1.1. Giới thiệu về nghành công nghiệp sản xuất bia và phương pháp xử lý nước thải nhà máy bia
1.1.1. Tình hình phát triển nghành công nghiệp sản xuất bia
Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu Âu như Đức, Anh, Pháp… với nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn như hiện nay thì ngành sản xuất bia đang chiếm một vị trí quan trọng trong các ngành công nghiệp trên thế giới. Giới phân tích cho rằng có một sự tương quan mạnh mẽ giữa tiêu thụ rượu bia và tăng trưởng sản lượng đầu ra của ngành này, báo trước một tương lai đầy triển vọng cho các tập đoàn giải khát khi nền kinh tế đang hồi phục.
Trung Quốc là thị trường bia lớn nhất thế giới, trong khi thị trường này ở Ấn Độ tăng trưởng từ 12 đến 15%/năm. Mức tiêu thụ bia rượu tính theo đầu người ở Trung Quốc dự kiến sẽ tăng từ 37,8 lít năm 2008 lên hơn 53 lít vào năm 2013. Theo tổng giám đốc tập đoàn nước giải khát Trung Quốc Kingway Brewery, thị trường bia ở Trung Quốc sẽ tăng trưởng hai con số trong những năm tới và mức tăng trưởng sẽ lớn hơn nhiều so với các loại rượu khác.
Dự kiến với mức tăng trưởng kinh tế như hiện nay, mức sống của người dân trên thế giới ngày càng cao thì công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những năm tới.
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của nhà máy Bia Sài Gòn và nhà máy Bia Hà Nội, như vậy Bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120 năm. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địa phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nước ngoài. Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển của các ngành khác như: vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút chai và bao bì khác.
Theo thống kê 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. Bia địa phương có 311 cơ sở, chiếm 97,18% số cơ sở nhưng chỉ chiếm 37,4% sản lượng bia cả nước (đạt 231 triệu lít) và đạt 60,73% công suất.
Hiện nay, theo thống kê mới nhất 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 92% so với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thị trường, ước đạt khoảng 15%/năm. Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu hết các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng.
1.1.2. Thành phần và tính chất nước thải
Nguồn gốc phát sinh và tính chất nước thải:
- Nấu – đường hóa: Nước thải của các công đoạn này giàu các chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón … cùng với xác hoa, một ít tannin, các chất đắng, chất màu.
- Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của công đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn.
- Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài…
- Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm:
- Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã.
- Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác.
- Nước rửa chai và két chứa.
- Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tang trữ.
- Nước thải từ nồi hơi.
- Nước vệ sinh sinh hoạt.
- Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp.
Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lí và hóa sinh của nước thải được đưa ra trong bảng sau:
Bảng 2. Các chỉ tiêu hóa lí và sinh hóa của nước thải công ty liên doanh nhà máy bia Việt Nam
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Đầu vào |
| pH | - | 4,5 -11 |
| BOD5 | mg/l | 600 – 1400 |
| COD | mg/l | 1300 – 3000 |
| TSS | mg/l | 300 |
| Tổng N | mg/l | 45 |
| Tổng P | mg/l | 16 |
| Tổng Coliform | MPN/100ml | 10000 |
1.1.3. Quy trình công nghệ
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, gạo và nước. Ngoài ra, công ty còn sử dụng một số phụ liệu khác gồm men bia, hoa houblon và các phụ gia tạo hương vị đặc trưng.
2. Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia
2.1. Cơ sở lựa chọn phương án
Bảng 4. Thông số nước thải đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nhà máy bia Việt Nam
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Hàm lượng |
| Đầu vào | Đầu ra |
| pH | - | 4,5 – 11 | 6 – 9 |
| BOD5 | mg/l | 1100 | 45 |
| COD | mg/l | 2300 | 90 |
| TSS | mg/l | 300 | 70 |
| Tổng N | mg/l | 45 | 25 |
| Tổng P | mg/l | 16 | 5 |
| Tổng Coliform | MPN/100ml | 10000 | 4500 |
Nồng độ đầu ra áp dụng theo QCVN 40:2011, với các hệ số Kq = 0,9, Kf = 1
Do có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải nhà máy bia Việt Nam cần được xử lí trước khi xả thải ra môi trường, tỉ lệ BOD5/COD khoảng 0,6 thích hợp cho quá trình xử lí bằng phương pháp sinh học. Chúng ta dùng công nghệ kị khí để xử lí một lượng lớn chất hữu cơ, sau đó kết hợp với công nghệ xử lí hiếu khí để xử lí hoàn toàn lượng chất hữu cơ còn lại, đảm bảo nước thải sau khi xử lí đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN24:2011 BTNMT.
2.1.1. Phương án 1
Sơ đồ công nghệ:
Hình 2. Sơ đồ công nghệ phương án 1
Thuyết minh quy trình: Nước thải từ các khu vực sản xuất bia được tập trung vào một đường ống, đường ống này sẽ dẫn về hố thu gom, trước khi vào hố thu gom, nước thải sẽ đi qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất. Nước thải sau khi được tập trung về hố thu gom, sẽ được bơm chìm đưa lên bể điều hòa. Tại bể điều hòa có bố trí hệ thống phân phối khí nén để sục khí liên tục, mục đích của bể điều hòa là để ổn định lưu lượng, nồng độ, cũng như loại bỏ một phần BOD, COD có trong nước thải, đầu dò pH tại bể điều hòa sẽ cho các giá trị pH của nước thải, căn cứ vào giá trị đó, bơm hóa chất sẽ bơm 1 liều lượng hóa chất thích hợp vào đường ống để điều chỉnh pH nước thải về trung tính. Từ bể điều hòa nước thải sẽ được đưa đến bể lắng I loại bỏ tiếp các chất rắn lơ lửng hữu cơ có thể lắng được (hiệu quả lắng có thể đạt được 50-60%) nhằm giảm tải trọng hữu cơ cho công trình sinh học phía sau. Sau các công trình xử lý cơ học trên nước thải sẽ đưa sang công trình xử lý sinh học: hệ thống bể UASB để thực hiện qúa trình xử lí sinh học kị khí. Khí sinh học thu được từ bể UASB sẽ được thu hồi và tái sử dụng cho các mục đích khác. Sau khi đã loại bỏ phần lớn BOD, COD tại bể UASB, nước thải theo ống thoát nước chảy qua bể trung gian để chuẩn bị cho quá trình xử lí sinh học hiếu khí. Tại bể trung gian, nước thải được lưu lại nửa giờ sau đó tự động chảy sang bể Aerotank. Bể Aerotank có nhiệm vụ thực hiện quá trình xử lí sinh học hiếu khí, tại đây, được bố trí hệ thống phân phối bằng khí nén sục khí liên tục, cung cấp oxi cho quá trình sinh học hiếu khí xảy ra. Vi sinh vật sử dụng BOD, COD như là chất dinh dưỡng để tạo sinh khối mới hay còn gọi là bùn hoạt tính. Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính sau đó được dẫn qua bể lắng II để thực hiện quá trình lắng nhằm tách nước và bùn. Một phần bùn sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank để đảm bảo lượng bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư còn lại được bơm bùn đưa về bể nén bùn thực hiện quá trình tách nước, giảm độ ẩm một phần trước khi đưa vào máy ép bùn để ép thành những bánh bùn. Trong quá trình bùn được đưa từ bể nén bùn về máy ép bùn, polymer sẽ được thêm vào bùn nhằm hỗ trợ cho quá trình ép bùn, tránh bánh bùn bị vỡ vụn. Nước thải đầu ra sau lắng II theo đường ống đến bể khử trùng, clorua vôi sẽ được châm vào nước thải trước khi nước thải vào bể khử trùng. Bể khử trùng được thiết kế theo dạng ziczac nhằm hỗ trợ quá trình xáo trộn clorin và nước thải, loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Nước thải sau quá trình khử trùng sẽ được đưa về bể chứa nước, được lưu tại đây từ 2 đến 3 ngày, sau đó sẽ có xe bồn đến chở đi dùng làm nước tưới cây.
2.1.2. Phương án 2
Sơ đồ công nghệ:
Hình 3. Sơ đồ công nghệ phương án 2
Phương án 2 hoàn toàn giống phương án 1 về sơ đồ công nghệ, tuy nhiên ở đây ta bỏ bể lắng I, thêm bể trung gian sau bể UASB để chuẩn bị cho quá trình xử lí sinh học hiếu khí và tăng thời gian lưu nước.
4. Các công trình đã làm :
5. Tìm chúng tôi trên google bằng từ khóa :
- Phương pháp xử lý nước thải nhà máy bia
- Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia- Đề tài Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia
- Đồ án Xử lý nước thải nhà máy bia
Xem thêm: công ty xử lý nước thải tphcm
CÔNG TY KHOA HỌC KỸ THUẬT & MÔI TRƯỜNG MINH VIỆT
Địa chỉ: 347/23 Lê Văn Thọ, Phường 9, Q.Gò Vấp, TP.Hồ Chí MinhMST: 0304116535; E-mail: mivitechvn@gmail.com
Điện thoại: 08.6273.1380 – Fax: 08.5427.3427
Website: http://moitruongmivitech.co
