trong thời gian thực tập tốt nghiệp.
Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến Ban giám đốc nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương
đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc tìm hiểu quy trình sản xuất cũng như cung
cấp những kiến thức về quy trình sản xuất của nhà máy, và những thông tin về tích chất
nước thải sản xuất bia, phục vụ cho quá trình thực hiện khóa luận.
Chân thành cảm ơn tất cả các bạn DH09MT đã động viên và giúp đỡ tôi. Cảm ơn
các bạn đã cho tôi nhiều kỷ niệm đẹp của thời sinh viên. Đặc biệt những người bạn đã gắn
bó, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận, đó là những người bạn tôi không bao
giờ quên.
Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của thầy cô và bạn bè.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày

tháng 06 năm 2013

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN PHAN HOÀNG
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang i


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Đồng hành cùng sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của cả nước, ngành công
nghiệp sản xuất đồ uống giải khát đã đem lại những lợi ích to lớn cho ngành kinh tế của
nước nhà.
Bên cạnh nguồn lời to lớn đó, ngành công nghiệp sản xuất đồ uống giải khát cũng để
lại vấn đề nhức nhối về mặt môi trường. Dù tính chất nước thải ít độc hại nhưng với lưu
lượng thải ra hàng ngày rất lớn , nếu lượng nước thải này được thải trực tiếp vào môi
trường mà chưa qua xử lý sẽ là mối nguy hại đối với môi trường và sức khỏe con người.
Nắm bắt được những nguy hại do nước thải sản xuất bia gây ra, tạo sự tín nhiệm về
chất lượng sản phẩm và vấn đề môi trường với các đối tác và người dân, nhà máy bia Sài
Gòn – Bình Dương đã quyết định xây dựng hệ thống xử lý nước thải vào năm 2010 với
công suất 1500 m3/ngày.đêm. Hệ thống đã làm giảm đáng kể ảnh hưởng của nước thải
đến môi trường. Tuy nhiên, khi nhà máy mở rộng quy mô sản xuất thì hệ thống xử lý cũ
đã không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng môi trường. Vì lý do đó, ban lãnh đạo nhà
máy bia Sài Gòn – Bình Dương quyết định xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới với
công suất 5000 m3/ngày.đêm nhằm đưa các chỉ tiêu nước thải đạt quy chuẩn loại A theo
QCVN
40 : 2011/BTNMT.
Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bia cho nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương,
công suất 5000m3/ngày đêm” gồm 2 phương án :
Phương án 1 :
nước thải → song chắn rác → hầm bơm → máy tách rác →bể điều hòa → bể UASB
→ cụm bể Anoxic-Aerotank → bể lắng sinh học → bể khử trùng → hồ hoặc cống thoát
nước KCN.

Phương án 2 :
nước thải → song chắn rác → hầm bơm → bể điều hòa → bể UASB →bồn trộn hóa
chất →bể SBR → bể chưa nước → bể khử trùng → hồ hoặc cống xả thải của KCN.
Chi phí cho 1 m3 nước thải :
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang ii


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

Phương án 1 : 3.000 VNĐ/m3
Phương án 2 : 2.780 VNĐ/m3
 Sau khi phân tích cả 2 phương án về tính kinh tế, kỹ thuật, thi công và vận hành, ta
chọn phương án 2 để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn-Bình
Dương.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang iii


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

Mục lục
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN................................................................................................ ii
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................... vi

PHỤ LỤC BẢNG............................................................................................................ vi
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu: ................................................................................................. 1
1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 1
1.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 2
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 2
1.6. Ý nghĩa của đề tài ...................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN .................. 3
2.1. Tổng quan về ngành sản xuất bia .......................................................................... 3
2.1.1 Trên thế giới ............................................................................................................. 3
2.1.2 Ở Việt Nam ............................................................................................................... 3
2.1.3. Qui trình sản xuất bia............................................................................................. 3
2.1.3.1. Phương pháp sản xuất ............................................................................... 3
2.1.3.2. Nguyên liệu sản xuất bia .......................................................................... 4
2.1.3.3. Quy trình sản xuất bia............................................................................... 6
2.2. Tổng quan về nhà máy bia. .................................................................................... 7
2.2.1. Vị trí địa lí............................................................................................................... 7
2.2.1.1. Giới thiệu chung ....................................................................................... 7
2.2.1.2. Chức năng và nhiệm vụ ............................................................................ 7
2.2.2. Nguyên vật liệu cho sản xuất bia ............................................................................ 7
2.3. Đặc tính của nguyên liệu. ...................................................................................... 11
2.3.1. Malt ...................................................................................................................... 11
2.3.2. Hoa houblon ......................................................................................................... 11
2.3.4. Nước ..................................................................................................................... 12
2.4. Tổng quan về nước thải bia .................................................................................. 12
2.4.1. Tính chất nước thải sản xuất bia .......................................................................... 13
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG .............. 15
3.1. Các nghiên cứu về xử lý nước thải bia ................................................................ 15
3.1.1. Các phương pháp xử lý cơ học............................................................................ 15

3.1.1.1. Song chắn rác.......................................................................................... 15
3.1.1.2. Bể lắng .................................................................................................... 15
3.1.1.3. Bể tuyển nổi ............................................................................................ 16
Phương pháp xử lý hóa lý ............................................................................. 16
3.1.2.
3.1.2.1. Keo tụ - tạo bông .................................................................................... 16
3.1.2.2. Hấp phụ................................................................................................... 16
3.1.2.3. Oxi hoá khử ............................................................................................ 17
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang iv


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

3.1.3.

Phương pháp sinh học ................................................................................... 17
3.1.3.1. Hồ sinh học hiếu khí ............................................................................... 17
3.1.3.2. Phương pháp bùn hoạt tính ..................................................................... 17
3.1.3.3. Phương pháp xử lý kị khí........................................................................ 18
3.2. Các công trình đã được áp dụng .......................................................................... 20
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT, TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN ............................................ 23
4.1. Cơ sở lựa chọn phương án .................................................................................... 23
4.1.1. Mức độ cần xử lí ................................................................................................... 23
4.1.2. Nước thải đầu vào của hệ thống ........................................................................... 23
4.1.3. Khả năng tài chính của nhà máy .......................................................................... 24
4.1.4. Diện tích xây dựng khu xử lý ................................................................................ 24
4.2. Đề xuất phương án xử lý ....................................................................................... 24

4.2.1. Phương án 1 ......................................................................................................... 25
4.2.2. Phương án 2 ......................................................................................................... 36
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .................................................................... 49
5.1. Kết luận .................................................................................................................. 49
5.2. Kiến nghị: ............................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 50
Phục lục tính toán ...................................................................................................... - 1 A. PHẦN THIẾT KẾ ................................................................................................ - 1 B. TÍNH TOÁN KINH TẾ ...................................................................................... - 51 -

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang v


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương ..................................................7
Hình 2.2: Malt ....................................................................................................8
Hình 2.3: Gạo .....................................................................................................8
Hình 2.4: Hoa houblon .......................................................................................9
Hình 2.5: Men bia ...............................................................................................9
Sơ đồ 2: Dây chuyền sản xuất ..........................................................................10
Hình 3.2.1: Quy trình XLNT nhà máy bia Will Brau GmbH ...........................20
Hình 3.2.2: Quy trình XLNT nhà máy bia Bavane Lieshout, Hà Lan ..............20
Hình 3.2.3: Quy trình xử lý nước thải ở công ty Bia Huế. ...............................21
Hình 3.2.4: Quy trình xử lý nước thải ở công ty Bia Việt Nam_ Quận 12 .......22
Hình 4.2.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1 .......................................................25
Hình 4.2.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2 .......................................................36

PHỤ LỤC BẢNG

Bảng 2.1.Chất lượng nước thải theo QCVN 40/2011-BTNMT, cột A..........13
Bảng 4.1 : QCVN 40 : 2011 BTNMT – cột A ................................................23
Bảng 4.2 : Tính chất nước thải đầu vào ........................................................23
Bảng 4.3: Hiệu suất ước tính của các công trình .........................................28
Bảng 4.4 : Thông số thiết kế hệ thống xử lý ..................................................30
Bảng 4.5: Hiệu suất các công trình...............................................................40
Bảng 4.6 : Thông số thiết kế hệ thống xử lý ..................................................42
Bảng 4.7 : So sánh bể SBR và AEROTANK ..................................................47

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang vi


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày này, cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế, vấn đề môi trường đang được
quan tâm, đặc biệt là vấn đề nước thải trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Phần lớn
nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp chế biến, cơ sở sản xuất công nghiệp,.. khi xả vào
môi trường chưa đạt tiêu chuẩn cho phép, đã dẫn đến chất lượng môi trường ngày càng bị
suy thoái nghiêm trọng, đặc biệt là chất lượng môi trường nước.
Ở Việt Nam, trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp nói chung và sự sự bùng nổ của ngành công nghiệp sản xuất nước giải khát nói
riêng, đã đóng góp rất lớn cho ngân sách nhà nước, góp phần tạo công ăn việc làm cho

người lao động. Tuy nhiên, cũng như các ngành công nghiệp thực phẩm khác, nước thải
của các nhà máy bia chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, tuy không độc hại nhưng
lưu lượng nước thải ra hàng ngay khá lớn đã gây không ít ảnh hưởng tới môi trường.
Đứng trước thực trạng này, để bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ nguồn nước nói
riêng cần phải xử lý nước thải tại các khu công nghiệp, tại các nhà máy sản xuấtđạt tiêu
chuẩn cho phép trước khi xả thải vào môi trường là một điều cần thiết.
Chọn đề tài “thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bia” cho khóa
luận tốt nghiệp, tôi mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào sự nghiệp bảo vệ môi trường
cho tổ quốc, đồng thời tích lũy thêm kinh nghiệm về việc áp dụng các công nghệ xử lý
sao cho phù hợp với từng loại nước thải đặc trưng cũng như trau dồi lại kiến thức đã được
học trên ghế nhà trường.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia đạt chuẩn loại A theo QCVN
40:2011/BTNMT
1.3. Nội dung nghiên cứu
-

Tìm hiểu qui trình và công nghệ sản xuất bia của nhà máy

-

Hiện trạng môi trường tại nhà máy

-

Phân tích, đề xuất phương án xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất bia

-

Tính toán, thiết kế các công trình đơn vị

-

Tính toán kinh tế, lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 1


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Điều tra khảo sát thực địa tại nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương
- Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, mạng xã hội, một số đề tài nghiên cứu , lý
thuyết liên quan.
- Sử dụng các phần mềm word để viết văn bản. Excel tính toán số liệu, và thể hiện bản vẽ
thiết kế hệ thống xử lý bằng phần mềm Autocad.
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Không gian: nhà máy sản xuất bia Sài Gòn – Bình Dương
Thời gian: 1/2 /2013 – 30/4 /2012
Đối tượng: nước thải sản xuất bia và nước thải sinh hoạt tại nhà máy
Chỉ tiêu phân tích: pH, SS, COD, BOD, nitơ, photpho
1.6. Ý nghĩa của đề tài
- Môi trường : xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải, tránh tình trạng gây ô nhiễm môi trường, ảnh
hưởng tới môi trường xung quanh và hệ sinh vật thủy sinh.
- Kinh tế : Tiết kiệm tài chính cho công ty trong việc phải nộp phạt về phí môi trường,
nâng cao chất lượng của nhà máy vì môi trường cũng là một một tiêu chi đánh giá chất
lượng, uy tín, thương hiệu sản phẩm của nhà máy với đối tác khó tính và đối tác nước

ngoài.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 2


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN
2.1. Tổng quan về ngành sản xuất bia
2.1.1 Trên thế giới
Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu Âu, khởi điểm ở một số
nước như Đức, Pháp, Anh, Hà Lan... Với nhu cầu của thị trường ngày càng đa dạng và
phong phú không những về số lượng mà cả chất lượng. Chính vì vậy, trong những năm
gần đây, để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, ngành công nghiệp sản xuất bia đã
không ngừng cải tiến để đưa ra thị trường những sản phẩm bia tươi, bia chai, bia lon,...
đạt chất lượng Quốc tế. Bên cạnh đó, ngành cũng có nhiều đầu tư cho công tác xử lý chất
thải do hoạt động sản xuất tạo ra đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi xả thải vào môi trường.
2.1.2 Ở Việt Nam
Hiện nay ngành công nghiệp bia trong cả nước phát triển mạnh và có qui mô rộng.
Ngành bia trong vòng 10 năm qua đã tập trung đầu tư mạnh nhằm nâng cao năng suất,
tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm, với các nhãn hàng bia đang được người tiêu dùng
ưa chuộng như Heneiken, Tiger, Sài Gòn, 333, Huda Huế …..Ngành đã chú trọng đầu tư
các dây chuyền thiết bị hiện đại tiên tiến đồng bộ và có công nghệ tiên tiến trên thế giới.
2.1.3. Qui trình sản xuất bia

2.1.3.1. Phương pháp sản xuất

Bia được sản xuất theo hai phương pháp lên men cơ bản
- Phương pháp sản xuất truyền thống.
- Phương pháp sản xuất hiện đại.
Theo phương pháp lên men truyền thống, quá trình sản xuất bắt buộc phải qua
những giai đoạn chủ yếu sau đây:
- Đường hoá tinh bột thành đường nhờ enzym amylase của malt hoặc amylase
của vi sinh vật (nếu sử dụng nguồn tinh bột thay thế malt).
- Lên men chính.
- Lên men phụ, tạo sản phẩm.
Theo phương pháp lên men hiện đại, các quá trình cũng tương tự như trên. Tuy
nhiên, có điều khác cơ bản là người ta tiến hành quá trình lên men chính và lên men phụ
trong cùng một thiết bị. Điều khiển quá trình lên men này bằng hệ thống làm lạnh cục bộ.
Bằng hệ thống lạnh được lắp đặt trong thiết bị lên men, người ta điều khiển quá trình lên
men chính, phụ xen kẽ và cuối cùng toàn bộ hệ thống được lên men phụ.
Hiện nay, phương pháp lên men truyền thống vẫn được áp dụng trong sản xuất và
vẫn được phát triển rất mạnh ở nhiều nước trên thế giới.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 3


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

2.1.3.2. Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 4 thành phần cơ bản: Malt đại mạch,
hoa houblon, nấm men và nước. Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa
sản phẩm các nhà máy sản xuất thường dùng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu
xuất của quá trình sản xuất người ta thường sử dụng thêm một số chế phẩm enzyme.

o Nước
Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có
ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc
thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh
hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước
được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm
là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó, để đảm 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.
o Malt đại mạch
Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hóa, vừa là nguyên liệu đặc trưng để sản xuất
bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất đăc trưng hơn hẳn so với bia
được sản xuất từ malt của các loại hạt hoa thảo khác.
Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm đến một
giai đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt
ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tích
luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym trong đại mạch. Hệ enzym này giúp chuyển
hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan vào nước tham gia vào quá trình lên men. Thời
gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ cùng
một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn.
o Hoa houblon
Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN,
là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia. Làm cho bia có vị đắng dễ chịu,
hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định
thành phần sinh học của sản phẩm.
Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì hoa đã thụ phấn sẽ
tạo hạt làm giảm chất lượng bia. Hoa được sử dụng dưới nhiều dạng khác nhau: dạng hoa
nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, không sử dụng 100% cao hoa vì sẽ làm cho
mùi, vị của bia bị giảm sút.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 4


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

o Men
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể
được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau. Men bia sẽ chuyển hoá đường thu được
từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit (CO2). Bia Sài Gòn, với công nghệ sản xuất
hiện đại hiện sử dụng loại men được nuôi cấy có độ tinh khiết cao, đảm bảo sự ổn định và
đồng bộ trong sản phẩm của mình.
 Nguyên liệu thay thế
Trong công nghiệp sản xuất bia, với mục đích giảm giá thành và đa dạng hóa sản
phẩm, người ta đã sử dụng một số nguyên liệu thay thế malt đại mạch.
+ Nguyên liệu giàu tinh bột
Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu dạng hạt như đại mạch chưa nẩy mầm,
tiểu mạch, gạo, ngô đã tách phôi để thay thế malt đại mạch.
Lượng nguyên liệu thay thế được sử dụng tùy theo từng nước và từng loại bia. Có
những nước cấm sử dụng nguyên liệu thay thế nhưng cũng có những nước sử dụng với tỉ
lệ cao (trên 50%). Khi sử dụng nguyên liệu thay thế để nấu bia với tỉ lệ cao cần phải sử
dụng thêm các chế phẩm enzym.
+ Các nguyên liệu giàu đường
Các loại nguyên liệu giàu đường được bổ sung trực tiếp vào dịch đường ở giai
đoạn houblon hóa. Có thể sử dụng các loại nguyên liệu sau để bổ sung: đường mía,
đường củ cải, đường glucose, đường nghịch đảo, mật tinh bột,... Không nên sử dụng
đường với tỉ lệ lớn để thay malt trong nấu bia vì khi đó sẽ làm thay đổi lớn tỉ số giữa các
chất đường và không đường kết quả sẽ làm giảm chất lượng của bia.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 5


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

2.1.3.3. Quy trình sản xuất bia
Xay nghiền

Malt khô

Ngâm nấu
đường hóa

Xử lý

Nước

Lọc trong
Hơi nước

Dịch đường

Đun sôi

Hoa houblon

Lắng trong
Không khí
Làm nguội
Nén

Xử lý
Lên men chính
Lên men phụ
và tàng trữ
Lọc trong
CO2

Chai, lon

Xuất

Bia tươi

Rửa khử trùng

Chiết chai, lon

Thanh trùng

Dán nhãn

Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất bia

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 6


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

2.2. Tổng quan về nhà máy bia.

Hình 2.1: Nhà máy bia Sài Gòn – Bình Dương
2.2.1. Vị trí địa lí

2.2.1.1. Giới thiệu chung
Tên công ty: 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.
Điện thoai: (84-650) 6271112
Fax: (84-650) 6271112
Năng lực sản xuất: 110 triệu lít/năm.
Tổng diện tích: 75.000 m2.
Tổng số lao động: 160 người.
Vốn đầu tư (VND): 500 tỉ đồng.

2.2.1.2. Chức năng và nhiệm vụ
 Chức năng: Sản xuất bia, rượu.
 Nhiệm vụ
- Kinh doanh đúng ngành nghề đã đăng ký giấy phép kinh doanh.
- Xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch sản xuất kinh doanh đã đề ra và đã đăng ký
với khách hàng.
- Thực hiện lao động đúng luật lao động quy định của nhà nước.
- Tuân thủ các chính sách và chế độ quản lý kinh tế của nhà nước, thực hiện đầy đủ,

trung thực báo cáo tài chính.
- Về công tác vệ sinh: đảm bảo an toàn kết hợp với công tác phòng cháy chữa cháy.

2.2.2. Nguyên vật liệu cho sản xuất bia
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 7


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

-

Malt

Hình 2.2: Malt
-

Gạo

Hình 2.3: Gạo

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 8


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

-

Hoa Houblon

Hình 2.4: Hoa houblon
-

Men bia

Hình 2.5: Men bia
-

Nước

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 9


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

Quy trình sản xuất tại nhà máy
  
Nước rửa

Nước mềm

Malt

Gạo

Nguyên liệu
Phụ gia

Nấu - đường hóa

Hơi nước

Lọc dịch đường

Hoa
houblon

Bã malt

Nấu hoa

Hơi nước

Tách bã

Bã malt

Làm lạnh

Glycol hay nước đá

Lên men chính. phụ

Men giống
Chất trợ lọc

Lọc bia

Bã men
Nén CO2
Bã lọc

Bão hòa CO2

Hơi xút
Chai, lon

Chiết chai-lon

Rửa chai

Đóng nắp

Nước thải
Hơi nước

Thanh trùng
Kiểm tra, dán nhãn, nhập kho
Sản phẩm
Nước thải

Sơ đồ 2: Dây chuyền sản xuất

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 10


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

Thuyết minh dây chuyền sản xuất
Dây chuyền sản xuất của nhà máy là dây chuyền khép kín, có thể chia làm 3 giai
đoạn: gia đoạn nấu, giai đoạn lên men và giai đoạn chiết.
 Giai đoạn nấu
Nguyên liệu (malt, gạo) chứa trong kho của nhà máy và được bảo quản cẩn thận.
Sau đó đưa vào các bồn chứa của phân xưởng nấu - đường hóa. Trong giai đoạn này malt,
gạo được xay còn nguyên vỏ và nghiền nát được đưa vào trong nồi để nấu. Sau khi
nguyên liệu được nấu trong một thời gian nhất định sẽ được lọc bã và cho ra dịch đường.
Đường này sẽ được chuyển đến bộ phận lên men.
 Giai đoạn lên men và lọc
Tại đây dịch đường trộn chung với hoa houblon và một số phụ gia khác để lên
men, sau khi trải qua 2 quá trình lên men chính và lên men phụ. Quá trình lên men chính
sẽ tạo ra bia bán thành phẩm. Sau đó lọc bia bán thành phẩm để loại bỏ các tạp chất đồng
thời làm trong nước bia và chuyển đến phân xưởng chiết.
 Giai đoạn chiết
Tại đây lon, chai sẽ được súc rữa, hấp, làm lạnh nhằm diệt trùng vi khuẩn, làm khô
sau đó chiết bia và đóng chai.
2.3. Đặc tính của nguyên liệu.
2.3.1. Malt
Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hóa, vừa là nguyên liệu đặc trưng để sản xuất
bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất đăc trưng hơn hẳn so với bia
được sản xuất từ malt của các loại hạt hoa thảo khác.

Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm đến một
giai đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt
ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tích
luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym trong đại mạch. Hệ enzym này giúp chuyển
hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan vào nước tham gia vào quá trình lên men. Thời
gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ cùng
một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn.
2.3.2. Hoa houblon
Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng hoa nguyên và dạng viên. Sử dụng hoa
nguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng nhưng đồng thời cũng có nhược điểm là
giá thành cao, khó bảo quản.
2.3.3. Men bia
Là yếu tố quan trọng để tạo ra chất lượng của bia, giống nấm men làm cho bia
ngon hơn, có hương vị đậm đà và mùi thơm đặc trưng là làm giảm hàm lượng diacetyl.
Nấm men là tác nhân của quá trình tạo độ rượu cho bia, chúng hấp thụ dịch đường và
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 11


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

chất dinh dưỡng như: acid amin, protein, vitamin, khoáng, enzyme… để phát triển đến
một số lượng nhất định và trong môi trường yếm khí nó lại thực hiện vai trò tạo rượu và
hương độc đáo cho bia.
2.3.4. Nước
Bia thành phẩm với 80 – 90 % là nước, vậy nước là nguyên liệu chính cho sản xuất bia.
Ngoài ra nước còn dùng trong quá trình trộn nấu, vệ sinh thiết bị v.v…
Thành phần hoá học của nước ảnh hưởng tới đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nó

tác động trong suốt quá trình chế biến.
Do đó nước dùng cho sản xuất bia luôn được kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng và phải
thoả mãn các chỉ tiêu chất lượng.
Nước dùng để nấu bia phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng, gồm các chỉ tiêu vi
sinh vật, vật lý, hóa học, và tính chất cảm quan. Các tiêu chuẩn này cũng có thể thay đổi
tùy giai đoạn và mục đích sử dụng.
Nhà máy sử dụng nước ngầm, nước qua hệ thống xử lý nước của nhà máy trước khi được
sử dụng để sản xuất bia.
2.4. Tổng quan về nước thải bia
Các nguồn phát sinh chất thải
Nước thải của nhà máy gồm có nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh thiết bị, nước
thải nhà xưởng và nước thải sinh hoạt. Theo dây chuyền sản xuất hầu hết các công đoạn
trong quá trình sản xuất đều phát sinh nước thải.
Nước thải ở công đoạn nấu: gồm quá trình hồ hóa - đường hóa - nấu hoa,.... có
chứa nhiều bã malt, bã hoa trôi theo dòng thỉa khi vệ sinh thiết bị và nhà xưởng.
Nước thải ở công đoạn lên men: chủ yếu là nước vệ sinh các thiết bị lên men và
sàn nhà chứa nhiều bã và các chất hữu cơ.
Nước thải sử dụng trong quá trình trao đổi nhiệt như ở lò hơi, làm lạnh,.. ít bị ô
nhiễm. Ngoài ra còn có nước thải rữa chai.
Nước thải ở công đoạn lọc bia chứa cặn bia và các chất trợ lọc (diatomit) trôi theo
dòng thải. Ở công đoạn chiết bia rơi vãi đi theo dòng thải chung.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 12


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

2.4.1. Tính chất nước thải sản xuất bia
Bảng 2.1.Chất lượng nước thải theo QCVN 40/2011-BTNMT, cột A
Stt

Thông số

Đơn vị

Giá trị

-

6-8

QCVN 40/2011-BTNMT
Cột A

1

pH

6-9

2

COD

mg/l

75

3

BOD5

mg/l

30

4

SS

mg/l

50

5

Ntổng

mg/l

20

6

Ptổng

mg/l

4

7

Độ màu

Pt-Co

50

Đặc trưng nước thải nhà máy Bia: hàm lượng các chất hữu cơ protein và cacbonate
cao, tỉ số BOD5/COD cao, hàm lượng N, P cao. Nước thải từ quá trình sản xuất bia có
thành phần, tính chất và nhiệt độ không ổn định phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau. Các
nguồn nước thải chủ yếu:
Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ
Đây là loại nước thải ô nhiễm nặng. Nước thải phát sinh từ công nghệ lọc phèn nên
chúng bị nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ, cặn bã hèm, các vi sinh vật.
Nước thải lọc dịch đường
Nước thải này thường bị nhiễm bẩn hữu cơ, lượng gluco trong nước này cũng ở
mức cao, là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinh vật. Ngoài ra nước
thải lọc dịch đường có độ đục và độ màu khá cao.
Nước thải từ các thiết bị giải nhiệt
Được xem như là sạch nhưng có nhiệt độ cao khoảng 45 - 500C có thể có một
lượng dầu mỡ nhưng không đáng kể.
Nước rửa chai: đây là dòng thải có độ kiềm cao.
2.4.2. Ảnh hưởng của nước thải sản xuất bia tới môi trường
Nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa nhiều hợp chất hữu cơ có nguồn gốc
từ tinh bột, protein,... nếu không được xử lý thỏa đáng sẽ gây những tác động xấu đến môi
trường:

Khí phân giải từ nước có mùi hôi thối và có chứa các khí độc nhu: H2S,...
Góp phần làm tăng hàm lượng các chất lơ lửng trong nước chủ yếu là do bã malt,
gạo, xác men, bột trợ lọc có trong nước thải.
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 13


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

Góp phần làm giảm lượng ôxy hòa tan trong nước ảnh hưởng hoạt động của vi sinh
vật trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Ảnh hưởng đến quá trình tái tạo ôxy hòa tan
trong nước.
Tăng khả năng gây phú dưỡng nguồn nước do các chất dinh dưỡng trên có trong
nước thải. Khi quá trình phú dưỡng hóa xảy ra sẽ làm giảm lượng ôxy hòa tan trong nước
gây nên hiện tượng phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ và sinh ra một số sản phẩm
độc hại như H2S,.. ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 14


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – BÌNH DƯƠNG
CÔNG SUẤT 5000 m3/ngày.đêm

CHƯƠNG 3:
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG
3.1. Các nghiên cứu về xử lý nước thải bia

3.1.1. Các phương pháp xử lý cơ học
Là phương pháp để loại bỏ tạp chất như: Chất rắn lơ lưỡng có kích thức lớn, cát,
sỏi, dầu mỡ, rơm cỏ, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ…. Đây là phương pháp đơn giản, rẻ tiền,
hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao và đang được sử dụng rộng rãi.
Một số công trình được áp dụng hiện nay trong xử lí nước thải ngành sản xuất bia
hiện nay như song chắn rác, bể lắng, bể tuyển nổi..

3.1.1.1.

Song chắn rác

Song chắn rác giữ lại các thành phần có kích thước lớn, tránh làm tắc máy bơm,
đường ống hoặc kênh dẫn.
Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mương dẫn nước.
Khoảng cách giữa các thanh đan gọi là khe hở. Song chắn rác có thể phân thành các nhóm
sau:
 Theo khe hở song chắn phân biệt loại thô (30 - 200mm) và loại trung bình (5 25mm).
 Theo đặc điểm cấu tạo phân biệt loại cố định và loại di động.
 Theo phương pháp lấy rác khỏi song chắn phân biệt loại thủ công và cơ giới.
Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở của vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 - 60o
nếu làm sạch thù công hoặc nghiêng một góc 75 - 80o nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện
song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn
trong khoảng từ 0,7 - 1 m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,7 5 - 1 m/s nhằm
tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất
thải rắn và lắng cặn

3.1.1.2. Bể lắng
Sử dụng trọng lực để loại bỏ các hạt cặn có khả năng lắng ra khỏi nước thải. Các
công trình thường được sử dụng : bể lắng cát, bể lắng 1 , bể lắng 2.
 Bể lắng cát: có nhiệm vụ tách các tạp chất vô cơ chủ yếu là cát và được bố trí trước

bể lắng. Sử dụng bể lắng cát để tránh ảnh hưởng xấu tới các công trình xử lý nước thải
khác.
 Bể lắng 1 và 2: Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước
thải (bể lắng 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh
học (bể lắng 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể
lắng đứng.
 Bể lắng ngang: Nước thải chuyển động theo phương ngang qua bể với vận tốc
không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,2 – 2,5 giờ.
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀNG

Trang 15