nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học mbbr (moving bed bioreactor) hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.12 MB, 107 trang )

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
a.
b.

Mu ̣c tiêu nghiên cứu của đề tài .......................................................................2
Nô ̣i dung nghiên cứu của đề tài ......................................................................2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................3
1.1. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT – CHẾ BIẾN BIA ..................................................3
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BIA ..............................................................8
1.2.1. Nguồ n gố c nước thải bia .............................................................................8
1.2.2. Thành phầ n – tiń h chấ t nước thải bia ..........................................................9
1.3. CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA NƯỚC THẢI BIA ........................12
1.4. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA ...............12
1.4.1. Phương pháp cơ ho ̣c ..................................................................................12
1.4.2. Phương pháp sinh ho ̣c ...............................................................................15
1.4.3. Phương pháp hóa ho ̣c ................................................................................16
1.5. MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA .........................................18
1.5.1. Nhà máy bia Sabmiller ..............................................................................20
1.5.2. Nhà máy bia Heineken Viê ̣t Nam .............................................................22
1.6. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MBBR ......................................................24
1.6.1. Giới thiệu chung ........................................................................................24
1.6.2. Giá thể động ..............................................................................................25

1.6.3. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ MBBR .......................................27
1.6.4. Các nghiên cứu ứng dụng khác nhau của công nghệ MBBR ...................29
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................31
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .............................................................................31
2.1.1. Nước thải ...................................................................................................31
2.1.2. Giá thể di động ..........................................................................................33
2.1.3. Bùn hoạt tính .............................................................................................34
2.2. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU ....................................................................................35
2.3. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ..............................................................................36
2.3.1. Sơ đồ bố trí mô hình thí nghiệm ...............................................................36

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

i

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

2.3.2. Cơ sở xây dựng mô hình ...........................................................................38
2.3.3. Thông số kỹ thuật mô hình MBBR hiếu khí .............................................40
2.3.4. Nguyên tắc vận hành .................................................................................41
2.4. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU ..........................................................................42
2.5. PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH MẪU ..................................43
2.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU ...................................44
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................45
3.1. QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯỞNG SINH KHỐI ................................................45

3.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÍCH NGHI Ở TẢI TRỌNG 0.3
KGCOD/M3.NGÀY ...................................................................................................46
3.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 0.6 KGCOD/M3.NGÀY .............48
3.4. KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 0.8
KGCOD/M3.NGÀY ...................................................................................................57
3.5. KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 1.2
KGCOD/M3.NGÀY ...................................................................................................66
3.6. SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XỬ LÝ GIỮA CÁC THÍ NGHIỆM 76
3.6.1. Kết quả xử lý xử lý COD ..........................................................................76
3.6.2. Kết quả xử lý BOD5 ..................................................................................77
3.6.3. Kết quả xử lý Nitơ .....................................................................................78
3.6.4. Kết quả xử lý TP .......................................................................................82
3.6.5. Kết quả xử lý TSS .....................................................................................83
3.6.6. Quá trình tăng trưởng sinh khối ................................................................84
3.7. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT
BIA ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ MBBR HIẾU KHÍ ..................................................85
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ...........................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................90
PHỤ LỤC ......................................................................................................................91

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

ii

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng việt

BOD

Biochemical oxygen demand

Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

Chemical oxygen demand

Nhu cầu oxy hóa học

TN

Total nitrogen

Tổng nitơ

TP

Total phosphorus

Tổng phốt pho

TSS

Total suspended solid

Tổng chất rắn lơ lửng

OLR

Organic loading rate

Tải trọng hữu cơ

HRT

Hydraulic retention time

Thời gian lưu nước

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

iii

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Quá trình sản xuất – chế biến bia. ....................................................................3
Hình 1.2 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD (Thái
Lan). ...............................................................................................................................19
Hình 1.3 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller. .....................................21
Hình 1.4 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam. .....................23
Hình 1.5 Mô tả quá trình xử lý của bể MBBR hiếu khí (a) và kị khí (b). .....................25
Hình 2.1 Khuôn viên khu vực hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia VBL .................34
Hình 2.2 Vòi lấy mẫu nước thải bia ..............................................................................34
Hình 2.3 Bể Aerotank ....................................................................................................34
Hình 2.4 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu. .....................................................................35
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí mô hình MBBR hiếu khí trong nghiên cứu này. ........................36
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí mô hình FBBR kỵ khí nối tiếp MBBR hiếu khí xử lý nước thải
bia. .................................................................................................................................37
Hình 2.7 Mô hình MBBR hiếu khí xử lý nước thải bia.................................................41
Hình 2.8 Mô hình hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia. .............................................41
Hình 3.1 Sự thay đổi của giá thể K3 qua các tải trọng. .................................................45
Hình 3.2 pH nước thải vào và sau xử lý ở thí nghiệm thích nghi. ................................47
Hình 3.3 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở thí nghiệm thích nghi. ....................47
Hình 3.4 pH nước thải vào và sau xử lý ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. ...................50
Hình 3.5 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. .......51
Hình 3.6 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. ......51
Hình 3.7 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. 52
Hình 3.8 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. .......53
Hình 3.9 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN ở ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. ......53
Hình 3.10 Giá trị vào, ra của Nitrate ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. .........................54
Hình 3.11 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý
ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. ....................................................................................55
Hình 3.12 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. .........56

Hình 3.13 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. .......57
Hình 3.14 pH nước thải vào và sau xử lý ở thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m 3.ngày.
.......................................................................................................................................59
Hình 3.15 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................60
Hình 3.16 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................61

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

iv

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Hình 3.17 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................61
Hình 3.18 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................62
Hình 3.19 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................63
Hình 3.20 Giá trị vào, ra của Nitrate của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày. 63
Hình 3.21 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý
của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày. ...........................................................64
Hình 3.22 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................65

Hình 3.23 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS của thí nghiệm ở tải trọng 0.8
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................66
Hình 3.24 pH nước thải vào và sau xử lý của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................68
Hình 3.25 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................68
Hình 3.26 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................69
Hình 3.27 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................70
Hình 3.28 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................71
Hình 3.29 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................71
Hình 3.30 Giá trị vào, ra của Nitrate của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày. 72
Hình 3.31 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý
của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày. ...........................................................73
Hình 3.32 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................74
Hình 3.33 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS của thí nghiệm ở tải trọng 1.2
kgCOD/m3.ngày. ...........................................................................................................75
Hình 3.34 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở 3 thí nghiệm. ................................76
Hình 3.35 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD trung bình ở 3 thí nghiệm. ...............76
Hình 3.36 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 ở 3 thí nghiệm. ...............................77
Hình 3.37 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 trung bình ở 3 thí nghiệm. .............77
Hình 3.38 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý NH4_N ở 3 thí nghiệm. .............................78
SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

v

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Hình 3.39 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý NH4_N trung bình ở 3 thí nghiệm. ...........78
Hình 3.40 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN ở 3 thí nghiệm. ................................79
Hình 3.41 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN trung bình ở 3 thí nghiệm. ...............79
Hình 3.42 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý nitrate ở 3 thí nghiệm. ..............................80
Hình 3.43 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý nitrate trung bình ở 3 thí nghiệm. .............80
Hình 3.44 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN ở 3 thí nghiệm. ...................................81
Hình 3.45 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN trung bình ở 3 thí nghiệm. ..................81
Hình 3.46 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP ở 3 thí nghiệm. ....................................82
Hình 3.47 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP trung bình ở 3 thí nghiệm. ..................83
Hình 3.48 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS trung bình ở 3 thí nghiệm. ................83
Hình 3.49 So sánh các thành phần sinh khối dính bám trên giá thể K3 qua các tải
trọng. ..............................................................................................................................84
Hình 3.50 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia áp dụng công nghệ
MBBR hiếu khí. .............................................................................................................85

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

vi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Nguồn gốc nước thải bia ..................................................................................9
Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải bia ............................................................10
Bảng 1.3 Tính chất nước thải một số nhà máy bia .......................................................11
Bảng 1.4 Thông số nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD .......................18
Bảng 1.5 Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller ...................................................20
Bảng 1.6 Thông số nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam ...................................22
Bảng 1.7 Thông số các loại giá thể Kaldnes .................................................................25
Bảng 1.8 Thông số các loại giá thể Kaldnes phổ biến ..................................................27
Bảng 2.1 Thông số chất lượng nước thải bia đầu vào mô hình MBBR hiếu khí ..........32
Bảng 2.2 Thông số và đặc tính kỹ thuật của giá thể K3 ................................................33
Bảng 2.3 Lưu lượng thay đổi theo nồng độ COD đầu vào ở các tải trọng trong quá
trình vận hành mô hình thí nghiệm MBBR ...................................................................38
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật mô hình MBBR hiếu khí ..................................................41
Bảng 2.5 Thông số vận hành mô hình MBBR hiếu khí xử lý nước thải bia quy mô
phòng thí nghiệm ...........................................................................................................42
Bảng 2.6 Các chỉ tiêu phân tích thường xuyên..............................................................43
Bảng 2.7 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm .................44
Bảng 3.1 Các thông số vận hành thí nghiệm thích nghi ................................................46
Bảng 3.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN,
TP) của thí nghiệm ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày. ...................................................49
Bảng 3.3 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN,
TP) của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày ....................................................58
Bảng 3.4 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN,
TP) của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày ....................................................67
Bảng 3.5 Hàm lượng sinh khối dính bám lên giá thể K3 ở cuối mỗi tải trọng .............84

SVTH: Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

vii

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước có một vai trò hết sức quan trọng để tạo nên sự sống của tất cả những sinh
vật trên Trái đất. Đối với cơ thể người, nước chiếm 70% ở lúc sơ sinh và giảm
xuống còn 60% khi trưởng thành, 85% khối lượng bộ não được cấu tạo từ nước nên
có thể nói, nước là một trong những nhu cầu thiết yếu để đảm bảo sự sống của con
người nói riêng và của sinh vật nói chung. Hiện nay, công nghiệp phát triển kéo
theo đó là việc thải ra môi trường một lượng lớn nước thải. Nếu lượng nước thải này
không được xử lý một cách bài bản thì việc ô nhiễm nguồn nước là điều khó tránh
khỏi. Theo Báo cáo Chất lượng môi trường Quốc Gia năm 2009 cho thấy, gần 70%
trong số hơn 1000 000 000 m3 nước thải mỗi ngày từ các khu công nghiệp được xả
thẳng ra các nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý đã gây ô nhiễm môi trường nước
mặt, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân xung quanh đó.
Theo đánh giá của tổ chức nghiên cứu thi ̣ trường Euromonitor International, với
dân số gầ n 90 triê ̣u người, Viê ̣t Nam đang trở thành nước sản xuấ t bia hấ p dẫn nhấ t
khu vực. Năm 2012, người Viê ̣t đã tiêu thu ̣ 2.83 tỷ lít bia. Bên ca ̣nh đó, mức tiêu
thu ̣ bia biǹ h quân đầ u người ta ̣i Viê ̣t Nam khoảng 31-32 lit́ /năm, so với mức 47 lit́
ta ̣i Nhâ ̣t Bản, 78 lít ta ̣i My,̃ hoă ̣c 107 lít ở Đức, thì cơ hô ̣i cho thi ̣ trường bia phát
triể n còn rấ t lớn.

Theo thống kê của Bộ Kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh
nghiệp trong nước đã sản xuất 714.6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ
năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Viê ̣t Nam, theo thống kê của các công
ty nghiên cứu thị trường, ước đạt 15%/năm.
Trước nhu cầ u gia tăng năng suấ t trong ngành chế biế n bia ngày mô ̣t nâng cao
thì ngày càng có nhiề u nhà máy đươ ̣c xây dựng. Hiện nay, cả nước có khoảng trên
320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800
triệu lít/năm. Song song với phát triển kinh tế thì ngành công nghiệp sản xuất bia
cũng đang là mối quan tâm lớn trong vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là nước
thải. Các loại nước thải bia chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD rấ t
cao dễ gây ô nhiễm môi trường và cần phải xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
Chính vì vâ ̣y, các nghiên cứu khoa ho ̣c về phương pháp xử lý nước thải bia mô ̣t
cách có hiê ̣u quả cầ n đươ ̣c thực hiê ̣n nhiề u hơn nhằ m phu ̣c vu ̣ cho viê ̣c ứng du ̣ng
các công nghê ̣ này trong sản xuấ t để làm giảm tác đô ̣ng đế n môi trường.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
a. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh ho ̣c hiếu khí MBBR nhằm
xác định hiệu quả xử lý, thông số vận hành và tải tro ̣ng hữu cơ tối ưu của mô hình

trong xử lý nước thải bia.
b. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tổ ng quan thành phần, tính chấ t và các phương pháp xử lý nước thải sản xuất
bia.
- Lắ p đă ̣t và vâ ̣n hành thích nghi mô hin
̀ h MBBR hiếu khí ở các tải tro ̣ng OLR =
0.3; 0.6; 0.8; 1.2 kgCOD/m3.ngày.
- Vận hành và đánh giá hiê ̣u quả xử lý các thông số COD, BOD5, TKN, TP, TSS
của nước thải sản xuất bia bằng mô hình MBBR hiếu khí.
- Đề xuấ t thông số vâ ̣n hành thić h hơ ̣p khi áp dụng công nghệ MBBR xử lý nước
thải sản xuất bia.
- Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia áp dụng công nghệ
MBBR hiếu khí.
- Đánh giá sinh khối (theo VS) dính bám trên giá thể K3.
3. PHẠM VI - GIỚI HẠN CỦ A ĐỀ TÀ I
Nghiên cứu đươ ̣c thực hiê ̣n trong phòng thí nghiê ̣m trên mô hình gồ m mô ̣t bể
MBBR với giá thể K3. Nước thải đươ ̣c sử du ̣ng trong nghiên cứu này lấ y từ cột
FBBR kỵ khí từ nghiên cứu khác về xử lý nước thải sinh học kỵ khí nước thải bia.
4. MÔ HÌNH THỰC HIỆN
Quá trình sinh trưởng bám dính với giá thể K3 quy mô phòng thí nghiệm xử lý
nước thải bia.
5. Ý NGHĨA CỦ A ĐỀ TÀ I





Có ý nghĩa thực tế sử dụng công nghệ vào xử lý nước thải bia.
Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải bia.
Giảm chi phí thiệt hại, sự cố môi trường.

Hạn chế ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT – CHẾ BIẾN BIA

Hình 1.1 Quá trình sản xuất – chế biến bia.
(Nguồn: Phòng Kỹ Thuật Công Ty TNHH Nhà máy Bia Heineken Việt Nam).
Thuyết minh sơ đồ
 Malt và gạo trong bồn chứa đã được loại bỏ tạp chất, kim loại,..., sẽ được đưa
vào máy xay, nghiền nhỏ malt để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, công đoạn này
nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc của tinh bột, tăng khả năng thủy phân tinh bột,
tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy quá trình sinh, lý, hóa xảy ra trong nguyên
liệu khi nấu, nhằm thu được dịch đường có nồng độ các chất là cao nhất, mức độ
vỡ của hạt gạo và malt ảnh hưởng rất quan trọng đến dịch đường sau này, kết
thúc quá trình nghiền malt ta thu được 3 phần gồm: vỏ trấu, tấm thô và tấm
nhuyễn, vỏ trấu được giữ lại như một thứ bột trợ lọc trong quá trình lọc lấy dịch

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.











đường, đối với gạo thì phải xây mịn hơn malt, không nên xay malt trước thời
gian dài vì hạt malt rất dễ hút ẩm.
Gạo trước khi đưa vào bồn trộn ủ cùng với malt thì phải trải qua công đoạn hồ
hóa, mục đích của quá trình này là chuyển tinh bột từ dạng hòa tan, làm cho quá
trình tinh bột chuyển hóa thành đường diễn ra nhanh hơn.
Tại bồn trộn ủ, nước 50oC sẽ được đưa từ bên ngoài vào trộn ủ malt, sau đó malt
được trao đổi nhiệt tại bồn trao đổi nhiệt ở nhiệt độ 100oC, chỉ tách 1/3 của bồn
trộn ủ qua trao đổi nhiệt để hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp là 65oC sẽ đưa sang
bồn lọc, nhiệt độ không thể cao hơn 65oC vì nếu nhiệt độ cao hơn nước đường

sau quá trình lọc sẽ rất đục và ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm sau
này.
Quá trình lọc cháo malt từ bồn trao đổi nhiệt chuyển qua. Bồn lọc là một thiết bị
có 2 đáy, quá trình này sẽ tách ra 2 phần là: dịch đường (nước mount: thành
phần chủ yếu là nước và các chất hòa tan) và bã hèm.
 Bã hèm sẽ được tận dụng bằng cách bán lại cho các công ty sản xuất thức
ăn gia súc.
 Dịch đường lúc này là dịch đường hơi đục sẽ tiếp tục được đưa qua bồn
đun sôi.
Tại bồn nấu, ở đây, dịch đường được đun sôi với hoa Houblon (nhiệt độ ở
100oC, trong vòng 1 giờ), các chất đắng, tinh daaufm thơm, polyphenol và các
thành phần của hoa được hòa tan vào dịch đường tạo cho bia có vị đắng, mùi
thơm đặc trưng của hoa houblon và khả năng giữ bọt cho bia. Quá trình đun sôi
dịch đường có 5 lý do:
 Dễ hòa tan hoa houblon vào dịch đường,
 Bốc hơi các hơi nước dư trong dịch đường,
 Vô trùng dịch đường ở 100oC.
 Polyphenol của hoa khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác
dụng với các protein cao phân tử kém bền vững với tanin tạo các phức
chất dễ kết lắng làm tăng độ trong của dịch đường và ổn định thành phần
sinh học của bia thành phẩm.
 Đồng thời quá trình đun hoa còn có tác dụng thanh trùng nước đường,
tiêu diệt các vi sinh vật và các hệ Enzym còn lại trong dịch đường.
Trong quá trình đun sôi hoa houblon có nhiều quá trình hóa lý quan trọng xảy ra,
quyết định chất lượng bia thành phẩm.
 Trước hết là sự hòa tan các thành phần đặc trưng của hoa houblon và sự
hòa tan các chất melanoit caramen. Sự hòa tan các chất đắng làm thay đổi

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

ThS. Bùi Phương Linh

4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.









vị của nước nha từ chỗ có vị ngọt trở thành vừa ngọt vừa hơi đắng. Dầu
của hoa houblon có ảnh hưởng đến chất lượng của nước nha, phần lớn
dầu của hoa houblon khi đun sôi bay theo hơi nước và thành phần tinh bột
thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với thành phần không bay hơi của tinh
dầu tạo mùi thơm dễ chịu, đặc trưng cho bia
 Trong quá trình đun sôi sự đông tụ protein xảy ra theo 2 bước:
 Sự phá hủy cấu trúc protein,
 Đông tụ.
 Sự có mặt của protein trong nước nha đã đun sôi với hoa houblon làm cho
sản phẩm có thể bị đục và làm giảm độ bền sinh học của bia, kìm hãm
quá trình lên men của bia (vì protein hấp thụ trên bề mặt tế bào nấm men
gây khó khăn trong quá trình sản xuất bia như: khó lọc, bị đục khi ướp
lạnh). Chất tannin của hoa houblon có hoạt tính hóa học cao, có độ hòa

tan lớn trong nước, chất này làm kết tủa các protein cao phân tử.
 Quá trình đun sôi với houblon làm cho dịch đường thay đổi từ nhạt sang
đậm do hiện tượng caramen hóa các chất đường có trong dịch, sự hình
thành các melanoil và các chất có màu của houblon chuyển hóa vào dịch.
Tỉ lệ hoa houblon cho vào dịch đường trong quá trình nấu đối với một mẽ bia
5.600HL là:
 Heineken: 11-12 lon
 Tiger: 8-9 lon
Sau quá trình nấu, ta có được dịch đường nóng ta đưa qua bồn xoáy, thiết bị này
làm việc theo lực hướng tâm. Tại đây, dịch đường nóng sẽ được tách cặn nóng,
cặn sẽ được đưa ra khỏi thiết bị dưới lớp đáy, còn nước đường trong sau khi tách
cặn sẽ được đưa qua hệ thống làm lạnh.
Hệ thống làm lạnh, làm lạnh bởi nhiều lớp ngăn, băng những lá thép không rỉ, ở
hệ thống làm lạnh này thì nước đường sẽ được hạ nhiệt độ xuống còn từ 7 – 9oC.
Quá trình làm lạnh được thực hiện bởi những lý do sau:
 Để tránh sự xâm nhập phát triển của vi sinh vật bên ngoài
 Đảm bảo sự hòa tan oxi cần thiết đủ cho men phát triển trong giai đoạn
đầu trước khi lên men.
 Đảm bảo sự lắng cặn khi làm lạnh dịch đường, khi quá trình làm lạnh
nhanh diễn ra thì các globulin mới có thể lắng xuống được.
Trong quá trình làm lạnh, cũng diễn ra các biến đổi hóa lý:
 Khi bắt đầu làm lạnh, nhiệt độ dịch thể còn cao, trong dịch đường xảy ra
quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ như maltoza, glucoza, fructoza,

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

chất đắng, các hợp chất chứa N2, tannin, nhựa houblon và các sản phẩm
được tạo ra như acid gluconic, muravic,...
 Nhiệt độ dịch đường giảm dần đồng nghĩa với tốc độ oxi hóa giảm dần,
đến 45oC thì quá trình oxi hóa ngưng hoàn toàn, dưới 40 oC thì oxi từ
không khí không thể hòa tan vào dịch thể.
 Quá trình làm lạnh cũng hình thành và kết lắng các chất cặn.
 Giai đoạn hạ nhiệt độ từ 60oC xuống đến 8oC phải thực hiện nhanh, nếu
không sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nhóm vi sinh vật phát triển như
khuẩn sarxin, vi khuẩn acetic, vi khuẩn lactic và E.coli.
 Sau khi dịch đường dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ 7 – 9oC thì nước
đường tiếp tục được đưa qua bồn lên men để tiến hành lên men bia.
 Tại bồn lên men, thì men sẽ được đưa vào cùng với khí O2, men đưa vào phải là
men thuần chủng và men đưa vào phải có tỉ lệ men chết dưới 8% đối với bia
Tiger và dưới 2 -3% đối với bia Heineken. Quá trình lên men sẽ diễn ra tại đây,
đây chính là quá trình alcol hóa.
 Qua sự trao đổi chất của nấm men dẫn đến sự thay đổi cơ bản trong thành
phần hóa học của nước đường, biến nước đường thành một loại nước có
hương thơm, vị dễ chịu và độ bền vững cần thiết đó chính là bia.
 Thực chất quá trình lên men là quá trình oxi hóa khử xảy ra trong cơ thể
vi sinh vật, dưới tác động của một hệ thống enzyme nên còn được gọi là
quá trình oxi hóa khử sinh học.
 Nấm men là một loại vi sinh vật mang tính chất thực vật, nó có khả năng
phân giải các loại đường, lên men và hô hấp, nên trong quá trình lên men
cần phải cung cấp đầy đủ lượng khí cho nấm men hoạt động.
Quá trình lên men diễn ra qua 2 công đoạn là lên men chính và lên men phụ.

 Quá trình lên men chính thường xảy ra qua 4 giai đoạn:
 Giai đoạn đầu: tạo bọt trắng và mịn chung quanh bề mặt dịch lên men,
men đâm chồi.
 Giai đoạn thứ 2: giai đoạn tạo bọt thấp, giai đoạn này xuất hiện nhiều
bọt đặc và trắng.
 Giai đoạn thứ 3: giai đoạn bọt cao, giai đoạn quá trình lên men diễn ra
mạnh mẽ nhất.
 Giai đoạn cuối: ở giai đoạn này, bọt xẹp xuống dần, bề mặt dịch
đường phủ một lớp bọt màu nâu. Kết thúc quá trình lên men chính,
sản phẩm thu được lúc này gọi là bia non.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

 Quá trình lên men phụ là quá trình tiếp tục lên men phần chất khô còn lại
sau khi đã lên men chính, làm tăng mùi và hương vị chai bia, bão hòa
CO2, làm ổn định chất lượng bia để thu được một loại nước uống bão hòa
CO2, tạo cho người uống sự dễ chịu và có hương thơm.
 Trong quá trình lên men phụ, ở nhiệt độ thấp, diacetyl sẽ dần dần
giảm đi, diacetyl là sản phẩm phụ trong quá trình lên men, gây cho bia
có hương vị khó chịu.
 Trong suốt quá trình nổi bọt, CO2 góp phần đẩy O2 ra làm giảm hiện

tượng oxi hóa khử: hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển làm
giảm chất lượng bia.
 Quá trình “chín bia” khi mùi vị của bã hèm biến mất, vị ngọt sẽ biến
mất khi đã lên men hết các chất khô còn lại. Vị đắng gắt sẽ mất dần do
sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tannin hình thành các phức
chất, kết tủa. Nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men kết
thúc.
 Yêu cầu sau khi kết thúc quá trình lên men phụ:
 Màu sắc vàng, trong suốt,
 Ba không được lẫn những vật lạ,
 Bọt trắng mịn, xốp, dày và có độ bền bọt,
 Có mùi thơm đặc trưng của bia.
 Khi kết thúc quá trình lên men, men bia sẽ được thu hồi về bộ phận thu hồi men,
để tận dụng nấu những mẽ bia kế tiếp, men sẽ được tận dụng nấu được 4-5 lần,
men sẽ được kiểm tra tế bào chết bằng kính hiển vi, khi lượng tế bào chết cao
vượt quá mức qui định thì men bia sẽ được loại bỏ.
 Sau quá trình lên men, bia sẽ được chuyển qua bồn ủ bia, tại đây, bia được ủ lại
để cho bia trong hơn, có vị thơm hơn và dịu hơn, bia lúc này là bia chín mùi, lúc
này hương vị của sản phẩm đã xuất hiện.
 Sau khi bia được ủ xong thì sẽ chuyển sang giai đoạn lọc bia. Mục đích của quá
trình lọc bia là làm cho bia có độ trong, sáng đúng yêu cầu chất lượng, tách triệt
để các phần tử rắn, khuếch tán trong bia sau khi lắng xuống đáy trong quá trình
ủ, làm cho bia ổn định, gia tăng độ bền vững sinh hóa học cho bia, loại bỏ hầu
hết các vi sinh vật (kể cả nấm men còn sót lại trong quá trình lên men) làm đục
bia. Yêu cầu bia sau khi lọc phải trong, có màu óng ánh khi ánh sáng xuyên qua,
phải có độ bền vững hóa học cao, không bị phân tán, không bị biến đổi thành
các chất khác trong quá trình bảo quản.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

ThS. Bùi Phương Linh

7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

 Sau quá trình lọc bia, bia sẽ được chuyển sang bồn bia trong, bia lúc này có màu
vàng đặc trưng, hoặc nâu đen đối với bia đen, lúc này bia đã chín mùi, nhưng
vẫn chưa uống được, cần phải chuyển sang bồn bia trong để ổn định bia.
 Bia sau khi qua bồn bia trong là đã thành bia thành phần, lúc này, sẽ được đem
đi chiết chai, hoặc chiết lon.
 Trước khi chiết, bia thường được bão hòa CO2 lần nữa. CO2 được nạp vào ngay
trước khi chiết bia, trong thùng phối trộn.
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BIA
1.2.1. Nguồ n gố c nước thải bia
 Nguồn gốc của nước thải bia
Công nghệ sản xuất bia tao nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường. Hiện
nay, tiêu chuẩn nước thải trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14L nước thải/lít bia,
phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất.
Các loại nước thải từ nhà máy bia, có 3 loại nước thải:
 Nước thải sản xuất,
 Nước thải sinh hoạt,
 Nước mưa và nước chảy tràn bề mặt.
Nước thải sản xuất bia tạo ra từ các nguồn: làm sạch malt, bể trộn, bể ngâm, nấu,
lên men, lọc, khử trùng, vệ sinh, làm nguội máy. (Trong đó, hoạt động làm sạch
malt, làm nguội máy, lọc, vệ sinh công ty và khử trùng tạo ra tới 70% tổng lượng
nước thải).

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Bảng 1.1 Nguồn gốc nước thải bia
STT
1

2

3

Nguồn nước thải
Từ công đoạn nấu – đường hóa:
- Rửa thiết bị nấu.
- Rửa thiết bị lọc.
Từ quá trình lên men chính và
lên men phụ.
Nước rửa thiết bị (nồi nấu
đường hóa, lọc, thùng lên men)
Nước thải từ công đoạn chiết
bia:

- Nước thải từ quá trình rửa
chai, thùng bia.
- Nước thải từ quá trình làm
lạnh.
- Nước thải dung dịch xút
loãng sau khi rửa.

Đặc điểm
- Chứa nhiều hợp chất hữu cơ (tinh
bột, đường, hydrocacbon,
xenlulozơ, pentozơ...
- Độ pH = 5 – 6
- Chứa tinh bột, bã hoa, bia dư, chất
tẩy rửa.
- Độ pH cao: 8,5 – 12
- Lẫn sản phẩm bia trong quá trình
rửa.
- Giấy nhãn chai.
- Các chất rắn lơ lửng.

1.2.2. Thành phầ n – tính chấ t nước thải bia
- Nước thải từ nhà máy sản xuất bia thường có đặc tính chung:
 Chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD, COD, Nitơ, Photpho) do bã nấu, bã
hèm, men, hèm loãng, bia dư rơi rớt, rò rỉ vào nước thải.v.v…Các chất hữu cơ
trong nước thải bia thường ở dạng lơ lửng lẫn dạng hoà tan, chủ yếu gồm các
thành phần: đường, bột hoà tan, ethanol, các axit béo dễ bay hơi,…Khi thải vào
các thủy vực tiếp nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy các
chất hữu cơ diễn ra rất nhanh.
 Chất rắn lơ lửng.
 Chất rắn lắng đọng cao.

 Nhiệt độ cao.
 pH dao động lớn.
 Nước thải thường có màu xám đen.
 Các hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất như: CaCO3, CaSO4, H3PO4, xút,
Soda,...
 Tỷ số BOD/COD dao động trong khoảng 0.6 – 0.7 > 0.5 nên nước thải bia có thể
được xử lý bằng phương pháp sinh học.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải bia
Thông số

Đơn vị

Nồng độ(a)

Lưu lượng

Mức nồng độ hiện tại ở
Việt Nam(b)

-

COD

mg/l

2000 - 6000

1700-2200

BOD

mg/l

1200 - 3600

900-1400

TSS

mg/l

200 - 1000

500-600

C

18 - 40

-

-

4.5-12

6-8

N

mg/l

25-80

30

P

mg/l

10-50

22-25

Nhiệt độ
pH

o

Nguồn: W Driessen and T Vereijken, “Recent Developments in Biological

Treatment of Brewery Effluent”, 2-7/3/2003.
(a)

(b)

Nguồn: Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn. Ngành: sản xuất bia.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Bảng 1.3 Tính chất nước thải một số nhà máy bia
Nhà máy bia

San
Miguel(d)

Sài Gòn
–
Củ
Chi(e)

SEAB(f)

5700

700

2800

600

9

5 – 11

6.5 – 7.5

6.5 – 7

-

35

35

36 –40

-

35 – 40

-

mg/l

800

200

378

1350

-

714

COD

mg/l

2500

1440

2500 5000

2700

2000

2857

6

BOD5

mg/l

1700

720

780

1600

500

2000

7

Tổng
Nitơ

mg/l

36

38

50

24.4

8 - 10

-

8

Tổng
Photpho

mg/l

15

20

40

3.61

10

60

Thông
số

Đơn vị

1

Lưu
lượng

2

pH

3

Nhiệt
độ

4

Sabmil
ler
VN(a)

Hoàng
Quỳnh(b)

VBL(c)

m3/ngày

2400

800

-

5 – 12

C

TSS

5

STT

o

(a)

Nguồn: Phòng lab, nhà máy bia Sabmiller.

(b)

Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Hoàng Quỳnh.

(c)

Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia VBL.

(d)

Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia San Miguel.

(e)

Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi.

Nguồn: Trần Xuân Thái, Xử lý nước thải: Một mô hình hay tại nhà máy bia
Đông Nam Á. 12/03/2007 .
(f)

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

11

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

 Nhìn chung, nước thải công nghiê ̣p sản xuất bia bị ô nhiễm hữu cơ cao. Tỉ số
BOD5/COD cao, hàm lượng N, P rất cao thuận lợi cho phương pháp xử lý bằng quá
trình sinh học.
1.3.

CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦ A NƯỚC THẢI BIA

Đặc điểm của nước thải sản xuất bia là có hàm lượng các chất hữu cơ trong nước

cao, nhiệt độ lớn, độ pH dao động trong một phạm vi rộng, có nguy cơ gây ô nhiễm
hữu cơ. Chỉ số BOD, SS, COD cũng khá cao kết hợp với các chất phụ trợ trong quá
trình sản xuất như: CaCO3, CaSO4, NaOH , Na2CO3…sẽ làm cho các chất hữu cơ
trong nước phân hủy nhanh, nếu không được xử lý kịp thời thì sẽ gây ra những mùi
thối khó chịu, gây ô nhiễm nghiêm trọng, gây nguy hại tới sức khỏe của con người.
Các phân tích khoa học cho thấy, nước thải công nghiệp sản xuất bia là một trong
những loại nước thải mang tính ô nhiễm mạnh và tác động sâu sắc đến môi trường
nước. Nếu thải ra ngoài môi trường mà không xử lý thì dưới tác dụng của điều kiện
môi trường các vi sinh vật sẽ phân huỷ các chất hữu cơ và sinh ra các mùi thối ảnh
hưởng tới đời sống của khu vực dân cư xung quanh. Nước thải chưa được xử lý thải
ra đồng ruộng sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng ảnh hưởng không nhỏ tới năng suất
trồng trọt.
1.4. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
1.4.1. Phương pháp cơ học
Nguyên tắ c chung
Nước thải có thành phầ n hế t sức phức ta ̣p. Trong nước thải không chỉ chứa các
thành phầ n hóa ho ̣c hòa tan, các loài vi sinh vâ ̣t, mà còn chứa các chấ t không hòa
tan. Các chấ t không hòa tan có thể có kích thước nhỏ hoă ̣c kích thước lớn. Người ta
dựa vào kić h thước và tỷ tro ̣ng của chúng để loa ̣i chúng ra khỏi môi trường nước,
trước khi áp du ̣ng các phương pháp hóa lý hoă ̣c các phương pháp sinh ho ̣c [1].
Các vâ ̣t chấ t có kích thước lớn như cành cây, bao bì chấ t dẻo, giấ y, giẻ rách, cát,
sỏi và cả những gio ̣t dầ u mỡ. Ngoài ra, vâ ̣t chấ t còn nằ m ở da ̣ng lơ lửng hoă ̣c ở da ̣ng
huyề n phù [1].
Tùy theo kích thước và tính chấ t đă ̣c trưng của từng loa ̣i chấ t mà người ta đưa ra
những phương pháp thić h hơ ̣p để loa ̣i chúng ra khỏi môi trường nước. Những
phương pháp loa ̣i các chấ t rắ n có kích thước lớn và tỷ tro ̣ng lớn trong nước đươ ̣c
go ̣i chung là phương pháp cơ ho ̣c [1].

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

ThS. Bùi Phương Linh

12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Phương pháp xử lý cơ ho ̣c có thể loa ̣i bỏ đươ ̣c đế n 60% các ta ̣p chấ t không hòa
tan có trong nước thải và giảm 20% BOD. Các công trình trong xử lý cơ ho ̣c bao
gồ m:
1.4.1.1.

Song chắ n rác hoă ̣c lưới lo ̣c.
Bể lắ ng cát.
Bể lắ ng.
Điề u hòa lưu lươ ̣ng dòng chảy.
Quá trình tuyể n nổ i.
Song chắ n rác

Song chắ n rác nhằ m chắ n giữ các că ̣n bẩ n có kić h thước lớn hay ở da ̣ng sơ ̣i:
giấ y, rau, cỏ rác...Rác đươ ̣c chuyể n tới máy nghiề n để nghiề n nhỏ, sau đó đươ ̣c
chuyể n tới bể phân hủy că ̣n (bể metan). Đố i với các ta ̣p chấ t < 5 mm thường dùng
lưới chắ n rác. Cấ u ta ̣o của thanh chắ n rác gồ m các thanh kim loa ̣i tiế t diê ̣n hin
̀ h chữ
nhâ ̣t, hiǹ h tròn hoă ̣c bầ u du ̣c...Song chắ n rác đươ ̣c chia làm 2 loa ̣i di đô ̣ng hoă ̣c cố
đinh,
̣ có thể thu gom rác bằ ng thủ công hoă ̣c cơ khi.́ Song chắ n rác đươ ̣c đă ̣t
nghiêng mô ̣t góc 60-90o theo hướng dòng chảy.

1.4.1.2.

Bể tách dầ u mỡ

Bể tách dầ u mỡ thường đươ ̣c ứng du ̣ng trong xử lý nước thải công nghiê ̣p có
chứa dầ u mỡ, các chấ t nhe ̣ hơn nước và các da ̣ng chấ t nổ i khác. Đố i với nước thải
sinh hoa ̣t, do hàm lươ ̣ng dầ u mỡ và các chấ t nổ i không lớn cho nên có thể thực hiê ̣n
viê ̣c tách chúng ngay ở bể lắ ng đơ ̣t mô ̣t nhờ các thanh ga ̣t thu hồ i dầ u mỡ, chấ t nổ i
trên bề mă ̣t bể lắ ng.
1.4.1.3.

Bể lắ ng cát

Bể lắ ng cát dùng để tách các chấ t bẩ n vô cơ có tro ̣ng lươ ̣ng riêng lớn hơn nhiề u
so với tro ̣ng lươ ̣ng riêng của nước như xỉ than, cát...ra khỏi nước thải. Thông
thường, că ̣n lắ ng có đường kính ha ̣t khoảng 0.25 mm (tương đương đô ̣ lớn thủy lực
là 24.5) chiế m 60% tổ ng số các ha ̣t că ̣n có trong nước thải.
Theo chiề u dòng thải, bể lắ ng đươ ̣c phân thành: bể lắ ng ngang và bể lắ ng đứng.
Trong bể lắ ng ngang, dòng nước thải theo phương ngang hoă ̣c vòng qua bể với
vâ ̣n tố c lớn nhấ t Vmax = 0.3 m/s, vâ ̣n tố c nhỏ nhấ t Vmin= 0.15 m/s và thời gian lưu
nước từ 30-60 giây. Đố i với bể lắ ng đứng, nước thải chuyể n đô ̣ng theo phương
thẳ ng đứng từ dưới lên với vâ ̣n tố c nước dâng từ 3-3.7 m/s, vâ ̣n tố c nước chảy trong
máng thu (xung quanh bể ) khoảng 0.4 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao đô ̣ng
trong khoảng 2-3.5 phút.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Cát trong bể lắ ng đươ ̣c tâ ̣p trung về hố thu hoă ̣c mương thu cát dưới đáy, lấ y cát
ra khỏi bể có thể bằ ng thủ công (nế u lươ ̣ng cát < 0.5 m3/ngày đêm) hoă ̣c bằ ng cơ
giới (nế u lươ ̣ng cát > 0.5 m3/ ngày đêm). Cát từ bể lắ ng cát đươ ̣c đưa đi phơi khô ở
sân phơi và cát khô thường đươ ̣c sử du ̣ng la ̣i cho những mu ̣c đić h xây dựng.
1.4.1.4.

Bể lắ ng

Bể lắ ng làm nhiê ̣m vu ̣ tách các chấ t lơ lửng còn la ̣i trong nước thải (sau khi qua
bể lắ ng cát) có tỷ tro ̣ng lớn hơn hoă ̣c nhỏ hơn tỷ tro ̣ng của nước dưới da ̣ng lắ ng
xuố ng đáy bể hoă ̣c nổ i lên trên mă ̣t nước. Thông thường bể lắ ng có ba loa ̣i chủ yế u:
bể lắ ng ngang (nước chuyể n đô ̣ng theo phương ngang), bể lắ ng đứng (nước chuyể n
đô ̣ng theo phương thẳ ng đứng), và bể lắ ng ly tâm (nước chuyể n đô ̣ng từ tâm ra
xung quanh) thường có da ̣ng hiǹ h tròn trên mă ̣t bằ ng. Ngoài ra, còn mô ̣t số da ̣ng bể
lắ ng khác như bể lắ ng nghiêng, bể lắ ng đươ ̣c thiế t kế nhằ m tăng cường hiê ̣u quả
lắ ng [2].
1.4.1.5.

Điề u hòa lưu lượng dòng chảy

Trong quá triǹ h xử lý nước thải cầ n phải điề u hòa lươ ̣ng dòng chảy. Trong qua
trình này thực chấ t là thiế t lâ ̣p hê ̣ thố ng điề u hòa lưu lươ ̣ng và nồ ng đô ̣ chấ t ô nhiễm
trong nước thải nhằ m ta ̣o điề u kiê ̣n tố t nhấ t cho các công trình phiá sau hoa ̣t đô ̣ng
ổ n đinh.

̣ Bể điề u hòa dòng chảy có thể bố trí trên dòng chảy hay bố trí ngươ ̣c dòng
chảy.
1.4.1.6.

Quá trình tuyể n nổ i

Tuyể n nổ i là quá trình tách các chấ t ở da ̣ng rắ n hoă ̣c da ̣ng lỏng, phân tán không
tan trong nước thải có khố i lươ ̣ng riêng nhỏ, tỷ tro ̣ng nhỏ hơn nước không thể lắ ng
bằ ng tro ̣ng lực hoă ̣c lắ ng rấ t châ ̣m. Phương pháp tuyể n nổ i đươ ̣c thực hiê ̣n bằ ng
cách trô ̣n lẫn các ha ̣t khí nhỏ và miṇ vào nước thải, khi đó các ha ̣t khí sẽ kế t dính
với các ha ̣t của nước thải và kéo theo những ha ̣t vâ ̣t chấ t này theo bo ̣t khí nổ i lên bề
mă ̣t. Khí đó ta có thể dễ dàng loa ̣i chúng ra khỏi hê ̣ thố ng bằ ng thiế t bi ̣vớt bo ̣t.
Để tăng hiê ̣u suấ t ta ̣o bo ̣t, người ta thường sử du ̣ng các chấ t ta ̣o bo ̣t như eresol,
phenol nhằ m giảm năng lươ ̣ng bề mă ̣t phân pha. Tùy theo phương thức cấ p không
khí vào nước, quá trình tuyể n nổ i bao gồ m các da ̣ng sau:
-

Tuyể n nổ i bằ ng khí phân tán: Khí nén đươ ̣c thổ i trực tiế p vào bể tuyể n nổ i để ta ̣o
thành các bo ̣t khí có kić h thước từ 0.1-1 mm, gây xáo trô ̣n hỗn hơ ̣p khí-nước
chứa că ̣n. Că ̣n tiế p xúc với bo ̣t khí, kế t dính và nổ i lên bề mă ̣t.

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)

hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Tuyể n nổ i chân không: Baõ hòa không khí ở áp suấ t khí quyể n, sau đó thoát khí
ra khỏi nước ở áp suấ t chân không. Hê ̣ thố ng này it́ sử du ̣ng trong thực tế vì khó
vâ ̣n hành và chi phí cao.
- Tuyể n nổ i bằ ng khí hòa tan: Su ̣c không khí vào nước ở áp suấ t cao (2-4 at), sau
đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ ta ̣o thành bo ̣t khí có kích thước
20-100µm.
1.4.2. Phương pháp sinh học
-

Quá trình xử lý nước thải bằ ng phương pháp sinh ho ̣c là quá trình nhằ m phân
hủy các vâ ̣t chấ t hữu cơ ở da ̣ng hòa tan, da ̣ng keo và da ̣ng phân tán nhỏ trong nước
thải nhờ vào sự hoa ̣t đô ̣ng của các vi sinh vâ ̣t. Quá trin
̀ h này xảy ra trong điề u kiê ̣n
hiế u khí hoă ̣c ky ̣ khí tương ứng với hai tên go ̣i thông du ̣ng là: quá trin
̀ h xử lý sinh
[3]
ho ̣c hiế u khí và quá trình xử lý sinh ho ̣c ky ̣ khí (yế m khi)́ .
Quá triǹ h xử lý sinh ho ̣c ky ̣ khí thường đươ ̣c ứng du ̣ng để xử lý sơ bô ̣ các loa ̣i
nước thải có hàm lươ ̣ng BOD5 cao (>1000 mg/l), làm giảm tải tro ̣ng hữu cơ và ta ̣o
điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i cho các quá trin
̀ h xử lý hiế u khí diễn ra có hiê ̣u quả. Xử lý sinh
ho ̣c ky ̣ khí còn đươ ̣c áp du ̣ng để xử lý các loa ̣i bùn, că ̣n (că ̣n tươi từ bể lắ ng đơ ̣t mô ̣t,
bùn hoa ̣t tiń h sau khi nén...) trong tra ̣m xử lý nước thải đô thi ̣và mô ̣t số ngành công
nghiê ̣p
Quá trình xử lý sinh ho ̣c hiế u khí đươ ̣c ứng du ̣ng có hiê ̣u quả cao đố i với nước
thải có hàm lươ ̣ng BOD5 thấ p như nước thải sinh hoa ̣t sau xử lý cơ ho ̣c và nước thải
của các ngành công nghiê ̣p bi ̣ ô nhiễm hữu cơ ở mức đô ̣ thấ p (BOD5 < 1000 mg/l).
Tùy theo cách cung cấ p oxy mà quá trin

̀ h xử lý sinh ho ̣c hiế u khí đươ ̣c chia làm hai
loa ̣i:
Xử lý sinh ho ̣c hiế u khí trong điề u kiê ̣n tự nhiên (oxy đươ ̣c cung cấ p từ không
khí tự nhiên do quang hơ ̣p của tảo và thực vâ ̣t nước) với các công trin
̀ h tương
ứng như: cánh đồ ng tưới, cánh đồ ng lo ̣c, hồ sinh ho ̣c, đấ t ngâ ̣p nước... [3].
- Xử lý sinh ho ̣c hiế u khí trong điề u kiê ̣n nhân ta ̣o (oxy đươ ̣c cung cấ p bởi các
thiế t bi ̣ su ̣c khí cưỡng bức, thiế t bi ̣ khuấ y trô ̣n cơ giới...) với các quá trình và
công triǹ h tương ứng như sau:
 Quá trình vi sinh vâ ̣t lơ lửng (quá trình bùn hoa ̣t tính):
 Bể bùn hoa ̣t tiń h thổ i khí (Aerotank)
 Mương oxy hóa
 Hồ sinh ho ̣c
 Quá trình vi sinh vâ ̣t dính bám (Quá trình màng vi sinh vâ ̣t):
 Bể lo ̣c sinh ho ̣c nhỏ gio ̣t (Biofilm)
-

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

 Bể lo ̣c sinh ho ̣c cao tải
 Tháp lo ̣c sinh ho ̣c

 Bể lo ̣c sinh ho ̣c tiế p xúc da ̣ng điã quay (RBC): công trình này cho
phép xử lý nitơ và photpho trong nước thải (xử lý bâ ̣c cao).
 Quá trình vi sinh vâ ̣t kế t hơ ̣p: bể sinh ho ̣c hiế u khí tiế p xúc (có cấ u ta ̣o và
nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng giố ng như bể Aerotank nhưng bên trong bể có trang bi ̣
thêm các vâ ̣t liê ̣u tiế p xúc để làm giá thể cho các vi sinh vâ ̣t dính bám) [3].
1.4.3. Phương pháp hóa học
Bản chấ t của quá triǹ h xử lý nước thải bằ ng phương pháp hóa lý là áp du ̣ng các
quá trin
̀ h vâ ̣t lý và hóa ho ̣c để đưa vào nước thải chấ t phản ứng nào đó để gây tác
đô ̣ng với các ta ̣p chấ t bẩ n, biế n đổ i hóa ho ̣c, ta ̣o thành các chấ t khác dưới da ̣ng că ̣n
hoă ̣c chấ t hòa tan nhưng không đô ̣c ha ̣i hoă ̣c gây ô nhiễm môi trường. Giai đoa ̣n xử
lý hóa lý có thể là giai đoa ̣n xử lý đô ̣c lâ ̣p hoă ̣c xử lý cùng với các phương pháp cơ
ho ̣c, hóa ho ̣c, sinh ho ̣c trong công nghê ̣ xử lý nước thải hoàn chin
̉ h [2].
Những phương pháp hóa lý thường đươ ̣c áp du ̣ng để xử lý nước thải là: keo tu ̣,
đông tu ̣, hấ p phu ̣, trao đổ i ion, thấ m lo ̣c ngươ ̣c và siêu lo ̣c... [2].
1.4.3.1.

Phương pháp keo tụ và đông tụ

Quá trình lắ ng chỉ có thể tách đươ ̣c các ha ̣t rắ n huyề n phù nhưng không thể tách
đươ ̣c các chấ t gây nhiễm bẩ n ở da ̣ng keo và hòa tan vì chúng là những ha ̣t rắ n có
kích thước quá nhỏ. Để tách các ha ̣t rắ n đó mô ̣t cách có hiê ̣u quả bằ ng phương pháp
lắ ng, cầ n tăng kić h thước của chúng nhờ sự tác đô ̣ng tương hỗ giữa các ha ̣t phân tán
liên kế t thành tâ ̣p hơ ̣p các ha ̣t, nhằ m tăng vâ ̣n tố c lắ ng của chúng. Viê ̣c khử các ha ̣t
keo rắ n bằ ng lắ ng tro ̣ng lươ ̣ng đòi hỏi trước hế t cầ n trung hòa điê ̣n tić h của chúng,
sau đó là liên kế t chúng la ̣i với nhau. Quá trình trung hòa điê ̣n tích thường đươ ̣c go ̣i
là quá triǹ h đông tu ̣ (coagulation), còn quá trin
̀ h ta ̣o thành các bông lớn hơn từ các
ha ̣t nhỏ go ̣i là quá trình keo tu ̣ (flocculation) [2].

1.4.3.2.

Hấ p phụ

Phương pháp hấ p phu ̣ đươ ̣c dùng rô ̣ng raĩ để làm sa ̣ch triê ̣t để nước thải khỏi
các chấ t hữu cơ hòa tan sau khi sử lý sinh ho ̣c cũng như xử lý cu ̣c bô ̣ khi nước thải
có chứa mô ̣t hàm lươ ̣ng rấ t nhỏ các chấ t đó. Những chấ t này không phân hủy bằ ng
con đường sinh ho ̣c và thường có đô ̣c tin
́ h cao. Nế u các chấ t cầ n khử bi ̣hấ p phu ̣ tố t
và chi phí riêng cho lươ ̣ng chấ t hấ p phu ̣ không lớn thì viê ̣c ứng du ̣ng phương pháp
này là hơ ̣p lý hơn cả [2].

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Các chấ t hấ p phu ̣ thường đươ ̣c sử du ̣ng như: than hoa ̣t tính, các chấ t tổ ng hơ ̣p và
chấ t thải của vài ngành sản xuấ t đươ ̣c dùng làm chấ t hấ p phu ̣ (tro, xi,̉ ma ̣t cưa...).
Chấ t hấ p phu ̣ vô cơ như đấ t sét, silicagen, keo nhôm và các chấ t hydroxit kim loa ̣i ít
đươ ̣c sử du ̣ng vì năng lươ ̣ng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn. Chấ t
hấ p phu ̣ phổ biế n nhấ t là than hoa ̣t tính, nhưng chúng cầ n có các tính chấ t xác đinh
̣
như: tương tác yế u với các phân tử nước và ma ̣nh với các chấ t hữu cơ, có lỗ xố p thô

để có thể hấ p phu ̣ các phân tử hữu cơ lớn và phức ta ̣p, có khả năng phu ̣c hồ i. Ngoài
ra, than phải bề n với nước và thấ m nước nhanh. Quan tro ̣ng là than phải có hoa ̣t tin
́ h
xúc tác thấ p đố i với phản ứng oxy hóa bởi vì mô ̣t số chấ t hữu cơ trong nước thải có
khả năng bi ̣ oxy hóa và bi ̣ hóa nhựa. Các chấ t hóa nhựa bit́ kín lỗ xố p của than và
cản trở viê ̣c tái sinh nó ở nhiê ̣t đô ̣ thấ p [2].
1.4.3.3.

Phương pháp trao đổ i ion

Trao đổ i ion là mô ̣t quá triǹ h trong đó các ion trên bề mă ̣t của chấ t rắ n trao đổ i
với ion có cùng điê ̣n tích trong dung dich
̣ khi tiế p xúc với nhau. Các chấ t này go ̣i là
các ionit (chấ t trao đổ i ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước [2].
Các chấ t có khả năng hút các ion dương từ dung dich
̣ điê ̣n ly go ̣i là cationit,
những chấ t này mang tính axit. Các chấ t có khả năng hút các ion âm go ̣i là anionit
và chúng mang tính kiề m. Nế u như các ionit nào đó trao đổ i cả cation và anion go ̣i
là các ionit lưỡng tính [2].
Phương pháp trao đổ i ion thường đươ ̣c ứng du ̣ng để loa ̣i ra khỏi nước các kim
loa ̣i như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M..., các hơ ̣p chấ t của Asen, photpho, Cyanua và
các chấ t phóng xa ̣ [2].
Các chấ t trao đổ i ion là các chấ t vô cơ hoă ̣c hữu cơ có nguồ n gố c tự nhiên hay
tổ ng hơ ̣p nhân ta ̣o. Các chấ t trao đổ i ion vô cơ tư nhiên gồ m có các zeolit, kim loa ̣i
khoáng chấ t, đấ t sét, fenspat, chấ t mica khác nhau…, vô cơ tổ ng hơ ̣p gồ m silicagen,
pecmutit (chấ t làm mề m nước), các oxit khó tan và hydroxit của mô ̣t số kim loa ̣i
như: nhôm, crôm, ziriconi...Các chấ t trao đổ i ion hữu cơ có nguồ n gố c tự nhiên gồ m
axit humic và than đá chúng mang tin
́ h axit, các chấ t có nguồ n gố c tổ ng hơ ̣p là các
nhựa có bề mă ̣t riêng lớn là những hơ ̣p chấ t cao phân tử [2].

1.4.3.4.

Các quá trình tách bằ ng màng

Màng đươ ̣c đinh
̣ nghiã là mô ̣t pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác
nhau. Viê ̣c ứng du ̣ng màng để tách các chấ t phu ̣ thuô ̣c vào đô ̣ thấ m của các hơ ̣p chấ t
đó qua màng. Người ta dùng các kỹ thuâ ̣t như: điê ̣n thẩ m tích, thẩ m thấ u ngươ ̣c,
siêu lo ̣c và các quá triǹ h tương tự khác [2].

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

17

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học MBBR (Moving Bed Bioreactor)
hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.

Thẩ m thấ u ngươ ̣c và siêu lo ̣c là quá trình lo ̣c dung dich
̣ qua màng bán thẩ m thấ u,
dưới áp suấ t cao hơn áp suấ t thấ m lo ̣c. Màng lo ̣c cho các phân tử dung môi đi qua
và giữ la ̣i các chấ t hòa tan. Sự khác biê ̣t giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lo ̣c thường
đươ ̣c sử du ̣ng để tách dung dich
̣ có khố i lươ ̣ng phân tử trên 500 và có áp suấ t thẩ m
thấ u nhỏ (ví du ̣ như các vi khuẩ n, tinh bô ̣t, protein, đấ t sét...). Còn thẩ m thấ u ngươ ̣c
thường đươ ̣c sử du ̣ng để khử các vâ ̣t liê ̣u có khố i lươ ̣ng phân tử thấ p và có áp suấ t
cao [2].

1.4.3.5.

Phương pháp điê ̣n hóa

Mu ̣c đić h của phương pháp này là xử lý các ta ̣p chấ t tan và phân tán trong nước
thải, có thể áp du ̣ng trong quá trin
̀ h oxy hóa dương cực, khử âm cực, đô ̣ng tu ̣ điê ̣n
và điê ̣n thẩ m tić h. Tấ t cả các quá trin
̀ h này đề u xảy ra trên các điê ̣n cực khi cho
dòng điê ̣n mô ̣t chiề u đi qua nước thải [2].
Nhươ ̣c điể m lớn nhấ t của phương pháp này là tiêu hao điê ̣n năng lớn.
1.5. MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
- Nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD (Thái Lan) vận hành từ năm 1995,
với công suất 5000 m3/ngày [4].
Bảng 1.4 Thông số nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD
Thông số

Đầu vào

Đầu ra

Hiệu quả

SS

mg/L

22 - 35 mg/L

> 80%

BOD

1.440 mg/L

9 – 19 mg/L

> 90%

COD

2.175 mg/L

mg/L

T-N

mg/L

mg/L

T-P

mg/L

mg/L

SVTH : Nguyễn Trần Hoàng Oanh
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm
ThS. Bùi Phương Linh

nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học mbbr (moving bed bioreactor) hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về