tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia tại công ty tnhh mtv bia sài gòn – sóc trăng, công suất 50 triệu lít bia năm

Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................6
MỞ ĐẦU...................................................................................................................7
I. Đặt vấn đề ..........................................................................................................7
II. Mục đích nghiên cứu. .......................................................................................7
III. Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................7
IV. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................8
V. Phƣơng pháp nghiên cứu..................................................................................8
CHƢƠNG 1 ..............................................................................................................9
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT ....9
1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT BIA. ......................9
1.1.1 Thành phần, tính chất của nƣớc thải sản xuất bia. ...................................9
1.1.2 Tác động đến môi trƣờng của nƣớc thải ngành bia ............................... 10
1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI NGÀNH BIA .....................13
1.2.1 Phƣơng pháp cơ học...............................................................................13
1.2.2 Phƣơng pháp hóa lý ...............................................................................18
1.2.3 Phƣơng pháp sinh học ............................................................................20
CHƢƠNG 2 ............................................................................................................26
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV BIA SÀI GÒN – SÓC TRĂNG ........26
2.1 Ngành công nghiệp sản xuất bia ...................................................................26
2.1.1 Công nghệ sản xuất ................................................................................26
2.1.2 Đặc tính của nƣớc thải ...........................................................................29
2.1.3 Công nghệ xử lý và giảm thiểu nƣớc thải sản xuất bia ..........................30
2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng .........30
SVTH:ĐINH QUANG SƠN

GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

1


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

2.2.1 Công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng....................................30
2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng
............................................................................................................................... 32
2.2.3 An toàn lao động, phòng cháy chữa cháy và các vấn đề môi trƣờng ....35
2.2.4 Hiện trạng môi trƣờng tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc
Trăng ......................................................................................................................36
CHƢƠNG 3 ............................................................................................................39
ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
VÀ KHAI TOÁN KINH PHÍ THỰC HIỆN .................................................................39
3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ .............................................................................39
3.2 Đề xuất công nghệ ........................................................................................41
3.2.1 Phƣơng án 1 ...........................................................................................41
3.2.2 Phƣơng án 2 ...........................................................................................43
3.2.3 So sánh và lựa chọn phƣơng án ............................................................. 45
3.2.4 Hiệu suất xử lý .......................................................................................46
3.3 Tính toán các công trình đơn vị ....................................................................48
3.3.1 Các thông số tính toán............................................................................48
3.3.2 Tính toán lƣu lƣợng cho hệ thống xử lý nƣớc thải ................................ 48
3.3.3 Song chắn rác .........................................................................................49
3.3.4 Bể thu gom ............................................................................................. 52
3.3.5 Bể điều hòa ............................................................................................ 54

3.3.6 Bể lắng I .................................................................................................59
3.3.7 Bể UASB ............................................................................................... 65
3.3.8 Bể trung gian. .........................................................................................72
3.3.9 Bể Aerotank ...........................................................................................73
3.3.10 Bể lắng II.............................................................................................. 82
3.3.11 Bể khử trùng.........................................................................................89
3.3.12 Bể nén bùn kiểu lắng đứng ..................................................................90
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

2


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

3.3.13 Khai toán kinh tế ..................................................................................92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................99

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

3


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
KCN: Khu Công Nghiệp
QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam
TNHH MTV: Trách Nhiệm Hữu Hạn Một Thành Viên
PCCC: Phòng Cháy Chữa Cháy
BTNMT: Bộ Tài Nguyên và Môi Trƣờng

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

4


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Song chắn rác ................................................................................................ 14
Hình 1.2 Lƣới chắn rác .................................................................................................14
Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ ............................................................................................... 15
Hình 1.4 Bể lắng cát ngang ...........................................................................................16
Hình 1.5 Bể lắng cát đứng ............................................................................................. 16
Hình 1.6 Bể lắng ngang .................................................................................................17
Hình 1.7 Mƣơng oxi hóa ............................................................................................... 24
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất kèm dòng thải công nghệ sản xuất bia ...................28
Hình 2.2 Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng .................................................................31
Hình 2.3 Quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy..............................................33
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phƣơng án 1 ........................................................................41

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phƣơng án 2 ........................................................................43
Hình 3.3 Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh bể aeroten. ....................................77

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

5


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia .................................................10
Bảng 1.2 Tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm ...........................................................12
Bảng 2.1 Ô nhiễm nƣớc thải từ máy rửa chai bia ..........................................................29
Bảng 2.2 Danh sách nguyên liệu thô/ hóa chất ............................................................. 32
Bảng 2.3 Đặc tính nƣớc thải của công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng .......36
Bảng 2.4 Tiêu chuẩn nƣớc thải sau xử lý ......................................................................38
Bảng 3.1 Đặc tính nƣớc thải của nhà máy bia Việt Nam ..............................................39
Bảng 3.2 Hệ số không điều hòa chung ..........................................................................49
Bảng 3.3 Hệ số để tính sức cản cục bộ của song chắn rác .........................................51
Bảng 3.4 Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác ..................................................52
Bảng 3.5 Tóm tắt các thông số thiết kế bể thu gom ......................................................54
Bảng 3.6 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa ................................................................ 55
Bảng 3.7 Các thông số cho thiết bị khuấy tán khí .........................................................55
Bảng 3.8 Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hòa ......................................................58
Bảng 3.9 Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng I (bể lắng đứng)..................................65
Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể UASB ...................................................................72

Bảng 3.11 Tóm tắt thông số thiết kế bể trung gian. ......................................................73
Bảng 3.12 Các kích thƣớc điển hình của bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn ...................75
Bảng 3.13 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank ..................................................82
Bảng 3.14 Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng II (bể lắng đứng) .............................. 89
Bảng 3.15 Các thông số thiết kế bể khử trùng .............................................................. 90
Bảng 3.16 Các thông số thiết kế bể lắng nén bùn dạng lắng đứng ............................... 92

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

6


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Hiện nay, Bia là một loại thức uống rất đƣợc ƣa chuộng trên thế giới. Ở các nƣớc
phƣơng Tây, bia dƣợc xem là nƣớc giải khát. Trên thế giới có một số loại bia nổi tiếng
nhƣ Ale, Lager, Pilsener, Riêng sản phẩm trong nƣớc thì đứng đầu vẫn là nhãn hiệu
bia Sài Gòn, bia Đại việt… 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 trƣờng đặc biệt là
nƣớc thải. Các loại nƣớc thải này chứa hàm lƣợng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD
dễ gây ô nhiễm mơi trƣờng. Vì vậy, các loại nƣớc thải này cần phải xử lý trƣớc khi xả
vào nguồn tiếp nhận.
Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng tại KCN An Nghiệp tỉnh Sóc Trăng với ngành
nghề kinh doanh sản xuất nƣớc giải khát lên men (bia). Hoạt động của nhà máy đã góp
phần vào sự phát triển kinh tế của Tỉnh. Tuy nhiên, các hoạt động của sản xuất của nhà

máy không tránh khỏi những tác động đến môi trƣờng xung quanh do việc phát sinh
các chất thải có khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là nƣớc thải.
Đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn
– Sóc Trăng, công suất 50 triệu lít/năm”, đựơc thực hiện nhằm giải quyết vấn đề
đang tồn tại ở nhà máy đó là việc xử lý nƣớc thải sản xuất bia trƣớc khi thải vào môi
trƣờng.
II. Mục đích nghiên cứu.
Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia nói chung và của
Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng nói riêng.
Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất bia của Nhà máy Bia Sài Gòn –
Sóc Trăng.
Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện thực tế của Nhà
máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng đạt tiêu chuẩn đầu ra , và tính toán chi tiết các công
trình đơn vị.
III. Phạm vi nghiên cứu.
Giới hạn về mặt không gian: Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là nƣớc thải sản xuất
bia của Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng.
Giới hạn về mặt thời gian: Đề tài đƣợc thực hiện trong thời gian từ từ tháng 06 đến
tháng 12 năm 2017.
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

7


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Giới hạn về mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và tính toán thiết kế

các công trình đơn vị.
IV. Nội dung nghiên cứu.
Thu thập tài liệu tổng quan về ngành sản xuất bia.
Tìm hiểu về các thành phần, tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia và các
phƣơng pháp xử lý nƣớc thải nghành bia và một số công nghệ xử lý nƣớc thải điển
hình của ngành bia hiện nay.
Thu thập một số thông tin về tình hình sản xuất, công nghệ sản xuất … của Nhà
máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng nói riêng.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp cho Nhà máy Bia Sài
Gòn – Sóc Trăng nói riêng. Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải đã đề xuất và
dự toán kinh tế.
Hƣớng dẫn vận hành và dự toán chi phí
V. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Phƣơng pháp thu thập tài liệu: thu thập các tài liệu về Nhà máy Bia Sài Gòn –
Sóc Trăng, tìm hiểu thành phần, tính chất nƣớc thải và các số liệu cần thiết khác.
Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: tìm hiểu những công nghệ xử lý nƣớc thải
của Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng qua các tài liệu chuyên ngành.
Phƣơng pháp so sánh: ƣu nhƣợc điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất
công nghệ xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng phù hợp nhất.
Phƣơng pháp toán: sử dụng các công thức toán đã học để tính toán lƣu lƣợng
nƣớc thải, các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải và dự toán chi phí xây
dựng, vận hành của hệ thống xử lý nƣớc thải cho Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng.
Phƣơng pháp đồ họa: dùng phần mềm Autocard để mô tả kiến trúc các công
trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

8

Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN
XUẤT
1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT BIA.
1.1.1 Thành phần, tính chất của nƣớc thải sản xuất bia.
Đặc tính nƣớc thải của công nghệ sản xuất bia là chứa hàm lƣợng chất hữu cơ cao
ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là hydratcacbon, protein và
axit hữu cơ. Đây là các chất có khả năng phân hủy sinh học cao, nguyên nhân chính
chủ yếu:
 Hàm lƣợng BOD cao là do: bã hèm, bã nấu, men, hèm lỏng, bia dƣ bị rỉ vào
nƣớc thải.
 pH dao động lớn do: cặn xút, axit tháo xả của các hệ thống rửa nồi, máy rửa
chai, rửa két, nƣớc tráng, rửa thiết bị, nƣớc rửa vệ sinh sàn nhà, trạm xử lý
nƣớc...
 Ảnh hƣởng tới nồng độ N, P: do men thải, tác nhân trong quá trình làm sạch
thất thoát...
 Ảnh hƣởng tới hàm lƣợng chất rắn lơ lửng: do rửa máy lọc, rửa chai, chất thải
rắn (giấy nhãn, bìa,...).
Tuy nhiên ở mỗi nhà máy bia thì hàm lƣợng nƣớc cấp và lƣợng nƣớc thải rất khác
nhau. Sự khác hau này nhìn chung phụ thuộc chủ yếu vào quy trình công nghệ và trình
độ quản lý của từng nhà máy. Mặt khác, mức độ ô nhiễm ở các loại nƣớc thải của
những nhà máy bia cũng khác nhau, ta có thể ƣớc tính trung bình cho các thông số trên
nhƣ sau:
 Lƣợng nƣớc cấp cho 1000 lít bia: 4 - 8 m3.
 Nƣớc thải tính từ sản xuất 1000 lít bia: 2,5 - 6 m3.

 Tải trọng BOD5: 3 - 6 kg/1000 lít bia.
 Tỷ lệ BOD5/COD: 0,55 - 0,7.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

9


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Hàm lƣợng các chất gây ô nhiễm trong nƣớc thải nhƣ bảng sau:
Bảng 1.1 Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải ngành bia
Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

COD

mg/l

600 ÷ 2400

BOD5

mg/l

310 ÷ 1400

Tổng chất rắn lơ lửng

mg/l

70 ÷ 600

Tổng số photpho

mg/l

50

Tổng số nitơ

mg/l

90

Nhiệt độ

0

35 ÷ 55

C

(Nguồn: PGS.TS Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải, NXB Giáo dục).

1.1.2 Tác động đến môi trƣờng của nƣớc thải ngành bia
Hoạt động sản xuất bia có mức độ ô nhiễm khá lớn. Sự ô nhiễm này chủ yếu là do
các chất có nguồn gốc hữu cơ hòa tan trong các dòng thải, kèm theo đó là nƣớc thải
chung màu và độ đục cao, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng cao và vi sinh vật, nấm men,
nấm mốc.
 Sự hiện diện của các chất độc hại trong nƣớc thải sẽ gây ảnh hƣởng trực tiếp tới
hệ động vật dƣới nƣớc và hệ sinh thái thủy vực. Chúng không những làm chết
các loài thủy sinh mà còn làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nƣớc nơi
tiếp nhận.
 Hàm lƣợng chất hữu cơ cao sẽ làm tăng các chất dinh dƣỡng có trong nguồn
nƣớc, tạo hiện tƣợng phú dƣỡng hóa kênh rạch, thúc đẩy sự phát triển bùng nổ
của các loại rong tảo.
 Hàm lƣợng chất rắn cao sẽ dễ dẫn đến hiện tƣợng tắc nghẽn các đƣờng cống
thoát nƣớc chung của địa phƣơng. Sau thời gian tích tụ lâu ngày và dƣới những
điều kiện yếm khí, chúng có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật hoại sinh. Kết
quả của quá trình này sản sinh ra các khí CH4, CO2, H2S, trong đó H2S là chất
khí gây ra mùi thối đặc trƣng.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

10


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Ngoài ra trong quá trình xúc rửa chai, cũng tạo ra một lƣợng kim loại nặng và các
chất độc hại khác trong các nhãn chai. Do đó, để giảm lƣợng kim loại nặng và các chất

độc hại khác trong nƣớc cần tránh in ấn bao bì bằng các chất có chứa kim loại nặng.
 Lƣợng nƣớc thải
Nhu cầu sử dụng nƣớc thải của nhà máy Bia - Rƣợu - Nƣớc giải khát thƣờng
lớn nên hầu hết phải khai thác nƣớc ngầm để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của
nhà máy. Việc khai thác nƣớc ngầm có nguy cơ gây nên sự cạn kiệt nguồn nƣớc ngầm
vào mùa khô, dân cƣ trong khu vực có nguy cơ không đủ nƣớc dùng.
Đối với vấn đề thoát nƣớc, hoạt động của nhà máy bia có thể làm gia tăng mức
chịu tải của hệ thống thoát nƣớc tập trung hoặc làm tăng thêm lƣu lƣợng dòng chảy,
làm ô nhiễm các nguồn tiếp nhận nƣớc thải. Vì vậy, cần phải xem xét và đánh giá thực
tế về khả năng tiêu thoát nƣớc của khu vực dự án, khả năng xảy ra tình trạng ngập
lụt...
 Nhiệt độ
Nƣớc thải từ phân xƣởng lên men có nhiệt độ từ 10 ÷ 140C.
Nƣớc thải từ phân xƣởng nấu có nhiệt độ 46 ÷ 550C, cao hơn rất nhiều tiêu chuẩn
cho phép đối với nƣớc thải công nghiệp. Do vậy nó ảnh hƣởng đến môi trƣờng nhƣ
sau:
Nhiệt độ nƣớc tăng cao gây ảnh hƣởng xấu đến đời sống các loài thủy sinh và quá
trình tự làm sạch của nƣớc.
Nhiệt độ tăng làm giảm nồng độ oxy hòa tan dẫn đến tình trạng mất cân bằng của
oxy trong nƣớc, quá trình phân hủy chất hữu cơ sẽ diễn ra trong điều kiện phân hủy kỵ
khí, điều này làm cho cá và các loài thủy sinh khác bị chết hoặc làm giảm tốc độ sinh
trƣởng.
 Hàm lƣợng oxi hòa tan (DO)
DO của nhà máy bia thƣờng rất thấp, do trong nƣớc thải chứa nhiều hợp chất hũu
cơ dễ bị phân hủy
 DO thƣờng dao động: 0 ÷ 1,7 mg/l.
 Tại phân xƣởng men: DOmin = 0, DOmax = 0,5 mg/l.
 Tại cống chung: DO = 1,4 ÷ 1,7 mg/l.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN

GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

11


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm
Mức độ ô nhiễm

DO (mg/l)

BOD5 (mg/l)

SS (mg/l)

N.NH3 (mg/l)

Rất nhẹ

> 6,5

< 3,0

< 20

< 0,5

Nhẹ

4,5 ÷ 6,5

3,0 ÷ 4,9

20 ÷ 49

0,5 ÷ 0,9

Tƣơng đối nặng

2 ÷ 4,4

5 ÷ 15

50 ÷ 100

1÷3

Nặng

< 2,0

> 15

> 100

> 3,0

(Nguồn: Tổ chức Y tế thế giới, năm 2006).
 Giảm DO cũng đồng nghĩa với việc môi trƣờng nƣớc đã bị ô nhiễm do chủ yếu
là chất hữu cơ.
 DO thấp kìm hãm sự phát triển của sinh vật thủy sinh.
 Ảnh hƣởng tới quá trình phân hủy chất hữu cơ.
 Ngoài ra, con ngƣời cũng sẽ gặp nguy hiểm khi sử dụng nguồn nƣớc trên phục
vụ cho nhu cầu ăn uống.
 Độ pH (tính axit, tính kiềm)
Phân xƣởng lên men: pH = 0,5  axit mạnh
Phân xƣởng rửa chai: pH = 8,5 ÷ 10  có tính kiềm
Nƣớc thải sản xuất: pH = 6 ÷ 7,5  pH thay đổi theo công đoạn sản xuất bia.
Nƣớc thải khi chảy ra môi trƣờng ngoài, pH sẽ thay đổi, điều này phụ thuộc: mức
độ pha loãng, thành phần và sinh khối của sinh vật thủy sinh.
 Ảnh hƣởng:
 Tính axit của môi trƣờng nhà máy bia gây ảnh hƣởng xấu trực tiếp tới đời
sống thủy sinh vật và nhiều hậu quả xấu khác.
 Tƣới cây bằng nƣớc có tính axit sẽ làm tăng độ hòa tan của một số kim loại
có sẵn trong đất nhƣ: Al3+, Zn 2+, Mn2+, As2+,...
 Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (SS)
 Thƣờng từ 255 ÷ 700 mg/l so với mức cho phép là 100 mg/l  mức độ ô nhiễm
là rất nặng.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

12


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công

suất 50triệu lít bia/ năm.

 Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng có giá trị lớn nhất thƣờng ở trong phân xƣởng lên
men và nấu.
 Hậu quả là làm giảm khả năng hòa tan của oxi vào nƣớc.
 Làm thay đổi độ trong, hạn chế sự xâm nhập của ánh sáng vào các tầng nƣớc 
ảnh hƣởng tới khả năng quang hợp của tảo và các thực vật dƣới nƣớc.
 Làm dày thêm lớp bùn lắng đọng ở đáy.
 Chất rắn lơ lửng là tác nhân gây tắc nghẽn cống thoát nƣớc.
 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
BOD ở nhà máy bia rất lớn thƣờng dao động trong khoảng 310 ÷ 1400 mg/l.
Nƣớc thải ra làm cho nguồn tiếp nhận bị ô nhiễm mùi và độ màu của nƣớc thải
bia.
Do hàm lƣợng chất hữu cơ cao dẫn đến xuất hiện quá trình phân hủy kỵ khí các
sản phẩm của quá trình này làm cho nƣớc bị biến đổi thành màu đen, bốc mùi hôi thối
khó chịu do xuất hiện các khí độc hại (aldehyt, CH4, NH3, H2S,...), các khí này góp
phần gây ô nhiễm môi trƣờng không khí cùng với mùi men bia gây ra sự khó chịu cho
ngƣời dân xung quanh.
Gây ảnh hƣởng xấu tới quần thể sinh vật thủy sinh vùng xung quanh của cống
và khu vực tiếp nhận.
1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI NGÀNH BIA
1.2.1 Phƣơng pháp cơ học
Nƣớc thải có thành phần hết sức phức tạp. Trong nƣớc thải không chỉ chứa các
thành phần hóa học hòa tan, các loài vi sinh vật, mà còn chứa các chất không hòa tan.
Các chất không hòa tan có kích thƣớc nhỏ và có kích thƣớc lớn. Ngƣời ta dựa vào kích
thƣớc và tỷ trọng của chúng để loại chúng ra khỏi môi trƣờng nƣớc, trƣớc khi áp dụng
các phƣơng pháp hóa lý hoặc các phƣơng pháp sinh học.
Phƣơng pháp cơ học là phƣơng pháp dùng để loại bỏ các vật có kích thƣớc lớn
nhƣ cành cây, bao bì chất dẻo, giấy, dẻ rách, cát, sỏi cả những giọt dầu, mỡ. Ngoài ra,
vật chất còn nằm ở dạng lơ lửng hoặc ở dạng huyền phù.

Tùy theo kích thƣớc và tính chất đặc trƣng của từng laoị vật chất mà ngƣời ta đƣa
ra những phƣơng pháp thích hợp để loại chúng ra khỏi môi trƣờng nƣớc. Những
phƣơng pháp loại các chất rắn có kích thƣớc lớn và tỷ trọng lớn trong nƣớc đƣợc gọi
chung là phƣơng pháp cơ học.
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

13


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Phƣơng pháp này xử lý cơ học có thể loại bỏ đƣợc đến 60% các tạp chất không
hòa tan có trong nƣớc thải và giảm 20% BOD. Các công trình trong xử lý cơ học bao
gồm:
 Song chắn rác hoặc lƣới lọc.
 Bể lắng cát.
 Bể lắng.
 Điều hòa lƣu lƣợng dòng chảy.
 Quá trình tuyển nổi.
1.2.1.1 Song chắn rác
Song chắn rác giữ lại các thành phần có kích thƣớc lớn, tránh làm tắc máy bơm,
đƣờng ống hoặc kênh dẫn.
Song chắn rác gồm các thanh đan xếp cạnh nhau ở trên mƣơng dẫn nƣớc. Khoảnh
cách giữa các thanh đan gọi là khe hở. Song chắn rác đƣợc chia làm 2 loại di động
hoặc cố định, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí. Song chắn rác đƣợc đặt
nghiêng một góc 60 - 900 theo hƣớng dòng chảy.
 Thiết bị tách rác thô: song chắn rác, lƣới chắn rác, lƣới lọc, sàng,... nhằm

giữ lại các vật rắn thô nhƣ: mảnh thủy tinh vỡ, chai lọ, nhãn giấy, nút,...
 Thiết bị lọc rác tinh: thiết bị lọc rác tinh thƣờng đƣợc đặt sau thiết bị tách
rác thô, có chức năng loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịn hơn
nhƣ: bã hèm, men,...

Hình 1.1 Song chắn rác
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

Hình 1.2 Lƣới chắn rác

14


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

1.2.1.2 Bể tách dầu mỡ
Bể tách dầu mỡ thƣờng đƣợc ứng dụng trong xử lý nƣớc thải công nghiệp có chứa
dầu mỡ, các chất nhẹ hơn nƣớc và các dạng chất nổi khác.
Để tách lƣợng dầu mỡ trong nƣớc thải, ngƣời ta sử dụng bể tách dầu mỡ thƣờng
đặt trƣớc của xả vào cống chung hoặc trƣớc bể điều hòa của nhà máy.

Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ
Việc tách dầu mỡ ra khỏi nƣớc thải có thể thực hiện theo 2 quy tình:
 Tách dầu bằng trọng lực
 Tách dầu bằng nhân tạo nhƣ lực ly tâm, cyclon thủy lực, keo tụ bằng hóa
chất, lọc qua lớp có khả năng bám dính dầu mỡ.
1.2.1.3 Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lƣợng riêng lớn hơn nhiều so
với trọng lƣợng riêng của nƣớc nhƣ xỉ than, cát....ra khỏi nƣớc thải. Thông thƣờng cặn
lắng có đƣờng kính hạt khoảng 0,25 mm (tƣơng đƣơng độ lớn thủy lực là 24,5) chiếm
60% tổng số các hạt cặn có trong nƣớc thải.
Bể lắng cát thƣờng đặt sau song chắn rác, lƣới chắn rác và đặt trƣớc bể điều hòa
lƣu lƣợng.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

15


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Hình 1.4 Bể lắng cát ngang
Tùy theo đặt tính của dòng chảy ta có thể phân loại bể lắng cát nhƣ sau:
 Bể lắng cát ngang nƣớc chảy thẳng, chảy vòng.
 Bể lắng cát đứng nƣớc chảy từ dƣới lên.
 Bể lắng cát nƣớc chảy xoắn ốc.

Hình 1.5 Bể lắng cát đứng
Trong bể lắng cát ngang, dòng nƣớc chảy theo phƣơng ngang hoặc vòng qua bể
với vận tốc lớn nhất Vmax = 0,3 m/s, vận tốc nhỏ nhất Vmin = 0,15 m/s và thời gian lƣu
nƣớc từ 30 -60 giây. Đối với bể lắng đứng, nƣớc thải chuyển động theo phƣơng thẳng
đứng từ dƣới lên với vận tốc nƣớc dâng từ 3 - 3,7 m/s, với vận tốc nƣớc chảy trong

SVTH:ĐINH QUANG SƠN

GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

16


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

máng thu (xung quanh bể) khoảng 0,4 m/s và thời gian lƣu nƣớc trong bể giao động
trong khoảng 2 - 3,5 phút.
Cát trong bể lắng đƣợc tập trung về hố thu hoặc mƣơng thu cát dƣới đáy, lấy cát ra
khỏi bể có thể bằng thủ công (nếu lƣợng cát < 0,5 m3/ ngày đêm) hoặc bằng cơ giới
(nếu lƣợng cát > 0,5 m3/ngày đêm). Cát từ bể lắng cát đƣợc đƣa đi phơi khô ở sân phơi
và cát khô thƣờng đƣợc sử dụng lại cho những mục đích xây dựng.
1.2.1.4 Bể lắng đợt I
Bể lắng I có nhiệm vụ tách các hạt lơ lửng trên nguyên tắc trọng lực. Cặn lắng của
bể lắng I là loại cặn có trọng lƣợng thay đổi, có khả năng kết dính và keo tụ với nhau.
Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ 90 - 95% lƣợng cặn trong nƣớc thải. Vì vậy, đây là
quá trình quan trọng trong xử lý nƣớc thải và thƣờng đƣợc bố trí xử lý ban đầu hay sau
xử lý sinh học.

Hình 1.6 Bể lắng ngang
Căn cứ theo chiều nƣớc chảy, ngƣời ta phân biệt các dạng bể lắng sau:
 Bể lắng ngang: nƣớc chuyển động theo phƣơng ngang vào bể có vận tốc
không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lƣu nƣớc từ 1,2 - 2,5h. Bể lắng ngang
có mặt bằng hình chữ nhật.
 Bể lắng đứng: nƣớc chảy vào bể theo phƣơng thẳng đứng từ dƣới đáy bể
lên. Bể lắng đứng thƣờng có mặt bằng hình tròn.
 Bể lắng radien: nƣớc chảy vào bể theo hƣớng trung tâm ra qua thành bể hay

ngƣợc lại.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

17


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

1.2.1.5 Bể điều hòa lưu lượng dòng chảy
Trong quá trình xử lý nƣớc thải cần phải điều hòa lƣợng dòng chảy. Quá trình này
thực chất là thiết lập hệ thống điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc
thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công trình phía sau hoạt động ổn định.
Bể điều hòa lƣu lƣợng dòng chảy có thể bố trí trên các dòng chảy hay bố trí ngoài
dòng chảy.
1.2.1.6 Quá trình tuyển nổi
Tuyển nổi là quá trình tách các chất ở dạng rắn hoặc dạng lỏng, phân tán không
tan trong nƣớc thải có khối lƣợng riêng nhỏ, tỷ trọng nhỏ hơn nƣớc không thể lắng
bằng trọng lực hoặc lắng rất chậm. Phƣơng pháp tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách
trộn lẫn các hạt khí nhỏ và mịn vào nƣớc thải, khi đó các hạt khí sẽ kết dính với các
hạt nƣớc thải và kéo theo những hạt vật chất này theo bọt khí nổi lên bề mặt. Khi đó ta
có thể dễ dàng loại chúng ra khỏi hệ thống bằng thiết bị vớt bọt.
Để tăng hiệu suất tạo bọt, ngƣời ta thƣờng sử dụng các chất tạo bọt nhƣ eresol,
phenol nhằm giảm năng lƣợng bề mặt phân pha. Tùy theo phƣơng thức cấp không khí
vào nƣớc, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau:
 Tuyển nổi bằng khí phân tán: Khí nén đƣợc thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi
để tạo thành các bọt khí có kích thƣớc từ 0,1 - 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp

khí - nƣớc chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt.
 Tuyển nổi chân không: bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát
khí ra khỏi nƣớc ở áp suất chân không. Hệ thống này ít sử dụng trong thực
tế vì khó vận hành và chi phí cao.
 Tuyển nổi bằng khí hòa tan: sục không khí vào nƣớc ở áp suất cao (2- 4 at),
sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có
kích thƣớc 20 - 100 m.
1.2.2 Phƣơng pháp hóa lý
Là phƣơng pháp dùng các phẩm hóa học, cơ chế vật lý để loại bỏ cặn hòa tan, cặn
lơ lửng, kim loại nặng và góp phân giảm COD, BOD5 trong nƣớc thải.
Các phƣơng pháp hóa học là chất oxi hóa bậc cao nhƣ: H2O2, ozone, Cl2, phƣơng
pháp trung hòa, đông keo tụ.
Thông thƣờng các quá trình keo tụ thƣờng đi kèm theo quá trình trung hòa hoặc
các hiện tƣợng vật lý khác. Những phản ứng xảy ra là phản ứng trung hòa, phản ứng
oxy hóa khử, phản ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại.
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

18


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

1.2.2.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ
Quá trình lắng chỉ có thể tách đƣợc các hạt rắn huyền phù nhƣng không thể tách
đƣợc các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích
thƣớc quá nhỏ. Để tách các hạt lắng đó một cách có hiệu quả bằng phƣơng pháp lắng,
cần tăng kích thƣớc của chúng nhờ sự tác động tƣơng hỗ giữa các hạt phân tán liên kết

thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn
bằng lắng trọng lƣợng đòi hỏi trƣớc hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là
liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích thƣờng đƣợc gọi là quá trình
đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là
quá trình keo tụ (flocculation).

 Hấp phụ
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nƣớc thải khỏi
các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng nhƣ xử lý cục bộ khi nƣớc thải có
chứa một hàm lƣợng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân hủy bằng con
đƣờng sinh học và thƣờng có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi
chí riêng cho lƣợng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phƣơng pháp này là hợp
lý hơn cả.
Các chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ: than hoạt tính, các chất tổng hợp và
chất thải của vài ngành sản xuất đƣợc dùng làm chất hấp phụ (tro, xỉ, mạt cƣa,...). Chất
hấp phụ vô cơ nhƣ đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít đƣợc
sử dụng vì năng lƣợng tƣơng tác của chúng với các phân tử nƣớc lớn.
Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhƣng chúng cần có các tính chất xác
định nhƣ: tƣơng tác yếu với các phân tử nƣớc và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp
thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi.
Ngoài ra, than phải bền với nƣớc và thấm nƣớc nhanh. Quan trọng là than phải có hoạt
tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì một số chất hữu cơ trong nƣớc thải
có khả năng bị oxi hóa và bị hóa nhựa. Các chất hóa nhựa bít kín lỗ xốp của than và
cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp.
1.2.2.2 Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với
ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các
ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nƣớc.
Các chất có khả năng hút các ion dƣơng từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những
chất này mang tính axit. Các chất có khả năng hút các ion âm từ dung dịch điện ly gọi

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

19


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

là anionit, những chất này mang tính kiềm. Nếu nhƣ các ionit nào đó trao đổi cả cation
và anion gọi là ionit lƣỡng tính.
Phƣơng pháp trao đổi ion thƣờng đƣợc ứng dụng để loại ra khỏi nƣớc cá kim loại
nhƣ: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg,..., các hợp chất của Asen, photpho, cyanua và các chất
phóng xạ.
Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay
tổng hợp nhân tạo. Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại
khoáng chất, đất sét,... vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nƣớc),
các oxit khó tan và hydroxyt của một số kim loại nhƣ nhôm, crrom, ziriconi....Các chất
trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính
axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp
chất cao phân tử.
1.2.2.3 Các quá trình tách bằng màng
Màng đƣợc định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau.
Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua
màng. Ngƣời ta dùng các kỹ thuật nhƣ: điện thẩm tích, thẩm thấu ngƣợc, siêu lọc và
các quá trình tƣơng tự khác.
Thẩm thấu ngƣợc và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu,
dƣới áp suất cao hơn áp suất thẩm lọc. Màng lọc cho các phân tử dung môi đi qua và
giữ lại các chất hòa tan. Sự khác biệt giữa hai quá trình ở chỗ siêu lọc thƣờng đƣợc sử

dụng để tách dung dịch có khối lƣợng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví
dụ nhƣ các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét,...). Còn thẩm thấu ngƣợc thƣờng đƣợc
sử dụng để khử các vật liệu có khối lƣợng phân tử thấp và có áp suất cao.
1.2.2.4 Phương pháp điện hóa
Mục đích của phƣơng pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nƣớc
thải, có thể áp dụng trong quá trình oxi hóa dƣơng cực, khử âm cực, đông tụ điện và
điện thẩm tích. Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện
một chiều đi qua nƣớc thải.
Nhƣợc điểm lớn của phƣơng pháp này là tiêu hao điện năng lớn.
1.2.3 Phƣơng pháp sinh học
Quá trình xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học là quá trình nhằm phân hủy các
vật chất hữu cơ ở dạng hòa tan, dạng keo và dạng phân tán nhỏ trong nƣớc thải nhờ
vào sự hoạt động của các vi sinh vật. Quá trình này xảy ra trong điều kiện hiếu khí
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

20


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

hoặc kỵ khí tƣơng ứng với hai tên gọi thông dụng là: quá trình xử lý sinh học hiếu khí
và quá trình xử lý sinh học kỵ khí (yếm khí).
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí thƣờng đƣợc ứng dụng để xử lý sơ bộ các loại
nƣớc thải có hàm lƣợng BOD5 cao (> 1000 mg/l), làm giảm tải trọng hữu cơ và tạo
điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hiếu khí diễn ra có hiệu quả. Xử lý sinh học
kỵ khí còn đƣợc áp dụng để xử lý các loại bùn, cặn (cặn tƣơi từ bể lắng đợt I, bùn hoạt
tính sau khi nén,...) trong trạm xử lý nƣớc thải đô thị và một số ngành công nghiệp.

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí đƣợc ứng dụng có hiệu quả cao đối với nƣớc thải
có hàm lƣợng BOD5 thấp nhƣ nƣớc thải sinh hoạt sau xử lý cơ học và nƣớc thải của
các ngành công nghiệp bị ô nhiễm hữu cơ ở mức độ thấp (BOD5 < 1000 mg/l). Tùy
theo cách cung cấp oxy mà quá trình xử lý sinh học hiếu khí đƣợc chia làm hai loại:
1.2.3.1 Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên
Oxy đƣợc cung cấp từ không khí tự nhiên do quang hợp của tảo và thực vật nƣớc
với các công trình tƣơng ứng nhƣ: cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc, hồ sinh học, đất
ngập nƣớc,..
1.2.3.2 Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo
Oxy đƣợc cung cấp bởi các thiết bị sục khí cƣỡng bức, thiết bị khuấy trộn cơ
giới...với các quá trình và công trình tƣơng ứng nhƣ sau:
 Quá trình vi sinh vật lơ lửng (quá trình bùn hoạt tính):
 Bể bùn hoạt tính thổi khí (Aerotank).
Bể Aerotank là công trình làm bằng bê tông cốt thép với mặt bằng thông dụng hình
chữ nhật. Hỗn hợp bùn và nƣớc thải cho chảy qua suốt chiều dài của bể.
Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chƣa nhiều vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng
hóa các chất hữu cơ có trong nƣớc thải.
Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trang thái lơ lƣng và đảm bảo lƣợng oxi dùng trong
quá trình sinh hóa các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc cung cấp oxi. Luông bùn
tuần hoàn và không khí cấn cung cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ của yêu cầu xử
lý nƣớc thải.
Thời gian lƣu nƣớc không quá 12h (4 – 8h).
Nƣớc thải với bùn hoạt tính sau khi qua bể Aerotank cho qua bể lắng đợt II. Ở đây
bùn lắng một phần đƣợc đƣa trở lại bể Aerotank, phần bùn dƣ đƣa về bể nén bùn.
Các sơ đồ xử lý nƣớc thải thƣờng gặp ở bể Aerotank
SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

21

Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Sơ đồ 1: Xử lý hoàn toàn bằng phƣơng pháp sinh học ở bể Aerotank một bậc
không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính. Ƣu điểm là thiết bị kỹ thuật và quản lý đơn
giản, áp dụng rộng rãi.
Aerotank
Bùn hoạt tính
tuần hoàn

Lắng II
Bùn dƣ

Sơ đồ 2: có ngăn phục hồi bùn để tiếp xúc oxi hóa các chất hữu cơ khó bị oxi
hóa, đồng thời phục hồi khả năng oxi hóa của bùn.

Aerotank

Bùn hoạt tính
tuần hoàn

Lắng II
Bùn dƣ

Ngăn phục
hồi bùn

Sơ đồ 3: xử lý sinh học hoàn toàn nƣớc thải ở trong bể Aerotank – trộn 2 bậc

không có ngăn phục hồi bùn. Bậc II dùng để xử lý thêm
Lắng I

Lên bậc I

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

Aerotank

Xả sự cố

Aerotank

Lắng II

Lên bậc II

22


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Sơ đồ 4: Aerotank 2 bậc có ngăn phục hồi bùn hoạt tính. Ngăn phục hồi ở đây
đóng vai trò đảm bảo thêm tinh an toàn của hệ thống.
Bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng 2 bậc II

Lắng I

Lên bậc I
Ngăn phục
hồi bùn

Aerotank

Xả sự cố

Aerotank

Lắng II

Lên bậc II
Ngăn phục
hồi bùn

 Mƣơng oxy hóa
Là dạng cải tiến của bề Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm thoáng kéo dài với
bùn hoạt tính lơ lửng chuyển động tuần hoàn trong mƣơng.
Cấu tạo
Có dạng hình chữ nhật hoặc hình chữ nhật kết hợp với hình tròn. Mặt cắt ngang có
thể là hình chữ nhật, hình thang, độ dốc mái taluy tùy thuộc vào loại đất.
Chiều sâu mƣơng tùy thuộc vào công suất bơm của thiết bị làm thoáng để đảm bải
trộn đều bọt khí và tạo tốc tuàn hoàn chảy trong mƣơng v ≥ 0,25 ÷ 0,3 m/s, H = 1 ÷ 4
m. chiều rộng trung bình của mƣơng 2 ÷ 6 m.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

23


Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Hình 1.7 Mƣơng oxi hóa
 Quá trình vi sinh vật dính bám (quá trình màng vi sinh vật):
 Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Biophin).
Là công trình xử lý nƣớc thải sinh học trong điểu kiện nhân tạo nhờ các vi sinh
vật hiếu khí.
Dùng để xử lý sinh hóa nƣớc thải với hàm lƣợng BOD sau xử lý đạt 15 mg/l,
thƣờng đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp lƣu lƣợng nhỏ từ 20 ÷ 1000 m3/ng.đ với hiệu
suất xử lý có thể đạt 90% theo BOD hay cao hơn nữa.
Biophin nhỏ giọt có dạng hình trong hay chữ nhật có tƣờng đặc và đáy kép. Đáy
trên là tấm đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy dƣới liền khối không thấm nƣớc. Chiều cao
giữa 2 lớp đáy 0,4 0,6m, độc dốc hƣớng về máng thu i ≥ 0,01. Độ dốc theo chiều
dọc máng thu lấy theo kết cấu nhƣng không nhỏ hơn 0,005. Tƣờng bể cao hơn lớp vật
liệu lọc 0,5m.
 Bể lọc sinh học cao tải.
Bể Biophin cao tải khác với bể Biophin nhỏ giọt là có chiều cao công tác và tải
trọng tƣới nƣớc cao hơn, thêm vào đó biophin cao tải làm thoáng gió nhân tạo nên việc
thoáng gió trong thân bể cũng với cƣờng độ cao hơn.
Do đó, quá trình oxi hóa các chất hữu cơ xảy ra với tốc độ cao.

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

24

Luận văn tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất bia tại công ty TNHH MTV Bia Sài Gòn – Sóc Trăng, công
suất 50triệu lít bia/ năm.

Vật liệu lọc có kích thƣớc 40 – 60 mm, vì vậy giữa các hạt có khe hở lớn. Để các
màng vi sinh tích đọng lại không làm tắc kín các khe hở giữa các hạt vật liệu lọc thì
phải thƣờng xuyên rửa bể.
Điều kiện làm việc:
 Nƣớc phải đƣợc xử lý sơ bộ trƣớc khi đƣa lên bể;
 Nồng độ nhiễm bẩn của nƣớc không vƣợt quá 150

200 mg/l BOD;

 Lƣu lƣợng ≤ 50 000 m3/ ng.đ;
 Chiều cao cấp phối vật liệu ở trong bể Biophin cao tải lấy bằng 2 – 4 m.
 Đĩa sinh học
Đĩa sinh học dùng để xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học theo nguyên lý
dính bám đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ,…hình tròn đƣờng kính 2 ÷ 4m, dày dƣới 10 mm
ghép với nhau thành khối 30 ÷ 40mm. Đĩa lọc đƣợc bố trí thành dãy nối tiếp quay đều
trong bể chứa nƣớc thải.
 Quá trình vi sinh vật kết hợp: bể sinh học hiếu khí tiếp xúc (có cấu tạo vào
nguyên lý hoạt động giống nhƣ bể Aerotank nhƣng bên trong bể có trang bị
thêm các vật liệu tiếp xúc để làm giá thể cho các vi sinh vật dính bám).

SVTH:ĐINH QUANG SƠN
GVHD:PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

25