THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT-QUẢNG NGÃI CÔNG SUẤT 2000M3/NGÀY ĐÊM

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ
MÁY BIA DUNG QUẤT-QUẢNG NGÃI
CÔNG SUẤT 2000M3/NGÀY ĐÊM

Ngành học

: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN VĂN TẤN

Niên khóa

: 2006 – 2010

Tháng 2/2010

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

1


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
===oOo===

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Khoa

: Môi trường và tài nguyên

Ngành

: Kỹ thuật môi trường

Lớp

Họ và tên

: Nguyễn Văn Tấn

MSSV : 06113081

: DH06MT

1. Tiêu đề luận văn.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất-Quảng Ngãi
2. Nhiệm vụ.

- Thu thập số liệu.
- Đề xuất công nghệ xử lý.
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý.
- Trình bày thuyết minh tính toán.
- Trình bày bản vẽ tính toán.
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/2/2010
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 10/7/2010
5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Tấn Thanh Lâm
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua bộ môn.
Ngày .......tháng....... năm ......
Ban chủ nhiệm khoa

Giáo Viên Hướng Dẫn

( Ký và ghi rõ họ tên)

( Ký và ghi rõ họ tên )

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ) ................................................
Đơn vị ...............................................................................
Ngày bảo vệ ......................................................................
Điểm tổng kết ...................................................................
Nơi lưu trữ luận văn .........................................................
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

2


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt bốn năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Nông Lâm TP.HCM,
tôi đã trưởng thành hơn về nhận thức và đạo đức. Hôm nay, tôi có thể hoàn thành khóa
luận tốt nghiệp là nhờ sự giúp đỡ của rất nhiều người.
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cám ơn ban giám hiệu trường đại học Nông Lâm
Tp.Hồ Chí Minh đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và sinh hoạt tại
trường trong suốt thời gian học.
Xin chân thành cám ơn các quý thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên
đã hết sức giúp đỡ, giảng dạy cho tôi ở những năm học vừa qua.
Đặc biệt, tôi xin chân thành cám ơn thầy ThS. Lê Tấn Thanh Lâm đã hướng dẫn
tận tâm và nhiệt tình để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp như hôm nay.
Tôi xin cám ơn gia đình là nguồn động viên và là điểm tựa vững chắc đã hỗ trợ
và tạo nghị lực cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, xin cám ơn các bạn trong lớp đã luôn ủng hộ tôi trong thời gian vừa
qua.
Xin chân thành cám ơn
Nguyễn Văn Tấn

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

3


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN
Ngành sản xuất bia nước ta đang trong thời kỳ phát triển, nhu cầu người tiêu
dùng ngày càng cao, nó chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế nước ta hiện
nay. Tuy nhiên, ngành sản xuất bia cũng góp phần gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi

trường, đặc biệt là nước thải, gây ảnh hưởng môi trường xung quanh và người dân
sống bên cạnh.
Do đó mà vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường được đặt ra. Khoá luận này tập
trung tìm phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung
Quất – Quảng Ngãi đạt TCVN 5945 – 2005, loại B. Từ việc tham khảo các tài liệu về
nước thải ngành bia và tham quan thực tế tại một vài nhà máy bia đã có hệ thống hệ
thống xử lý nước thải đạt TCVN 5945 – 2005, loại A và B , khoá luận đã dự tính thông
số xả thải của nhà máy và đề xuất 2 phương án xử lý với công suất là 2000 m3/ngày:
- Phương án 1: nước thải từ nhà máy được thu gom về hầm bơm sau khi qua
thiết bị chắn rác thô. Sau đó, nước thải được bơm lên bể điều hoà, và tiếp tục được
bơm qua UASB rồi tự chảy vào bể Aeroten, qua lắng II trước khi được xả vào nguồn
nước.
- Phương án 2: tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể trung gian và SBR thay
cho bể Aeroten và lắng II.
Qua tính toán, phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật, đã lựa chọn phương án 1 là
phương án xử lý nước thải cho nhà máy với các tiêu chí:
- Đảm bảo hiệu quả xử lý, nước thải đầu ra đạt TCVN 5945 – 2005, loại B.
- Vận hành đơn giản.
- Giá thành xử lý 1 m3 nước thải: 850 VNĐ.

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

4


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................. 9
1.1. Đặt Vấn Đề. .......................................................................................................... 9

1.2. Mục Tiêu Khóa Luận. ........................................................................................... 9
1.3. Nội Dung Khóa Luận. .........................................................................................10
1.4. Phương Pháp Thực Hiện. ....................................................................................10
1.5. Đối Tượng Và Phạm Vi Đề Tài. ........................................................................... 8
1.6. Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài. ................................................... 8
CHƯƠNG 2.TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ................................................................ 11
2.1. Tổng Quan Về Ngành Sản Xuất Bia...................................................................11
2.1.1. Tổng quan về ngành bia thế giới. ........................................................................... 11
2.1.2. Tổng quan về ngành bia Việt Nam. ........................................................................ 11

2.2. Tổng quan về nhà máy bia Dung Quất. ..............................................................12
2.2.1. Giới thiệu chung về nhà máy bia Dung Quất. ........................................................ 12
2.2.2. Công nghệ sản xuất bia của nhà máy. .................................................................... 15

CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA ................................... 23
3.1. Đặc trưng của nước thải trong sản xuất bia. .......................................................23
3.2. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức). ............24
3.3. Hệ thống xử lý yếm-hiếm khí của nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan) .....25
3.4. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á: ........................................27
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ..................... 30
4.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý. ........................................................................30
4.2. Đề xuất công nghệ. .............................................................................................31
4.2.1. Phương án 1. ........................................................................................................... 31
4.2.2. Phương án 2: ........................................................................................................... 34

4.3. Tính toán – thiết kế hệ thống ..............................................................................37
4.3.1 Phương án 1 ............................................................................................................. 37
4.3.2. Phương án 2 ............................................................................................................ 40

4.4. Dự toán kinh tế....................................................................................................41

4.4.1. Phương án 1 ............................................................................................................ 41
4.4.2. Phương án 2 ............................................................................................................ 41

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

5


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

4.5. Lựa chọn phương án thiết kế ..............................................................................41
Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..................................................................... 42
5.1 KẾT LUẬN..........................................................................................................42
5.2 KIẾN NGHỊ .........................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 43
PHỤ LỤC 1. TCVN 5945 – 2005 ............................................................................... 45
PHỤ LỤC 2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. .................................... 48
PHỤ LỤC 3. TÍNH TOÁN KINH TẾ ....................................................................... 76
PHỤ LỤC 4. BẢN VẼ THIẾT KẾ ............................................................................. 76

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

6


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm .................................... 10
Hình 2.2. Sơ đồ cơ cấu tổ chức .............................................................................. 12

Hình 2.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia .............................................. 18
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ và dòng thải của quá trình sản xuất bia ...................... 20
Hình 3.1. Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức) ...... 22
Hình 3.2. Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan) ...... 23
Hình 3.3. Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á .................................. 25
Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 1 ............................................... 29
Hình 4.2. Hiệu suất xử lý phương án 1................................................................... 31
Hình 4.3. Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 2 ............................................... 32
Hình 4.4. Hiệu suất xử lý theo phương án 2........................................................... 34

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bàng 2.1. Đặc tính nước thải nhà máy bia Dung Quất........................................... 19
Bảng 3.1. Đặc trưng của nước thải trong sản xuất bia ........................................... 21
Bảng 3.2. Hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy bia Đông Nam Á ....................... 26
Bảng 4.1. Thông số lưới chắn rác ........................................................................... 35
Bảng 4.2. Thông số bể thu gom .............................................................................. 35
Bảng 4.3. Thông số bể điều hòa ............................................................................. 35
Bảng 4.4. Thông số bể UASB ................................................................................ 36
Bảng 4.5. Thông số bể Aerotank ............................................................................ 36
Bảng 4.6. Thông số bể lắng .................................................................................... 37
Bảng 4.7. Thông số bể khử trùng ........................................................................... 37
Bảng 4.8. Thông số bể chứa bùn ........................................................................... 37
Bảng 4.9. Thông số sân phơi bùn ........................................................................... 37
Bảng 4.9. Thông số bể trung gian........................................................................... 38
Bảng 4.10. Thông số bể SBR ................................................................................. 38
Bảng 4.11. So sánh 2 phương án thiết kế ............................................................... 39

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

7

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
COD

: Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand)

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand)

SS

: Chất rắn lơ lửng ( Suspended Solid)

TSS

: Tổng cặn lơ lửng ( Total Suspended Solids)

VSS

: Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi ( Volatile Suspended Solid)

MLSS

: Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn ( Mixed Liquor Suspended Solid)

MLVSS

: Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi của hỗn hợp bùn (Mixed Liquor Volatile
Suspended Solid)

F/M

: Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật ( Food and microorganism ratio)

SBR

: Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor)

TP

: Thành phố

KCN

: Khu công nghiệp

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD

: Tiêu chuẩn xây dựng

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

8


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt Vấn Đề.
Hiện nay nhu cầu bia trên thế giới cũng như ở Việt Nam tiêu thụ rất lớn vì bia là
một loai nước uống rất tốt, bổ, mát, có độ cồn thấp, hương vị đặc trưng của hoa
houblon. Theo nhóm nghiên cứu tại bệnh viện St Thomas và Đại học King phát hiện ra
rằng, bia là thực phẩm giàu silicon nhất,giúp xương chắc hơn. Ngoài ra, uống bia vừa
phải còn có lợi cho tim mạch, cơ thể, thậm chí có thể chữa được một số bệnh(theo
tuvanonline.com).
Theo hiệp hội bia- rượu- nước giải khát Việt Nam, nữa đầu năm 2008, tăng trưởng
bia vẫn ở mức 14%. Mặc dù nền kinh tế còn nhiều biến động, lạm phát tăng cao, giá cả
các loại tư nguyên liệu đầu vào phục vụ sản xuất bia những tháng đầu năm tăng rất
cao(thậm chí gấp 5 lần)so với cùng kỳ, và giá bia tăng cao nhưng sản xuất bia vẫn tăng
trưởng mạnh.
Với sự xuất hiện của nhiều nhà máy sản xuất bia thì các loại chất thải trong qui
trình sản xuất cũng không ngừng tăng lên. Cùng với các loại nước thải sinh hoạt và
nước thải các nghành công nghiệp khác đã gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với môi
trường. Vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp ra các hệ thống xử lý nước thải
trong nghành công nghiệp sản xuất bia là một yêu cầu cấp thiết cho việc bảo vệ môi
trường, đảm bảo sự phát triển bền vững cho xã hội loài người và các loài sinh vật sống
trên hành tinh chúng ta.
Hiện tại, nhà máy bia Dung Quất đã sản xuất được gần 31 triệu lít tính đến tháng
12/2009, tăng gần 28% so với năm 2008, doanh thu đạt 38 tỉ đồng, tăng 30% so với
năm 2008, vượt 17% chỉ tiêu kế hoạch năm 2009. Tuy nhiên, hiện nay nhà máy bia
Dung Quất chưa có hệ thống xử lý nước thải bia, gây nguy hiểm cho môi trường và
con người. Chính vì lý do trên nên tác giả chọn đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước

thải nhà máy bia Dung Quất-Quãng Ngãi đạt loại B-TCVN-5945-2005 cho luận văn
tốt nghiệp kĩ sư ngành kỹ thuật môi trường.

1.2. Mục Tiêu Khóa Luận.
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

9


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

Tính toán đề xuất hai phương án xử lý nước thải bia.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất-Quãng Ngãi đạt tiêu
chuẩn loại B-TCVN-5945-2005.
Tính toán kinh tế hệ thống xử lý.
1.3. Nội Dung Khóa Luận.
Tìm hiểu công nghệ sản xuất.
Tính chất đặc trưng, lưu lượng nước thải.
Khảo sát hiện trạng tại nhà máy bia Dung Quất.
Phân tích, đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho nhà máy bia Dung Quất.
Tính toán thiết kế các công trình đơn vị.
Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
1.4. Phương Pháp Thực Hiện.
Điều tra khảo sát, thu thập, tổng hợp tài liệu.
Thống kê xử lý số liệu.
Dùng công cụ Word để soạn thảo văn bản.
Dùng công cụ Excel để tính toán.
Dùng công cụ autocad để lập bản vẽ thiết kế.
1.5. Đối Tượng Và Phạm Vi Đề Tài.
Không gian: nhà máy bia Dung Quất.

Thời gian thực hiện: 15/2/2010 đến 10/7/2010.
Đối Tượng: nước thải tại nhà máy bia Dung Quất.
Thiết kế áp dụng cho xử lý nước thải sản xuất bia quy mô 2000m3/ngày đêm
1.6. Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài.
Môi trường: đạt chuẩn xả thải, đảm bảo cho hệ thống xử lý nước thải xử lý tốt.
Kinh tế: tiết kiệm tài chính cho nhà máy hơn việc phải nộp phạt về phí môi trường,
đồng thời đảm bảo môi trường, đảm bảo cho sự phát triển bền vững của con người.
Thực tiễn: xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Dung Quất-Quãng
Ngãi.

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

10


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

CHƯƠNG 2.TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1. Tổng Quan Về Ngành Sản Xuất Bia.
2.1.1. Tổng quan về ngành bia thế giới.
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít
nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai
Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia). Đến thế kỉ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần
dần chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt động thủ công.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia
đã xuất hiện. Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với sự ra
đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng
tính hiệu quả và kiểm soát nồng độ cồn. Và cho đến nay,sản xuất bia là một trong
những nghành công nghiệp khổng lồ trên toàn cầu.
2.1.2. Tổng quan về ngành bia Việt Nam.

Nghành bia Việt Nam có lịch sử và truyền thống trên 100 năm với hai nhà máy
bia của Pháp xây dựng phía Bắc và phía Nam từ những năm 1890. Đến nay, nghành
bia đã trở thành một nghành kinh tế phát triển mạnh của nước ta, đóng góp tích cực
cho ngân sách nhà nước, giải quyết việc làm cho một lượng lớn người lao động.
Hiện nay, theo thống kê của hiệp hội Bia- Rượu- Nước giải khát Việt Nam
(VBA), thị trường bia nước ta có khoảng hơn 400 cơ sở sản xuất ở 57 tỉnh thành, địa
phương. Trong đó, có 5 cơ sở sản xuất với công suất 100 triệu lít/năm, 11 cơ sở có
năng suất 20 triệu lít/năm, còn có một lượng khá nhiều các cơ sở sản xuất nhỏ, công
suất dưới 10 triệu lít/năm và dưới 1 triệu lít/năm ở các địa phương còn chưa thống kê
đầy đủ được. Các cơ sở sản xuất lớn thường tập trung ở một số thành phố chính như
Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng và một số tỉnh thành khác.

Thị trường bia Việt Nam chủ yếu được cung cấp bởi các nhà cung cấp trong
nước, chiếm 90% lượng tiêu thụ, bia nhập khẩu chỉ chiếm 10%, và được nhập khẩu
chủ yếu từ 2 thị trường Mỹ và Đức.
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

11


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

Sản lượng bia sản xuất trong nước được tập trung vào một số công ty chính, các
công ty này chiếm phần lớn thị phần trong toàn ngành. Trong đó, 3 công ty hàng đầu
Sabeco, VBL, Habeco đã chiếm hơn 60% tổng giá trị của thị trường trong năm 2006.
Đứng đầu là Sabeco, chiếm 31% thị phần, đến VBL chiếm 20% thị phần, và Habeco
chiếm 10% thị phần.
Từ thực tế trên, ngành bia cần phải có các biện pháp kiểm soát nhằm làm giảm
thiểu đến mức tối đa các vấn đề môi trường để bia luôn là sản phẩm tin cậy cho người
tiêu dùng .

Hình 2.1. Mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm

2.2. Tổng quan về nhà máy bia Dung Quất.
2.2.1. Giới thiệu chung về nhà máy bia Dung Quất.
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

12


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

- Tên nhà máy: NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT QUẢNG NGÃI
- Địa chỉ: 01 Nguyễn Chí Thanh, phường Quảng Phú, thành phố Quảng Ngãi,
tỉnh Quảng Ngãi.
- Vị trí địa lý:
+ Phía Đông, Nam, Bắc giáp với khu dân cư Đê Bao sông Trà Khúc.
+ Phía Tây giáp với khu công nghiệp Quảng Phú.
- Điều kiện khí hậu :
+ Nhà máy nằm trong vùng duyên hải miền Trung, mang đặc trưng của khí hậu
miền trung (Là khu vực nhiệt đới gió mùa)
+ Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,5 0C.
+ Lượng mưa trung bình là từ 1000 – 1200 mm
+ Độ ẩm không khí trung bình là từ 75% - 80%.
+ Lượng nước bốc hơi trung bình là từ 1200 – 1300 mm.
- Năng suất của nhà máy đạt 25 triệu lít bia trên một năm.
- Diện tích nhà máy: 5.000 m2
- Cơ cấu tổ chức: trong quá trình hoạt động của nhà máy, số người lao động
trong công ty sử dụng là 80 người:
+ Bộ phận lãnh đạo: 5 người

+ Bộ phận văn phòng hành chính, nhân viên: 20 người
+ Bộ phận lao động phổ thông: 55 người.
- Sản phẩm và thị trường tiêu thụ:
+ Sản phẩm: Hiện tại nhà máy sản xuất các dòng sản phẩm:
· Bia chai: Dung Quất nhãn xanh, Dung Quất nhãn đỏ, Bia Grand.
· Bia lon: Special, Dung Quất.
+ Thị trường tiêu thụ: Các sản phẩm của bia Dung Quất chủ yếu là để
cung cấp cho thị trường trong nước và một số ít là xuất khẩu.

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

13


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

Hình 2.2. Sơ đồ cơ cấu tổ chức
HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ

GIÁM ĐỐC ĐIỀU HÀNH

PGĐ. KINH DOANH

PGĐ. SẢN XUẤT

PHÒNG
KĨ
THUẬT

PHÒNG HÀNH

CHÍNH NHÂN
SỰ

PHÒNG KẾ
TOÁN TÀI
CHÍNH

BAN BẢO
VỆ

THỦ QUỸ

PHÂN
XƯỞNG

PHÒNG KINH
DOANH

BP. BẢO
TRÌ SỬA
CHỮA

BỘ PHẬN
VẬT TƯ

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

BỘ PHẬN
THỊ TRƯỜNG

BỘ PHẬN
KHO VẬN

14


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

2.2.2. Công nghệ sản xuất bia của nhà máy.
Nguyên liệu cho sản xuất bia.
Bia được sản xuất lâu đời trên thế giới và là loại bia nước giải khát rất thông
dụng.Thành phần chính của bia gồm: 80-90% là nước,2.5-6% cồn,0.3-0.4% H2CO3 và
5-10% là các chất tan,trong các chất tan có 30% là gluxit,8-10% là các hợp chất chứa
Nitơ,ngoài ra còn có các axit hữu cơ,chất khoáng và một số vitamin.
Nguyên liệu chính
Nguyên liệu chính cho sản xuất bia bao gồm :Malt đại mạch,gạo tẻ, hoa
houblon,nấm men và nước.Hiện nay ngoài gạo tẻ thì các nguyên liệu này đều phải
nhập ngoại.
- Malt đại mạch: là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo,trong
quá trình nảy mầm,một lượng lớn các enzim hình thành và tích tụ trong đại mạch.Các
emzim này là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit,prôtêin trong malt thành nguyên
liệu mà mấm men có thể sử dụng để lên men.
- Hạt đại mạch chứa 3-5% độ ẩm,76% độ tan.
- Thành phần hóa học tính theo phần trăm chất khô:
Tinh bột

: 58%

prôtêin

: 10%

Chất béo

: 2.5%

Xơ

: 6%

Khoáng

: 2.8%

Sacaroza

: 5%

Đường khử : 4%

Pentoza hòa tan: 1%

Hexoza và Pentoza không hòa tan: 9%
Ngoài ra còn một số các chất màu,chất thơm,chất đắng,…
-Gạo tẻ: để tận dụng lượng enzim amilaza có trong malt và để hạ giá thành sản
phẩm,gạo tẻ được dùng làm nguyên liệu thay thế,tỷ lệ gạo trong sản phẩm bia là
30%.Gạo tẻ chứa 76% độ tan,12%độ ẩm.Thành phần hóa học của gạo tính theo phần
trăm chất khô:
Tinh bột : 70-75%

Các loại đường : 2-5%

Khoáng : 1-1.5%

Prôtit

: 7-8%

Chất béo : 1-1.5%

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

15


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

- Hoa houblon : chứa các hợp chất thơm,các chất có vị đắng đặc trưng.Nhờ đó
hoa có vị dễ chịu,hương thơm,bọt lâu tan.Thành phần hóa học của hoa houblon cho
sản xuất bia tính theo % chất khô :
Độ ẩm

: 12.5%

Các chất chứa Nitơ :17.5%

Xơ

: 13.3%

Các chất đắng

: 18.3%

Este

: 0.4%

Tro

: 7.5%

Tanin

: 3%

Các chất trích ly trong Nitơ : 27.5%
- Nước :
Sản xuất bia là nghành sử dụng nhiếu nước với những mục đích khác nhau :
nước nguyên liệu,nước sản xuất,nước làm lạnh,nước rửa thiết bị,bao bì,vệ sinh nhà
xưởng,nước để sản xuất hơi…
Chất lượng bia phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nguồn nước cấp.Nước dùng
cho sản xuất bia phải là nước đã qua xử lí,đạt các tiêu chuẩn cho nước nguyên liệu để
sản xuất bia.
· Không màu không mùi.

· Chỉ số coli<3.

· Độ pH: 6,5 – 7,5 .

· Độ cứng:8-12 0H.

· NH3 và NO2-- : không có.

· Fe2+,..không có hoặc rất ít.

- Nấm men : nấm men sử dung trong công nghiệp sản xuất bia là loại nấm đơn
bào thuộc chủng Saccharomyces. Hiện nay nhà máy đang sử dụng loại nấm men chìm
thuộc loại Saccharomyces Carsbergensis có độ thuần khiết cao,tỉ lệ chết < 7%.
Nguyên liệu phụ.
Ngoài các nguyên liệu chính,công nghệ sản xuất bia của nhà máy còn sử sụng các
nguyên liệu phụ :
- Chất trọ lọc Diatomit nhằm nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời gian trong quá
trình lọc.
- Xút,P3 +Reecon+ Disoree,Oxonia được sử dụng để vệ sinh thiết bị chai,Keg.
- Các tác nhân lạnh NH3 ,Glycol sử dụng trong máy nén.
- Để sản xuất bia còn sử dụng các nhiên liệu và năng lượng :
+ Nhiên liệu :được sử dụng là dầu DO dùng để đốt lò hơi cung cấp cho quá
trình sản xuất.
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

16


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

+ Điện :để vận hành thiết bị sản xuất,sinh hoạt…
Quy trình công nghệ sản xuất bia.
- Chuẩn bị nguyên liệu: Malt đại mạch và nguyên liệu thay thế (gạo, lúa mì, ngô)
được làm sạch rồi đưa vào xoay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động của enzym và

giảm thời gian nấu.
- Nấu, đường hóa: bột gạo sau khi xay xong được trộn với nước mềm và đưa vào
nồi nấu khuấy đều,đun hỗn hợp lên khoảng 500C sau đó bổ xung khoảng 5% lượng
malt nhằm cung cấp enzim phục vụ cho quá trình đường hóa.Nâng nhiệt độ lên 850C
dừng 10 phút rồi nâng nhiệt độ lên 1000C,đun sôi trong 25 phút để cháo chín.Toàn bộ
lượng malt còn lại được trộn với nước đưa vào nồi nấu,lúc này cháo bên nồi cháo vừa
chín,bơm từ từ khối dịch cháo sang nồi malt,nhiệt độ trong nồi lúc này đạt 650C,giữ
nhiệt độ này trong 5 phút,đây là nhiệt độ tối ưu cho quá trình tạo ra Dextrin.Kết thúc
quá trình này dịch đường được bơm sang nồi lọc.
- Lọc dịch đường để thu nước nha trong và loại bỏ malt. Quá trình gồm hai bước:
+ Bước 1: Lọc hỗn hợp dịch đường thu nước nha đầu;
+ Bước 2: Dùng nước nóng rửa bã thu nước nha cuối và tách bã malt.
- Nấu với hoa houblon để tạo ra hương vị cho bia, sau đó nước nha được qua thiết
bị tách bã hoa,nhiệt độ trong nồi nấu luôn giữ ở 1000C.
- Tách bã và làm lạnh: Nước nha từ nồi nấu có nhiệt độ xấp xỉ 100oC được đưa
sang thiết bị xoáy lốc để tách bã hoa,sau đó được đưa đi làm lạnh tới nhiệt độ thích
hợp của quá trình lên men, ở nhiệt độ vào khoảng 10 – 16oC và qua hai giai đoạn. Giai
đoạn 1 dùng nước lạnh hạ nhiệt độ xuống chừng 60oC và giai đoạn 2 dùng tác nhân
lạnh glycol để hạ nhiệt độ xuống còn chừng 14oC.
- Lên men chính và lên men phụ: Đây là các quá trình quan trọng trong sản xuất
bia. Quá trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hoá đường thành alcol
etylic và khí cacbonic:
C 6 H 12 O6 lên
men
 2C 2 H OH  2CO2 

Nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính (6 đến 10 ngày) từ 8 đến 10oC. Sau đó
tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non xuống 1
đến 3oC và áp suất 0,5 đến 1 at trong thời gian 14 ngày cho bia hơi và 21 ngày cho bia
đóng chai, lon. Quá trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

17


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

lắng, làm trong bia và bão hoà CO2, làm tằng chất lượng và độ bền của bia. Nấm men
tách ra, một phần được phục hồi làm men giống, một phần thải có thể làm thức ăn gia
súc. Hạ nhiệt độ của bia non để thực hiện giai đoạn lên men phụ có thể dùng tác nhân
làm lạnh glycol.
- Lọc bia nhằm loại bỏ tạp chất không tan như nấm men, protein, houblon làm
cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit.
- Bão hoà CO2 và chiết chai: Trước khi chiết chai, bia được bão hoà CO2 bằng
khí CO2 thu được từ quá trình lên men chứa trong bình áp suất. Các dụng cụ chứa bia
(chai, lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đó thực
hiện quá trình chiết chai ở điều kiện chân không để hạn chế khác nhau để đảm bảo
chất lượng trong thời gian bảo hành.
Tiêu tốn nguyên liệu cho 1000 lít bia thành phẩm:
TT

Tên nguyên,nhiên liệu

1

Gạo và malt

2

Hoa houplon

3

Đặc tính

Đơn vị tính Số lượng
kg

171.4

kg

0.86

Nước

m3

89

4

NaOH

kg

2.86

5

P3+ Reecon+ Disoree

kg

0.357

6

Oxonia

kg

0.143

7

Advantage plus

kg

0.143

8

Chất trợ lọc

kg

1.429

9

Dầu DO

Tấn

0.143

10

Hơi

Tấn

2.143

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

hoa

Diatomit

18


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

Nguyên liệu

Tách bã

Xay

Làm lạnh

Len men
chính,phụ

Phụ gia

Nấu

Phụ gia

Lọc

Phụ gia

Lọc bia

Đun sôi

Hoa

Phụ gia

Bia tươi

Chiết lon

Thanh trùng

Chiết chai

Đóng nắp

Làm lạnh

Đóng nắp

Rửa,thanh
trùng keg

Thanh trùng

Kiểm tra độ đầy

Rửa chai

Thanh trùng

Kiểm tra độ đầy

Chiết keg
Đóng hộp

Dán nhãn
Nhập kho
Hình 2.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

19


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

2.2.3. Hiện trạng môi trường tại nhà máy bia.
Khí thải.
- Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi vào máy nén để tái sử dụng
làm bảo hòa CO2 trong bia,phần dư được đóng vào các bình chứa và bán ra thị trường.
- Các khí thải sinh ra từ khu vực lò hơi. Trong nhà máy sử dụng dầu DO để đốt nên
các khí thải sinh ra là SO2 ,NOx ,CO2 ,các khí này được pha loãng nhờ ống khói có độ
cao khá lớn,ít gây ô nhiễm và ảnh hưởng tới khu vực xong quanh.
- Các khí NH3 ,glycol có thể sinh ra khi hệ thống máy làm lạnh bị rò rỉ.
- Hơi nước từ các đường ống bị rò rỉ,trong các nồi nấu.
Chất thải rắn.
- Các bụi nguyên liệu từ khâu xay,nghiền được hút vào cyclon và đưa đi xử lý.
- Hèm,bã bia được thu gom và chứa ở các cyclon sau đó bán cho nhân dân để nuôi
cá và chăn nuôi gia súc.
- Men bia được làm sạch và đưa vào bình chứa để sử dụng cho các lần sau.Men
thải được ép khô và bán.
- Chai vỡ,lon hỏng được bán để tái chế.
- Bao bì ,giấy hỏng được bán cho các cơ sở tái chế.
- Đối với các loại chất thải sinh hoạt,bùn từ cống rãnh…được tập trung lại một chỗ
trong khu vực nhà máy,hàng ngày vận chuyển rác này đến bãi rác chung của khu vực.
Nước thải.
- Công nghệ sản xuất bia là công nghệ gián đoạn,lại phụ thuộc nhiều vào mùa
vụ,thời tiết trong năm.Vì vậy lượng nước thải của nhà máy bia nhìn chung dao động
theo thời gian trong ngày,một trong những yếu tố biến động lưu lượng nước thải là ở

thời điểm rửa nhà xưởng,thiết bị sản xuất.
- Để thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cần biết được chính xác lưu
lượng ,đặc tính của nước thải để có biện pháp xử lý thích hợp cho từng dòng thải.Có
thể phân ra các luồng nước thải như sau :
+ Dòng thải 1: nước do ngưng tụ,nước làm lạnh,dòng thải này thường ít và ít
gây ô nhiễm nên có thể thải trực tiếp hoặc xử lý sơ bộ để tái sử dụng.Đây là
nguồn nước tương đối sạch chiếm khoảng 30% so với tổng lượng nước thải.

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

20


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

+ Dòng thải 2: nước thải có chứa dầu mỡ do rửa các thiết bị máy móc cơ
khí,dòng thải này có lưu lượng nhỏ có thể xử lý bằng cách nhập về bể phân ly
có kết cấu đặc biệt để tách dầu.Dòng thải này không cần xử lý nếu quá trình
tách dầu đảm bảo hàm lượng dầu có trong nước thải nhỏ hơn tiêu chuẩn cho
phép.
+ Dòng thải 3: nước dùng để rửa thiết bị nấu,lên men,thùng chứa,nước thải có
chứa nhiều Hydrocacbon, xenluloza, pentoza, prôtêin,các chất khoáng…
chiếm một lượng lớn và là nguồn gây ô nhiễm chính cần phải xử lý.Dòng thải
này còn bao gồm nước thải từ quá trình vệ sinh,khử trùng thiết bị,nước rửa
chai,Keg chứa.Nước thải loại này có chứa các dung dịch khử trùng như H2O2,
đặc biệt có độ pH cao do chứa dung dịch xút trong công đoạn rửa chai.
Nhìn chung nước thải trong các công đoạn sản xuất có chứa nhiều các chất hữu
cơ với nồng độ cao như các hợp chất hydrocacbon, prôtêin, axit hữu cơ, dung
dịch xút NaOH,các chất tẩy rửa với nồng độ thấp.
+Dòng thải 4 :nước thải sinh hoạt,nước mưa,nước thải bộ phận xử lý,nước

ngầm.Dòng thải này không lớn,có thể thải trực tiếp ra cống thải.

Bàng 2.1. Đặc tính nước thải của nhà máy bia Dung Quất
Thông số

Đơn vị

pH

Giá trị
4,5-11

COD

mg/l

1300-2300

BOD5

mg/l

600-1400

SS

mg/l

300

NTổng

mg/l

30

PTổng

mg/l

18

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

21


Thit k h thng x lý nc thi nh mỏy bia Dung Qut - cụng sut 2000m3/ngy.ờm

Nớc cấp rửa sn thiết bị

Gạo

Malt

Bụi tinh bột

Xay

ồn

Phụ gia
Nấu

Hơi

Nớc nóng
Lọc bã bia

Bụi,
Khí thải

Bã bia
Phụ gia
Nấu hoa

Hơi

Tách bã hoa

Nồi hơi

Bã hoa
Nớc lm lạnh
Lm lạnh

ồn, nhiệt

Máy lạnh

Glycol
Lm lạnh

Nớc nóng

Lên men
chính, phụ

Bã men

CO2thất
thoát,ồn

NH3 thất thoát

Lọc bia

Chất trợ lọc
Chai, lon
Xút

Rửa

Hơi

Bã

Nén CO2

Bia tơi

Chai, lon

Chiết bia

Bia rơi vãi

Đóng nắp
Hơi

Nớc nóng
Thanh trùng

Nhiệt
Kiểm tra,dán
nhãn, đóng két

Sản phẩm

Nớc thải
Hỡnh 2.4.Hình
S
dũng
thithải
cacủa
quỏ
2.4.cụng
Sơ đồngh
công v
nghệ

v dòng
quátrỡnh
trìnhsn
sản xut bia
SVTH: Nguyn Vn Tn

22


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
3.1. Đặc trưng của nước thải trong sản xuất bia.
Bảng 3.1. Đặc trưng của nước thải trong sản xuất bia
Hàm lượng, mg/l

Thông số

Thấp

Cao

Trung bình

COD

810

5000

2490

BOD5

330

3850

1723

Nitơ NH 4

2,05

6,15

4,0

P tổng

7,9

32,0

12,8

Cu

0,11

2,0

0,52

Zn

0,20

0,54

0,35

AOX

0,10

0,23

0,17

pH = 8,3 đến 11,2
Nước tiêu thụ để rửa 1 chai = 0,3 đến 0,5lit
Trong nước thải rửa bia có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại
nhãn dán bia có in ấn bằng các loại thuốc in có chứa kim loại. Hiện nay, loại nhãn dán
bia có chứa kim loại đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước. Trong nước thải có tồn tại AOX
là do trong quá trình khử trùng có dung chất khử là hợp chất của clo.
Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác,
sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phưong pháp lên men chìm hay nổi. Nhưng sự khác
nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, lon, máy móc thiết bị, sàn
nhà, … Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhễm 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. Số liệu trung bình của những thông số ô
nhiễm như sau:
-

Lượng nước cấp cho 1000 lít bia là 4 – 8 m3

-

Nước thải tính từ sản xuất 1000 lít bia là 2,5 – 10 m3

-

Tải trọng BOD5 là 3 – 6 kg/1000 lít bia

-

Tỷ lệ BOD5/COD là 0,45-0,7

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

23


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

3.2. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức).
Nước thải

Loại dầu

lắng

Bể lắng

Bể
Aeroten

Nước ra

Bùn hồi lưu
Bùn thừa

Sấy khô

Bể chứa bùn

Lọc bùn

Hình 3.1. Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Will Brau GamH (CHLB Đức)
Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia có công suất 16trl/năm được thiết kế theo các thông
số.
- Dung tích bể hiếu khí

: 1000 m3

- Lưu lượng nước thải

: 500 m3/ngày

- BOD5

: 880 mg/l

Tải trọng BOD5

: 1320 kg/ngày.

Giá trị các thông số làm việc của thiết bị:
- Tải trọng BOD5 của nước

: 0,5 kg/m3.ngày.

- Tải trọng BOD5 của bùn

: 0,16 kg/m3.ngày.

- Bùn thừa

: 0,3  0,5 kg/kg

- Chỉ số bùn

: 150 ml/g

Bể lắng thứ cấp:
- Dung tích làm việc

: 225 m3

- Diện tich bề mặt

: 180 m2

- Thời gian lưu

: 11h

- Lượng bùn khô thu được sau bể lọc

: 4 kg/m3.

Nước sau xử lý

COD: 70 80 mg/l
BOD5: 5  20 mg/l

SVTH: Nguyễn Văn Tấn

24


Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Dung Quất - công suất 2000m3/ngày.đêm

Thuyết minh công nghệ.
Nước thải từ các khu được đưa vào các đường cống và qua song chắn rác để loại bỏ
rác,cặn kích thước lớn.Sau đó nước thải được thu vào hố thu gom,tại đây sử dụng các
loại dầu lắng nhằm loại bỏ các tạp chất như hèm bia,vỏ trấu không được giữ lại ở lưới
chắn rác.
Tiếp theo nước được bơm qua bể Aeroten có hệ thống sục khí.Nước qua xử lý ở
Aeroten được đưa qua bể lắng theo chiều từ dưới lên sau đó được phân tán từ tâm ra

thành bể rồi được thu vào máng tập trung dẫn ra nguồn tiếp nhận.
Rác và cặn lấy ra khỏi lưới chắn rác được đem đi xử lý. Bùn lấy ra ở bể lắng, một
phần được tuần hoàn lại Aerotank, một phần được bơm vào bể nén bùn. Bùn sau khi
nén được đưa đi xấy khô và chôn lấp. Nước trong quá trình tách nước cho bùn ở bể
nén bùn được tuần hoàn lại bể điều hòa và tiếp tục xử lý.
Ưu điểm.
Chi phí xây dựng thấp.
Ít tốn diện tích.
Vận hành đơn giản,an toàn.
Nhược điểm.
Khả năng xử lí triệt để còn không ổn định.
Lượng bùn tạo ra nhiều.
3.3. Hệ thống xử lý yếm-hiếm khí của nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan)
KhÝ

Bể điều
1 hòa

Bể ổn định
4 tiếp xúc

Bể
2
Axit

5
Bể Aerotank

Bể
UASB

Bể 6lắng

N−íc sau
xö lý

Hình 3.2. Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy bia Bavaria-Lieshout (Hà Lan)
SVTH: Nguyễn Văn Tấn

25