ĐẶC TRƯNG DÒNG THẢI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY

ĐẶC TRƯNG DÒNG THẢI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CHO NHÀ MÁY
III.1. Đặc trưng dòng thải
Tùy theo tính chất, đặc thù và mức độ ô nhiễm của từng nguồn nước thải trong
công nghệ sản xuất bia (sơ đồ hình 1.3), ta có thể phân thành 3 nhóm sau đây:
1. Nhóm 1: Nước thải coi như sạch.
Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây ô
nhiễm nên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
2. Nhóm 2: Nước thải sinh hoạt.
Lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt của nhân viên điều hành và tham gia sản
xuất trong công ty khoảng 250 người. Tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt của công
nhân được tính theo quy định 20 TCN-33-85 Bộ Xây Dựng như sau:
Bảng 3.1. Tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt của công nhân [20 TCN-33-85]
Loại phân xưởng
Tiêu chuẩn dùng nước
(lít/người/ca)
Hệ số không điều hòa
(K giờ)
Phân xưởng nóng
Q tỏa nhiệt >20 kcal/m
3
.h
45 2,5
Phân xưởng khác
Q tỏa nhiệt <20 kcal/m
3
.h
25 3,0
Tính toán sơ bộ ta được lượng nước thải vào khoảng 12m
3
/ngày đêm. Lượng nước

thải này có lưu lượng nhỏ và có bể phốt xử lý riêng nên coi như không có ảnh hưởng tới
hệ thống xử lý mà ta thiết kế.
3. Nhóm 3: Nước thải trong quá trình sản xuất.
Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn
một lượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một lượng
nước thải lớn. Cụ thể như sau:
- Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm
+ Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu
+ Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch
đường và thiết bị tách bã.
Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã hoa,
tinh bột, các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…
- Nước thải từ công đoạn lên men:
Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã
men, bia cặn và các chất hữu cơ.
- Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO
2
, chiết chai,
đóng nắp, thanh trùng.
Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửa chai và
téc chứa. Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuất bia.
Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ bao
bì tái sử dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…
- Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm
lạnh có chứa hàm lượng chlorit cao.
- Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này có
lưu lượng nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho các mục
đích khác.
Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác, sự
khác nhau có thể chỉ là sử dụng phưong pháp lên men chìm hay nổi. Nhưng sự khác

nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, lon, máy móc thiết bị, sàn
nhà… Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà
máy bia rất khác nhau. Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ
rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp.
Hiện nay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14 lít
nước thải/lít bia [6]; đồng thời lượng nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia
của Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Trung (công suất 50 triệu lít bia/năm) ước
tính khoảng 8 lít nước thải/lít bia. Do đó, nếu nâng công suất nhà máy lên 100 triệu lít
bia/năm thì tổng lượng nước thải ô nhiễm trong quá trình sản xuất từ các nguồn nêu
trên ước tính trong khoảng 2600 – 3200 m
3
/ngày. Tuy nhiên, do đặc thù của ngành bia,
vào ba tháng giáp tết thì công suất có thể tăng từ 20 – 30% công suất trung bình (tức
công suất nhà máy ba tháng giáp tết đạt 120 – 130 triệu lít bia/năm). Do đó, tổng lượng
nước thải lớn nhất ước tính có thể lên tới 4000 m
3
/ngày đêm. Đây cũng chính là lưu
lượng thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
Căn cứ vào kết quả phân tích nước thải thực tế hiện nay của nhà máy Bia Sài Gòn
– Miền Trung (công suất 50 triệu lít bia/năm) và tham khảo một số kết quả phân tích
nước thải của các nhà máy bia trong nước và các tài liệu có liên quan thì thành phần chủ
yếu nước thải của nhà máy bia có đặc tính trung bình như sau:
- BOD
5
(mg/l) : 1300-1700
- COD (mg/l) : 2000-3000
- TSS (mg/l) : 400-800
- pH : 8,5 – 11
- Tổng Nitơ (mg/l) : 100
- Tổng Phốtpho (mg/l) : 8

- Tải trọng nước thải (kg BOD
5
/m
3
bia): 3,5 – 4,5
III.2. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy
Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn dòng ra của nước thải nhà máy bia Sài Gòn –
Miền Trung công suất 100 triệu lít bia/năm:
Bảng 3.2. Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn dòng ra của nước thải nhà máy
Thông số Nước thải đầu vào Nước thải sau xử lý (QCVN 24 –
2009) cột B
Lưu lượng (m
3
/ngày.đêm) 4000 4000
COD (mg/l) 2500 100
BOD (mg/l) 1500 50
SS (mg/l) 600 100
pH 8,5 – 11 5,5 – 9
Tổng Nitơ (mg/l) 100 30
Tổng photpho (mg/l) 8 6
Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho các nhà máy công
nghiệp thực phẩm nói chung và nhà máy bia nói riêng là một bài toán kinh tế, kỹ thuật
phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
▪ Lưu lượng và đặc trưng của nước thải.
▪ Yêu cầu nước thải sau xử lý .
▪ Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải.
▪ Điều kiện kinh tế và kỹ thuật.
Như vậy, từ sự phân tích đặc tính nước thải của nhà máy ta thấy nguồn nước thải
phát sinh từ nhà máy có nguồn gốc, thành phần và tính chất khác nhau, được phát sinh
từ nước làm mát, nước ngưng, nước vệ sinh các thiết bị nấu, lọc, lên men, nước rửa sàn,

nhà xưởng, nước rửa chai, téc chứa… Nước thải của nhà máy bia nói chung chứa hàm
lượng chất hữư cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng, chủ yếu là các
hiđratcacbon, protêin, các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân huỷ sinh học gây
mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận
chúng. Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú
dưỡng cho các thuỷ vực; tỷ lệ BOD
5
/COD = 0,5 – 0,7 thích hợp với xử lý bằng biện
pháp sinh học.
Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học gồm xử lý sinh học hiếu khí và xử lý sinh
học yếm khí.
Xử lý sinh học bằng vi sinh hiếu khí (phương pháp sử dụng bùn hoạt tính) thường
chỉ thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ COD, BOD
5
thấp (BOD
5
<500 mg/l). [7]
Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ
có trong nước thải khi không có oxi, quá trình này dùng để ổn định cặn và xử lý nước
thải công nghiệp có nồng độ COD, BOD cao (thường COD > 2000 mg/l). Với nước thải
của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Trung có thành phần ô nhiễm như trên đã phân tích thì
không thể xử lý trực tiếp bằng phương pháp sinh học hiếu khí được. Tuy nhiên, nếu chỉ
xử lý bằng phương pháp sinh học yếm khí thì nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn
thải (QCVN 24 – 2009 cột A, cột B) do quá trình phân huỷ yếm khí không triệt để vì
hiệu suất xử lý yếm khí cao nhất cũng chỉ đạt 70 – 85% [13].
Vì vậy, sau phân huỷ yếm khí thường có hệ thống phân huỷ hiếu khí để xử lý triệt
để các chất ô nhiễm còn lại. Do đó, trong đồ án này chọn phương pháp xử lý sinh học
yếm khí kết hợp hiếu khí để xử lý nước thải nhà máy bia.
Việc lựa chọn xử lý yếm khí kết hợp hiếu khí là vì: Nước thải của nhà máy bia Sài
Gòn – Miền Trung theo phân tích có mức độ ô nhiễm lớn do đó xử lý yếm khí nhằm

giảm mức độ ô nhiễm trước khi đưa vào xử lý hiếu khí, vừa giảm được thể tích bể hiếu
khí vừa giảm được thể tích bùn sinh ra, thu hồi năng lượng dưới dạng biogas, giảm tiêu
thụ điện năng cho việc cấp khí…
III.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đã được lựa chọn (hình 3.1)
Thuyết minh
1. Tách rác thô, gom nước thải
Nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, theo đường
mương dẫn chảy về khu xử lý. Phần nước xút rửa chai sẽ được thải từ từ vào hệ thống,
không làm cho pH nước thải tăng. Bể thu gom được xây dựng trong cùng mặt bằng của
khu xử lý. Nước thải trước khi đi vào bể thu gom, phần rác thô có kích thước lớn sẽ
được giữ lại tại song chắn rác thô đặt nghiêng 60
0
ở ngăn tách rác. Rác tách ra sẽ được
công nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ nơi qui định của nhà máy.
Nước thải từ hố gom được bơm lên bể cân bằng nhờ 2 bơm chìm (1 bơm dự
phòng hoặc hoạt động đồng thời). Các bơm vận hành hoàn toàn tự động nhờ hệ thống
điều khiển.
Nước thải trong quá trình sản xuất
THIẾT BỊ TÁCH RÁC THÔ
BỂ YẾM KHÍ UASB
HỐ GOM
THIẾT BỊ TÁCH RÁC TINH
BỂ ĐIỀU HÒA
BỂ HIẾU KHÍ SBR
BỂ KHỬ TRÙNG
Nước đã xử lý, ra cống thoát
Thùng rác
Máy ép bùn
Bể nén bùn
Bể chứa bùn

Đóng bao bùn khô
Bơm
Sục khí
Hóa chất
Bơm
Dinh dưỡng
Đo lưu lượng
Bơm
Tách nước dư
Decanter
Điều chỉnh pH
Nước xút rửa chai
Thu khí sinh học
Điều chỉnh thải từ từ
BỂ LẮNG
Sục khí
Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải đề xuất tại Công ty Bia
Sài Gòn-Miền Trung.
Ghi chú: đường nước thải đường rác
Đường bùn đường khí