nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ

trình bày về nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ

Mở đầu

Bia là loại nước giải khỏt được rất nhiều người ưa thích, vì vậy ngành công

nghiệp bia đã trở thành ngành công nghiệp rất phát triển ở nhiều nước trên thế

giới Hiện nay sản lượng bia trung bình trên thế giới khoảng 153 tỷ lít/năm

Trong đó Đức đứng hàng đầu với hơn 144 lít/người/năm; Đan Mạch 128

lít/người/năm Ở Việt Nam, tính đến nay đạt sản lượng khoảng 1,3 - 1,5 tỉ

lít/năm tương ứng với trung bình khoảng 10 lít/người/năm Số cơ sở sản xuất bia

trong nước cũng tăng nhanh từ 34 cơ sở năm 1993 đến 200 cơ sở năm 1996 và

hiện nay là 469 cơ sở

Phát triển sản xuất công nghiệp bia một mặt góp phần tăng sản phẩm cho

xã hội, phục vụ đời sống con người, mặt khỏc cũng làm gia tăng lượng nước thải,

tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường cho cuộc sống sinh hoạt của con người Sự

phát triển nhanh về số lượng, quy mô của các doanh nghiệp sản xuất bia đã tạo

ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường dưới cả ba dạng: chất thải

rắn, khí thải và đặc biệt là nước thải Nước thải công nghiệp bia là một trong

những loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ (chỉ số COD = 600 - 2500 mg/l),

nitơ, phốt pho cũng như chất rắn lơ lửng cao

Tuy nhiên, hiện nay hầu hết các cơ sở sản xuất đều thải trực tiếp nước thải

vào hệ thống thoát nước công cộng không qua xử lý Hơn nữa, phần lớn các cơ

sở công nghiệp này đều nằm trong thành phố xen với khu dân cư Việc thải một

lượng lớn chất hữu cơ ra môi trường sẽ tạo nguồn ô nhiễm và các ổ dịch bệnh,

ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ cộng đồng Nguồn gây ô nhiễm chính của sản

xuất bia là nước thải với lưu lượng lớn, tải lượng các chất bẩn hữu cơ cao, gây

những hậu quả nghiêm trọng cho môi trường, cần được ưu tiên giải quyết

Chính vì vậy việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải cũng như nghiên

cứu, thiết kế hệ thống công nghệ thích hợp xử lý nước thải của ngành công

nghiệp này là hết sức cần thiết

Xuất phát từ mục tiêu trên, luận văn với tiêu đề: “Thiết kế hệ thống xử lý

nước thải nhà máy sản xuất bia cụng suất 10.000.000 lớt / năm” được thực hiện

với các nội dung chủ yếu sau:

1 Tổng quan; Giới thiệu chung về ngành công nghiệp bia; Quy trình

sản xuất bia và các vấn đề ô nhiễm môi trường ở các nhà máy sản

xuất bia

2 Các phương phỏp xử lý nước thải sản xuất bia

3 Thiết kế dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia

4 Tính toán kinh tế

CHƯƠNG I: TổNG QUAN I.1 Giới thiệu chung về công nghiệp sản xuất bia trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Bia là loại nước giải khát đã được sản xuất từ rất lâu đời trên thế giới, ngay

từ thời cổ đại, người ta đã biết chế biến bia từ lúa mạch Đến thế kỷ 19, khi

Louis Pasteur thành cụng trong những nghiờn cứu về vi sinh vật và Christian

Hansen (người Đan Mạch) phõn lập được nấm men và ỏp dụng vào sản xuất thỡ

bia thực sự trở thành một thứ đồ uống hảo hạng, được nhiều người khắp nơi trờn

thế giới ưa chuộng Những năm gần đõy, với tốc độ phỏt triển kinh tế nhanh của

nhiều nước trờn thế giới, chất lượng cuộc sống của người dõn ngày càng được

đảm bảo, nhu cầu tiờu dựng gia tăng đó làm cho sản lượng bia trờn toàn thế giới

tăng tới 2,3% /năm

Bảng 1: Sự phát triển ngành bia trên thế giới

TT Năm Sản lượng toàn thế giới

(triệu lít)

Tăng trưởng (%)

Nguồn: Tư liệu lưu trữ của IMES [1], Trang web: www.brewers.org.jp [6]

Các số liệu thống kê ở Bảng 1 cho thấy sự phát triển nhanh chóng của

ngành công nghiệp bia trên thế giới trong 3 thập kỉ qua Ngành công nghiệp này

hiện nay đã có vị trí xứng đáng, mang lại những khoản thu nhập rất lớn cho các

chủ hãng cũng như nền kinh tế quốc dân

Sản lượng sản xuất ra trên thế giới tăng trưởng nhanh nhưng sản xuất bia lại

phân bố không đều theo các vùng địa lý trên thế giới (Bảng 2) Sản xuất bia tập

trung ở những vùng có sẵn nguyên liệu và có truyền thống về sản xuất bia như

khu vực Bắc Mỹ và Châu Âu, nơi hiện nay đang có nhiều hãng bia lớn và nổi

tiếng trên thế giới Sản xuất bia ở đây đã có bề dày lịch sử hàng trăm năm, công

nghệ và kĩ thuật sản xuất bia ở trình độ cao

Bảng 2: Phân bố sản xuất bia trên thế giới

TT Khu vực

Năm 1984 Năm 1994 Sản lượng

(triệu lít)

Tỷ trọng (%)

Sản lượng (triệu lít)

Tỷ trọng (%)

Nguồn: Tư liệu lưu trữ của IMES [1], Trang web: www.brewers.org.jp [6]

Các khu vực khác trong những năm gần đây đã tăng mức sản lượng Đặc

biệt khu vực Châu Á cũng phát triển đáng kể trong mười năm qua, trở thành khu

vực lớn thứ ba về sản xuất bia trên thế giới Tỷ trọng sản lượng bia của khu vực

này đã tăng từ 12% năm 1980 đến 16% năm 1985 và 22% năm 1994 Đặc biệt

sản lượng tăng nhanh ở khu vực Đông Nam Á từ 8% năm 1980 đến 18% năm

1994 trở thành trọng điểm sản xuất của nhiều hãng bia trên thế giới Tình hình

tiêu thụ bia bình quân đầu người ở các nước trên thế giới (Bảng 3):

Bảng 3: Tình hình lượng tiêu thụ bình quân đầu người ở một số nước trên

thế giới

Nước

Lượng tiêu thụ bia bình quân

đầu người (lít/người)

Canada - 68,1

Bồ Đào Nha - 64,3 Thuỵ Điển - 59,3

Mỹ - 24,4

Nguồn: *Tư liệu lưu trữ của IMES [1]

** trang web www.brewers.org.jp [6]

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

a Sự hình thành và phát triển của ngành bia ở Việt Nam

Nhà máy bia đầu tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản

Pháp xây ở Hà Nội vào năm 1890 Bia được sản xuất lúc này là nhằm đáp ứng

yêu cầu của quân đội và kiều dân Pháp ở Việt Nam Sau này một nhà máy thứ 2

được xây dựng ở Sài Gòn Có thể nói rằng ở miền Bắc cho đến năm 1990 chỉ có

một nhà máy bia chi phối thị trường bia Việt Nam là nhà máy bia Hà Nội Sản

lượng trong giai đoạn 1958 - 1960 là 4 triệu lít/năm, từ sau năm 1975 là 20 triệu

lít/năm Từ sau năm 1975 ngành bia mở rộng quy mô toàn quốc với việc tăng

thêm nhà máy bia Sài Gòn với sản lượng 50 triệu lít/năm Sau đó, một loạt cỏc

nhà mỏy, cơ sở sản xuất bia khỏc đó được hỡnh thành ở nước ta như: Nhà mỏy

bia Sài Gũn, nhà mỏy bia Đà Nẵng (thiết bị của Tiệp Khắc), nhà mỏy bia Huda ở

Huế (thiết bị Đan Mạch), nhà mỏy bia Vinh (thiết bị Đan Mạch), nhà mỏy bia

Đụng Nam Á (thiết bị Đan Mạch), cụng ty bia Việt Hà, cỏc nhà mỏy bia liờn

doanh trung ương và địa phương khỏc gúp phần nõng cao sản lượng bia trờn

toàn quốc Nhưng trong thời kì bao cấp, sản xuất bia kém hiệu quả và mức tiêu

thụ cũng ít Từ sau 1990 ngành bia Việt Nam đã có bước phát triển nhảy vọt Từ

chỗ chỉ cú hai nhà mỏy bia Hà Nội và Sài Gũn thỡ đến nay cả nước đó cú tới

469 cơ sở sản xuất bia với đủ cỏc thành phần kinh tế tham gia, trong đú bao gồm

2 Cụng ty quốc doanh trung ương, 6 Cụng ty liờn doanh với nước ngoài và 461

cơ sở sản xuất bia địa phương, tư nhõn, cổ phần được phõn bố tập trung chủ

yếu ở cỏc thành phố lớn và những khu vực dõn cư đụng đỳc Thị trường bia Việt

Nam còn có sự đóng góp của các hãng bia nổi tiếng của 6 nước trên thế giới là

Pháp, Hà Lan, Đan Mạch, Anh, Philippin, Xingapo đầu tư vào ngành bia Việt

Nam Ngành bia Việt Nam đã có bộ mặt thay đổi đáng kể, nhất là công nghệ mới

đã được áp dụng

b Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Nhu cầu bia trên thị trường Việt Nam chỉ mới thực sự bùng nổ khoảng chục

năm trở lại đây Hầu hết các tỉnh và thành phố nào cũng đều có cơ sở sản xuất

bia nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của địa phương Sự tăng trưởng quy mô thị

trường có thể khái quát qua Bảng 4[4]:

Bảng 4: Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam (1975 - 2005)

Nguồn: Niên giám thống kê 1994 - Báo cáo của Bộ Nông nghiệp và CNTP năm 1994

[1] * Tạp chí của Hiệp hội Rượu Bia và Nước giải khát Việt Nam [3]

Qua bảng trên ta thấy quy mô thị trường đã tăng cao Năm 1990 so với năm

1985 tăng 15%; tăng 5 lần so với năm 1975; năm 1991 đánh dấu sự ra đời của

nhiều nhà máy bia mới đã làm tăng quy mô thị trường 31% so với năm 1990

Mức bình quân đầu người đã tăng từ 0,41 l/người năm 1975 lên 4,72 l/người năm

1995 và 9 - 10 l/người năm 2001 Dự báo mức này có khả năng tăng lên đến 16 -

25 l/người trong những năm 2010 - 2020

Ngành sản xuất bia ở Việt Nam cú tốc độ tăng trưởng nhanh Tuy nhiên từ

năm 1998 đến nay, tốc độ tăng trung bình ổn định ở 8 - 10% (Bảng 5, [4])

Bảng 5: Tốc độ tăng trưởng bình quân của ngành sản xuất bia ở Việt Nam

Giai đoạn Tốc độ tăng trưởng bình quân, %

chủ yếu tiêu thụ ở Việt Nam là loại bia nhẹ với hàm lượng cồn là 4 - 5% thể tích

Bia lon, bia chai chiếm 76,3% tổng lượng bia bán trên thị trường còn bia hơi là

23,7% năm 1994 Chất lượng bia trên thị trường đã được quốc tế kiểm nghiệm

mẫu bia Ngoài các sản phẩm bia trung bình tiên tiến như bia 333, bia Hà Nội và

cỏc loại bia liên doanh khác, trên thị trường cũng xuất hiện những sản phẩm bia

cao cấp của các hãng bia nổi tiếng trên thế giới như Tiger, Heniken, Carlsberg

Bảng 6 chỉ ra sản lượng và khả năng chiếm lĩnh thị trường của các nhà máy bia

Bảng 6: Phân bố và sản lượng các nhà máy bia Việt Nam

Tên nhà máy Nơi đặt nhà máy Sản lượng

(triệu lít)

Tỷ trọng (%)

I Miền bắc 29,2 10,06

Bia Đông Nam Á Hà Nội 8,7 3,00

Bia Hải Phòng Hải Phòng 1,5 0,52

Bia Thanh Hoá Thanh Hoá 2,0 0,68

II Miền trung 36 12,41

Bia Huế Thừa Thiên Huế 15 5,17 Bia Đà Nẵng Quảng Nam - Đà

Bia Quảng Ngãi Quảng Ngãi 3 1,04

III Miền nam 140 48,26

Bia Sài Gòn TP Hồ Chí Minh 95 32,75

Bia Việt Nam TP Hồ Chí Minh 20 6,89

IV Nơi khác Các địa phương 3,5 1,20

Trang thiết bị và công nghệ của các cơ sở sản xuất bia rất khác nhau Các

cơ sở sản xuất bia lớn được xây dựng sau năm 1990 thường sử dụng công nghệ

hiện đại, khá đồng bộ chủ yếu được nhập từ các nước tiên tiến trên thế giới như

dùng thùng men liên hoàn, không dùng hầm lạnh như các cơ sở nhỏ Cụ thể là

công ty Đông Nam Á, công ty bia Việt Hà (phần liên doanh của công ty bia

Đông Nam Á và hãng Carlsberg), phần mở rộng của công ty bia Hà Nội sử dụng

thiết bị và công nghệ tiên tiến hiện đại của Đan Mạch, công ty Ngọc Lâm nhập

công nghệ tiên tiến của Đức

Phần lớn các cơ sở cỡ trung bình và nhỏ do yêu cầu về vốn đầu tư cho công

nghệ mới cao nên chủ yếu vẫn sử dụng các công nghệ cũ gây thất thoát nhiều

nguyên nhiên liệu Các cơ sở này sử dụng cả thiết bị trong nước và ngoại nhập

Nhìn chung thiết bị không đồng bộ và lạc hậu, tồn tại ở hầu hết các doanh

nghiệp lớn và nhỏ

Đối với các cơ sở sản xuất với quy mô nhỏ hơn 1 triệu lít/năm, công nghệ

thủ công, lạc hậu, chủ yếu là các cơ sở tư nhân với sản phẩm chủ yếu là bia hơi

nhưng chất lượng không ổn định Hiện tại các cơ sở này chưa hề áp dụng một

biện pháp nào để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Lượng nước thải

của các cơ sở này trung bình từ 10 - 14 m3/ngày.đêm và được xả trực tiếp vào

cống nước công cộng của địa phương

Đối với cơ sở sản xuất có quy mô từ 1 - 5 triệu lít/năm, sản phẩm chủ yếu là

bia hơi và bia chai, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của địa phương Các trang thiết bị

bán tự động và sử dụng nhiều lao động thủ công để làm một số công việc như

rửa chai, rửa thiết bị, rửa sàn nhà, chiết bock đã làm tiêu hao, phỏt sinh một

lượng nước thải khá lớn Đây chính là nguyên nhân làm cho chất thải có hàm

lượng chất hữu cơ cao Lượng nước thải của các cơ sở này trung bình từ 30 - 300

m3/ngày đêm Do quy mô không lớn nên hầu như ở các cơ sở sản xuất bia đều

chưa có biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường, ngoại trừ một số cơ sở mới được

hình thành có công nghệ sản xuất hiện đại và áp dụng một số biện pháp giảm

thiểu ô nhiễm môi trường

Đối với các cơ sở sản xuất trên 5 triệu lít/năm như nhà máy bia Halida,

công ty bia Đông Nam á, nhà máy bia Đà Nẵng đa số đều mới được xây dựng

hoặc mới nâng cấp với công nghệ hiện đại và mức độ tự động hoá cao Sản phẩm

gồm cả ba loại bia: bia hơi, bia chai, bia lon với chất lượng khá tốt, đáp ứng được

nhu cầu trong nước và xuất khẩu Lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia

trung bình từ 300 - 400 m3/ngày.đêm Các cơ sở này hầu hết chỉ xử lý sơ bộ nước

thải sau đó đổ thải trực tiếp vào cống nước công cộng [4]

d Định hướng phát triển ngành sản xuất bia Việt Nam

Bia được xem là ngành công nghiệp trọng điểm của Việt Nam vì đóng góp

nhiều cho ngân sách quốc gia Theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ số

28/2002/QĐ-TTG ngày 06 tháng 02 năm 2002 về việc phê duyệt quy hoạch tổng

thể phát triển ngành Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam đến năm 2010, các

chỉ tiêu về bia cụ thể như sau:

Bảng 7: Chỉ tiêu sản lượng và nhu cầu vốn đầu tư sản xuất ngành sản

xuất bia Việt Nam đến năm 2010

Chỉ tiêu

Sản lượng (triệu lít)

Vốn đầu tư

(tỉ đồng)

Sản lượng (triệu lít)

Vốn đầu tư

(tỉ đồng) 1.200 2.870 1.500 4.060

1 Tổng công ty Rượu Bia Nước giải

Ở Việt Nam, thị trường tiêu thụ bia ở trong nước vẫn là chính, thị trường

xuất khẩu chủ yếu là khu vực Đụng Nam Á, Châu Á Thái Bình Dương, một phần

Châu Âu và Mỹ Sản lượng xuất khẩu dự kiến khoảng 20 - 30 triệu lít/năm với

sản phẩm chủ yếu của Công ty bia Hà Nội và Công ty bia Sài Gòn

Hiện nay, việc nhiều doanh nghiệp quan tâm đến đầu tư sản xuất bia và tiến

hành mở rộng sản xuất chứng tỏ nhu cầu tiêu dùng bia đang tăng nhanh, điều đó

có nghĩa là ngày càng có nhiều nhà máy sản xuất bia mọc lên và vấn đề xử lý

nước thải của nhà máy sản xuất bia được đặt ra cho những người làm công nghệ

- Chất hoà tan : 5,5 – 10,7%

- Chất khoáng chiếm 3 – 4% chất hoà tan

- CO2: 0.3 – 0.5%

- Chất chát: 2.5 – 6%

1.2.4 Nguyên liệu sản xuất bia

Malt:

Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong những điều kiện nhân tạo ở nhiệt

độ và độ ẩm thích hợp Trong quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzym hình

thành và tích tụ trong hạt đại mạch như enzym amylaza, enzym proteaza và các

enzym khác Các enzym này là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit, protein

trong malt thành nguyên liệu mà nấm men có thể sử dụng để lên men (các loại

đường, axit amin tự do, các vitamin )

Nguyên liệu thay thế (gạo):

Để hạ giá thành sản phẩm, cải tiến mùi vị của bia nhằm mục đích để được

lâu, trong quá trình sản xuất bia người ta thường trộn một số đại mạch chưa nảy

mầm hoặc các loại ngũ cốc khác thay thế nguyên liệu nảy mầm

Do nước ta là nước nông nghiệp nên gạo là loại nông sản phổ biến và có

giá thành khá rẻ vì vậy ta chọn gạo là nguyên liệu thay thế

Bảng 8: Thành phần hoá học của malt và gạo tẻ tính theo phần trăm chất khô

Thành phần Tỷ lệ phần trăm trong malt (%) trong gạo tẻ (%) Tỷ lệ phần trăm

Tinh bột 58 75 Đường khử 4

Saccaroza 5

Protein 10 8 Pentoza hũa tan 1

Hoa houblon đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia Trong hoa có

nhiều cấu tử có ý nghĩa đối với công nghệ làm bia như các chất đắng Nhờ có

hoa mà bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt lâu tan Bia bền trong thời

gian bảo quản kéo dài và ngoài ra nó có khả năng diệt trùng, tăng độ bền của

keo Hoa houblon được đóng gói cẩn thận, phải bảo quản kho lạnh tốt, nhiệt độ

từ 0,5 – 20C ở nhiệt độ cao không khí ẩm, ánh sáng mặt trời làm giảm phẩm

chất của hoa trong từng giai đoạn bảo quản Hiện nay người ta sử dụng hoa dưới

hai dạng: hoa viên và hoa cao

Bảng 9: Thành phần hoá học của hoa hublon tính theo phần trăm chất khô

Thành phần Tỷ lệ phần trăm trong houblon (%)

Chất đắng 15 - 21 Polyphenol 2,5 - 6

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia, nó

chiếm khoảng 87 – 90% Do đó thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực

tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm sau này Vì vậy

chất lượng nước sử dụng phải khác nước sinh hoạt Tuỳ theo từng công đoạn

khác nhau mà yêu cầu về chất lượng nước cũng khác nhau

Nước dựng cho sản xuất bia phải là nước đó qua xử lý, đạt cỏc tiờu chuẩn

nước nguyờn liệu cho sản xuất nước giải khỏt:

- Khụng màu, khụng mựi - Chỉ số Coli = 0

- Độ pH của nước: 6,5 - 7 - Độ cứng: 8 - 120H

- NH3 và NO2- : khụng cú - Fe2+: khụng cú hoặc cú rất ớt

Nấm men:

Nấm men đúng vai trũ quyết định trong sản xuất bia vỡ quỏ trỡnh trao đổi

chất của tế bào nấm men bia chớnh là quỏ trỡnh chuyển húa nguyờn liệu thành

sản phẩm, quỏ trỡnh chuyển húa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzym

trong tế bào nấm men Hai chủng nấm men thường được dựng trong sản xuất bia

là nấm men nổi Saccharomyces cerevisiae và nấm men chỡm Saccharomyces

carlsbergensis Sử dụng nấm men nổi đũi hỏi phải kốm theo những biện phỏp

lọc cẩn thận mới cú sản phẩm trong suốt vỡ tế bào nấm men vẫn cũn trong dịch

lờn men ngay cả ở cuối thời kỳ lờn men phụ Nấm men chỡm cú ưu điểm hơn đú

là trong quỏ trỡnh phỏt triển, tế bào của chỳng kết dớnh vào nhau thành chựm rồi

lắng xuống đỏy thiết bị lờn men thành lớp chặt, thuận lợi cho việc tỏch lớp tế

bào đú làm men giống cho cỏc đợt sản xuất tiếp sau Ngoài ra, nấm men chỡm cú

khả năng lờn men ở nhiệt độ dưới 0oC trong khi nấm men nổi chỉ cần nhiệt độ

thấp hơn 10oC đó trở nờn vụ hoạt Nhờ những ưu điểm đú mà chủng nấm men S

carlsbergensis được sử dụng rất rộng rói trong ngành cụng nghiệp sản xuất bia

Chế phẩm enzim Termamyl 120L:

Sử dụng chế phẩm enzim Termamyl 120L để thuỷ phân tinh bột Đây là

chế phẩm dạng lỏng có chứa α – amylaza được sản xuất từ vi khuẩn Bacilis

Lichenformis của Công ty Novo Đan mạch Đây là loại enzim endo amylaza có

khả năng chịu được nhiệt độ lên tới 1200C Enzim này xúc tác thuỷ phân liên kết

α – 1,4 glucozit một cách ngẫu nhiên Vì vậy tinh bột nhanh chóng bị thuỷ phân

thành các dextrin phõn tử lượng thấp, hoà tan trong nước, làm giảm độ nhớt của

- Có thể tăng được nhiệt độ nồi hồ hoá lên đến nhiệt độ sôi mà vẫn đảm

bảo cho quá trình dịch hoá tốt

- Thuỷ phân triệt để hơn

Nguyên liệu phụ trợ:

Nguyên liệu phụ trợ trong sản xuất bia chủ yếu là axit, bột trợ lọc, nấm

men, chất tẩy rửa, vải lọc

Axit có thể dùng là axit H3 PO4 để điều chỉnh pH của dịch đến pH yêu

cầu

Các chất dùng cho vệ sinh như HNO3, NaOH, HCl

- Chất trợ lọc diatomit: Được sử dụng nhằm nâng cao hiệu quả và rút ngắn

thời gian lọc bia Khi rửa thiết bị, chất trợ lọc cuốn theo nước rửa sẽ làm tăng

hàm lượng chất rắn trong nước thải Trong hệ thống xử lý, chất trợ lọc thường

lắng lại ở bể lắng sơ cấp Định mức diatomit cho 1000 lít bia là 1,5 kg

- Hóa chất khử trùng: Được sử dụng để chế dung dịch rửa, khử trùng, vệ

sinh thiết bị Các chất này được tuần hoàn tái sử dụng đến khi loãng được xả ra

cùng với nước thải làm cho pH của nước thải thay đổi

- Dầu mỡ, tác nhân lạnh, chất tải lạnh (DEG, MEG): Được sử dụng trong

máy nén, máy lạnh Khi bị rò rỉ chúng sẽ gây ô nhiễm môi trường nước, không

khí

I.3 Công nghệ sản xuất bia

1.3.1 Công nghệ sản xuất bia

1.3.1.1 Quá trình đường hoá

Quy trình công nghệ sản xuất bia được tóm tắt trong sơ đồ Hình 1

Lên men chính, phụ

Lọc bia

Bia tươi

Chiết bia Đóng Thanh trùng

Rửa chai,

lon

Chai, lon sạch

chất tải lạnh

môi chất tuần hoàn

Bia rơi vãi, BOD, COD, N, P

Hình 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia

Chuẩn bị nguyờn liệu

Ở giai đoạn này, malt được làm ẩm trước khi nghiền nhỏ, gạo được nghiền

thành bột và ngõm trương nhằm tăng hiệu quả đường húa

Nấu – đường hoỏ

- Quỏ trỡnh nấu: Gạo và malt được nghiền và định lượng sẵn cho từng mẻ

nấu Nguyờn liệu cần cho một mẻ nấu là: malt, gạo, houblon Cho nguyên liệu và

nước với tỉ lệ nhất định vào nồi nấu gạo, khuấy đều Nõng dần nhiệt độ này với

những quy trình rất nghiêm ngặt để dịch húa Thời gian dịch húa 20 – 30 phỳt

rồi nõng đến sụi trong 15 – 30 phỳt [9]

- Quỏ trỡnh đường hoỏ: Cho tiếp l−ợng malt cũn lại cựng với nước vào nồi

đường húa Khuấy đều, giữ một thời gian rồi bơm dịch đang sụi ở nồi gạo sang

Nõng nhiệt độ dịch đường húa với quy trình nghiêm ngặt và thời gian nhất định

- Lọc dịch đường – nấu hoa: Quỏ trỡnh lọc dịch đường diễn ra theo 2 bước:

Lọc hỗn hợp dịch đường thu nước nha đầu; Dựng nước núng rửa bó lọc thu nước

nha cuối và tỏch bó malt Nước nha đầu và nước nha cuối sau khi lọc được đưa

vào nồi nấu hoa để tạo hương vị cho bia

- Tỏch bó và làm lạnh dịch đường: Sau khi nấu hoa, dịch đường được lọc

tỏch bó hoa rồi được bơm vào thựng lắng xoỏy, để lắng, hạ nhiệt độ xuống cũn

khoảng 8 – 100C để thớch hợp cho quỏ trỡnh lờn men chớnh, sau đú bổ sung ụxy

để tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phỏt triển rồi chuyển vào thiết bị lờn

men Lượng nấm men được bổ sung với tỷ lệ nhất định

1.3.1.2 Quỏ trỡnh lờn men

Đõy là quỏ trỡnh quan trọng nhất trong cụng nghệ sản xuất bia: đường cú

trong nước nha được lờn men dưới tỏc dụng của nấm men Quỏ trỡnh lờn men

gồm lờn men chớnh và lờn men phụ

- Lờn men chớnh: Thời gian cho quỏ trỡnh lờn men chớnh thường từ 6 - 10

ngày, nhiệt độ duy trỡ trong giai đoạn lờn men chớnh từ 8 - 100C Khi lờn men,

nhiệt độ của dịch đường trong thùng tăng và cho phép lên đến 14 - 16oC với áp

suất khống chế ở mức 1,3 - 1,5 bar

- Lên men phụ: Sau khi quá trình lên men chính kết thúc, nhiệt độ hạ

xuống 40C, giữ tiếp trong một ngày nữa rồi tiếp tục làm lạnh bia trong thùng

xuống -10C Khi làm lạnh, men lắng xuống phía dưới đáy thùng và sẽ được lấy

ra và chuyển vào thùng chứa men, các cặn mịn và các chất keo tụ (tanin, protein,

pectin không tan và nhựa hoa houblon) lắng làm trong bia cũng được lấy ra

trước khi đi lọc bia Lượng men thu hồi được có thể sử dụng lại nhiều lần và

theo tỷ lệ do bộ phận kỹ thuật công nghệ quyết định Khi nhiệt độ trong thùng hạ

xuống tới -10C giữ thêm 1 - 3 ngày nữa sau đó đem đi lọc

- Khí CO2 thoát ra trong quá trình lên men khá sạch, được nén đóng chai

thu hồi để nạp lại cho bia ở giai đoạn bão hoà CO2 Lượng CO2 dư có thể bán

cho các cơ sở sản xuất nước giải khát

¾ Lọc bia

Bia được làm trong nhờ quá trình lọc có sử dụng chất trợ lọc diatomit

hoặc tách ly tâm Bia sau khi lọc được đưa về thùng chứa bia thành phẩm

¾ Bão hoà CO2 và chiết bia

Từ thùng chứa bia trong bia có thể được bão hoà thêm CO2 (nếu cần thiết)

rồi đưa đi chiết chai, chiết bom hoặc đóng lon Bao bì được rửa, sau đó chiết,

đóng nắp, thanh trùng, kiểm tra, dán nhãn, đóng két và xuất xưởng

1.3.2 Nhu cÇu vÒ vËt t−, nhiªn liÖu, n¨ng l−îng vµ n−íc

- Nhu cầu về vật tư: Nhu cầu về vật tư, nguyên liệu cho sản xuất bia được

Đơn

vị

Chỉ tiêu cho 1000 lít bia

Khối lượng yêu cầu cho 1 năm sản xuất

Tỷ lệ trong bia

- N hu cầu nhiên liệu: Than, dầu FO để đốt lò cung cấp hơi nước cho quá

trình sản xuất Định mức cho 1000 lít bia từ 70 - 75kg than hoặc 45-60 kg dầu

FO

- Nhu cầu năng lượng: Điện được sử dụng để vận hành thiết bị, chiếu

sáng, sinh hoạt, bảo vệ Trung bình định mức điÖn 120 kWh /1000 lít bia

- Nhu cầu nước: Với định mức sử dụng cho 1000 lít bia hơi là 10 m3

nước, lấy ví dụ một nhà máy sản xuất bia với năng lực sản xuất trong một ngày

là 20.000 lít bia thì lượng nước cần thiết cho sản xuất 200 m3 Trong đó bao

gồm:

- Nước cho nấu bia (nước công nghệ): 20 m3/ngày

- Nước cho các nhu cầu làm mát, rửa thiết bị, vệ sinh sàn, rửa chai: 130 - 140

m3/ngày

- Nước sinh hoạt: định mức sử dụng cho một người trong một ngày là 80 - 100

lít/người

- Nước cấp cho nồi hơi: Nhà máy có 2 lò hơi, mỗi lò công suất 1 tấn hơi/giờ

thì lượng nước tiêu thụ trong một ngày từ 30 - 48 m3

- Nước cứu hỏa: có thể được lấy từ bể dự trữ của nhà máy Do sự cố xảy ra

hỏa hoạn là biến cố ngẫu nhiên nên không tính là nguồn nước sử dụng

thường xuyên Khi sử dụng để cứu hỏa, lượng nước hao hụt sẽ được bổ sung

1.3.3 Vấn đề ụ nhiễm nước do sản xuất bia gõy nờn

a Cỏc nguồn nước thải trong quỏ trỡnh sản xuất

Trong công nghiệp sản xuất bia, lượng nước thải được tạo ra tương đối

nhiều Nước thải thường có các thông số BOD, COD, rắn lơ lửng, rắn tổng số, độ

đục, chỉ số vi sinh vật cao, hàm lượng chất hữu cơ lớn, chất cặn bã và các hoá

chất dùng rửa thiết bị trong quá trình sản xuất Các chất hữu cơ thường tồn tại

trong dạng lơ lửng hoặc dạng hoà tan

Nước thải trong công nghệ sản xuất bia bao gồm các nguồn:

- Nước sử dụng cho quá trình làm lạnh, nước ngưng trong quá trình nấu

Loại nước này ít hoặc không gây ô nhiễm có thể tái sử dụng hoặc thải trực tiếp

- Nước thải ra trong quá trình rửa chai, bom bia Nước thải có tính kiềm

hoặc axít tuỳ thuộc loại chất cơ sở dùng để tẩy rửa

- Nước sử dụng để vệ sinh sàn, các thiết bị nấu, bể lên men chiếm một tỉ

lệ lớn Nước thải từ nguồn này chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, chủ yếu ở dạng

keo hoặc hoà tan Đây là nguồn gây ô nhiễm nước thải chính Loại nước này từ

bộ phận nấu và từ hầm lên men: nước từ bộ phận nấu (chủ yếu là nước vệ sinh

thùng nấu), bể chứa, sàn nhà, nên chứa nhiều bã malt, tinh bột, các chất hữu cơ;

Nước thải từ hầm lên men là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,

đường ống, sàn nhà, xưởng có chứa bã men và các chất hữu cơ;

- Ngoài ra bia rơi vãi trong quá trình chiết bia, hạt tảo diatomit thải ra sau

quá trình lọc cũng góp phần gây ô nhiễm Đặc điểm cỏc nguồn thải của nhà mỏy

sản xuất bia được trỡnh bày trong bảng 11:

Bảng 11: Đặc điểm cỏc nguồn thải của nhà mỏy sản xuất bia

% lượng thải Ghi chỳ

1 Từ cụng đoạn nấu, đường Chứa nhiều cỏc hợp 18

- Nước rửa thiết bị (nồi nấu

đường hóa, thiết bị lên

men )

- pH = 5 - 6

- Chứa tinh bột, bã hoa, bia dư, chất tẩy

- Nước thải dung dịch xút

loãng sau khi rửa

- Độ pH cao 8,5 - 12

- Lẫn sản phẩm bia trong quá trình rửa

- Giấy nhãn chai

- Các chất rắn lơ lửng

30

Trong đó có khoảng 75% là nước thải quá trình làm lạnh

5 Nước mưa và nước chảy tràn bề mặt

Chứa nhiều cặn lơ lửng và chất hữu cơ

do dòng chảy bề mặt mang theo

12 Không thường xuyên

Với tải lượng nước thải cho 1000 lít bia là 6m3 thì lượng nước thải của

nhà máy bia công suất 10.000.000 lít/năm, tức 28.000 lít/ngày đêm là

168m3/ngày đêm Nếu tách 12% lượng nước mưa ra khỏi tổng lượng nước thải

thì lượng nước thải cần xử lý là: 168 x (1 – 0.12) = 147.84 m3/ ngày đêm, làm

- Rắn lơ lửng 300 - 700 mg/l Nhìn chung với lượng các chất ô nhiễm trong nước thải nhà máy bia như

trên, nước thải này có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường lớn, nước thải khi để lâu

tạo nên mùi chua, hôi khó chịu Đặc biệt nước thải có khả năng tạo nên lượng

bùn lớn, hàm lượng ôxi hoà tan trong nước thấp Với các tính chất của nước thải

nhà máy bia như vậy có khả năng tác động lớn đến môi trường không khí, đất,

nước mặt, nước ngầm và ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh vật nếu không có các

biện pháp xử lý trước khi thải ra môi trường

b Đặc tớnh nước thải ngành cụng nghệ sản xuất bia trờn thế giới

Nước thải của các nhà máy bia khoảng gấp 6 lần so với bia thành phẩm, bao

gồm: nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường; nước rửa thiết bị lọc, nồi

nấu, thùng nhân giống, lên men và các thiết bị khác; nước rửa chai và téc chứa;

nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ; nước thải từ nồi hơi; nước vệ sinh

sinh hoạt; nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorua cao (tới 500

mg/l), cacbonat thấp Nói chung nước thải trong các công đoạn sản xuất chứa

nhiều các chất hữu cơ và có các chỉ số như sau [8]:

Bảng 112: Đặc tính chung nước thải bia trên thế giới

BOD5 Khoảng 1000 mg/l, nếu không kịp tách men chỉ số

này sẽ cao hơn rất nhiều

Tải trọng BOD5 500 kg/ngày (với xí nghiệp có công suất 16 triệu

l/năm, khoảng 80.000l/ngày) BOD5 cho 1 lít bia 6 g

Còn theo Cục Bảo vệ Môi trường Thuỵ Điển, các giá trị bình thường của

nước thải công nghiệp sản xuất bia như sau [8]:

Bảng 123: Các giá trị trung bình của nước thải công nghiệp sản

xuất bia theo Cục Bảo vệ Môi trường Thuỵ Điển

Lượng nước tiêu thụ 3 - 5m3nước/m3 bia sản phẩm

BOD 1000 - 3000 g/m3

COD 3000 - 5000 g/m3 Chất rắn lơ lửng 300 - 700 g/m3 Tổng phốt pho 7 - 14 g/m3Tổng nitơ 45 - 65 g/m3

Nguồn: Cục Bảo vệ Môi trường Thụy Điển tháng 1 năm 1991

Rosenwinkel đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máy

Nước thải rửa chai cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong

công nghệ sản xuất bia Về nguyên lý, chai để đóng bia được rửa qua các bước:

rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 - 3% NaOH), tiếp đó

là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai, cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên

trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nước lạnh Do đó

dòng thải của quá trình rửa chai có độ pH cao và làm cho dòng thải chung có giá

trị pH kiềm tính Ngoài ra nước thải từ quá trình rửa chai được coi là nguồn gây

ô nhiễm chính vì nó chứa các thành phần như bùn, nhãn mác hỏng, hồ dán và

các chất tẩy rửa Kiểm tra nước thải từ các máy rửa chai đối với loại chai 0,5 l

cho thấy mức độ ô nhiễm như Bảng 14 sau [8]:

Bảng 145: Ô nhiễm nước thải từ máy rửa chai bia

Trong nước thải rửa chai có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại

nhãn dán chai có in ấn bằng các loại thuốc in có chứa kim loại Hiện nay loại

nhãn dán chai có chứa kim loại đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước Trong nước thải

có tồn tại AOX (Absorbable Organic Chlorinated Compounds) là do quá trình

khử trùng có dùng chất khử là hợp chất của clo

Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy

khác, sự khác nhau có thể chỉ là sự áp dụng phương pháp lên men nổi hay lên

men chìm 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, như ở Cộng hoà Liên bang Đức, nước sử dụng và nước thải trong các nhà

máy bia như sau:

- Định mức nước cấp: 4 - 8 m3/1000 lít bia, tải lượng nước thải: 2,5 - 6

m3/1000 lít bia

- Tải trọng BOD5: 3 - 6 kg/1000 l bia; tỉ lệ BOD5/COD = 0,55 - 0,7

- Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau: BOD5 = 1100 -

1500 mg/l; COD = 1800 - 3000 mg/l

- Tổng Nitơ: 30 - 100 mg/l, Tổng Photpho: 10 - 30 mg/l

Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của

nhà máy bia không thể thấp hơn 2 đến 3 m3 cho 1000 lít bia sản phẩm Lượng

nước thải ở nhiều nhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm Lưu

lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến đổi

theo chu kì và mùa sản xuất

c Đặc tớnh nước thải cỏc nhà mỏy bia ở Việt Nam

Thực tế sản xuất bia các cơ sở sản xuất bia tại Việt Nam tiêu tốn nước cho

sản xuất và thải ra một lượng nước lớn Nguồn thải của các cơ sở sản xuất bia nói

chung cũng giống như ở các nhà máy bia thế giới Tuy nhiên việc tách dòng

không được chú ý nên nguồn thải còn ở nước thải sinh hoạt, nước làm mát không

được quay vòng nên tỉ lệ lượng nước thải/bia cao hơn thế giới nhiều

Bảng 16: Đặc trưng nước thải tập trung của một số nhà máy bia Việt Nam

Qua bảng trên có thể thấy hàm lượng các chỉ tiêu ô nhiễm BOD5, COD, rắn

lơ lửng trong nước thải các cơ sở sản xuất bia đều cao, vượt tiêu chuẩn cho phép

vài lần

So sánh mức độ ô nhiễm của nước thải bia của Việt Nam và thế giới có thể

thấy rằng mức độ ô nhiễm nước thải bia của Việt Nam thấp hơn khoảng 2 lần

Đó là do các nhà máy bia ở Việt Nam không phân luồng dòng chảy mà tập trung

tất cả các dòng thải cả ô nhiễm nặng và ô nhiễm nhẹ nên mức độ ô nhiễm giảm

đi Mặt khác, công nghệ sản xuất bia của các nhà máy bia Việt Nam nói chung

tương đối lạc hậu hơn nên định mức nước cấp cho 1 lít bia thành phẩm cao hơn,

do đó lượng nước thải lớn hơn và mức độ ô nhiễm giảm đi

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ Lí

NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA

Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các

chất hữu cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là

hidratcacbon, protein và các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân huỷ sinh

học Tỷ lệ BOD5 : COD cao, thường nằm trong khoảng 0,6 đến 0,8 nên phương

pháp sinh học rất thích hợp để xử l ý loại nước thải này Nước thải trước khi đưa

vào xử lý sinh học cần qua chắn rác, sàng để tách các tạp chất thô như giấy nhãn,

nút bấc và các loại hạt rắn khác Đối với nước thải có giá trị pH nằm ngoài

khoảng thích hợp cho xử l ý sinh học cần được trung hoà, điều chỉnh đến khoảng

pH thích hợp Các quá trình keo tụ - lắng cũng được sử dụng để xử lý SS Các

phương pháp dùng trong xử lý nước thải ngành công nghiệp sản xuất bia như

sau:

2.1 Cỏc phương phỏp tiền xử lý

2.1.1 Phương pháp cơ học

Xử lý cơ học truyền thống thường đóng vai trò như một công đoạn xử lý sơ

bộ Trước khi xử lí nước thải cần phải được loại bỏ các tạp chất thô lẫn trong

nước như bụi, đất, chất rắn thô bằng cách gạn, lắng bằng phương phỏp cơ học

như kỹ thuật song chắn rác, lưới rác, bể lắng cát, bể thu dầu mỡ Có ba phương

pháp chính là sử dụng song chắn rác, lắng và phương pháp tuyển nổi (phương

pháp tuyển nổi: sục khí + sử dụng chất hoạt động bề mặt)

a Song chắn rỏc

Song chắn rỏc được sử dụng nhằm giữ lại cỏc vật thụ như giẻ lau, giấy rỏc,

vỏ chai ở trong song chắn Cỏc song chắn rỏc thường được đặt nghiờng theo

dũng chảy một gúc 65 – 700

b Lưới lọc

Sau chắn rỏc để cú thể loại bỏ cỏc tạp chất rắn cú kớch thước nhỏ hơn, mịn

hơn, ta cú thể đặt them lưới lọc Cỏc vật thải được giữ lại trờn mặt lưới lọc, phải

thường xuyờn cào lấy ra trỏnh làm tắc dũng chảy

c Lắng

Lắng là một khõu xử lý quan trọng trong quỏ trỡnh xử lý cơ học Đõy là giai

đoạn làm sạch sơ bộ nhằm loại bỏ cỏc chất rắn lơ lửng, cỏc loại bựn (kể cả bựn

hoạt tớnh) nhằm làm cho nước trong Nguyờn lý làm việc của cỏc loại bể lắng

đều dựa trờn cơ sở trọng lực

d Lọc

Lưới lọc được dựng trong xử lý nước thải để tỏch cỏc tạp chất phõn tỏn nhỏ

khỏi nước mà bể lắng khụng lắng được.Trong cỏc loại phin lọc thường cú loại

phin lọc dựng loại vật liệu lọc dạng tấm và cỏc loại hạt Đặc tớnh quan trọng của

lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt nghiờng

Trong xử lý nước thải thường dựng loại thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc

kớn, lọc hở Ngoài ra cũn dựng loại lọc ộp khung bản, lọc quay chõn khụng, cỏc

mỏy vi lọc hiện đại

2.1.2 Phương pháp hoá lý và hoá học

Các phương pháp này được sử dụng để điều chỉnh pH, loại SS trước khi xử

lý sinh học, bao gồm:

a Phương pháp trung hoà, điều chỉnh pH

Trước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều chỉnh pH tới giá

trị thích hợp Trung hòa có thể thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit với

dòng thải có tính kiềm hoặc sử dụng các hoá chất như H2SO4, HCl, NaOH,

NaHCO3, Na2CO3 Điều chỉnh pH thường kết hợp thực hiện ở bể điều hoà hay

bể keo tụ

b Keo tụ

Keo tụ là quá trình sử dụng những chất keo tụ, khi đưa vào trong nước nó

thuỷ phân tạo thành những hạt keo thu hút những chất rắn lơ lửng và làm cho nó

có tỷ trọng lớn hơn nước nên lắng xuống đáy Phương pháp này sử dụng để loại

bỏ chất rắn lơ lửng Người ta thường sử dụng các loại phèn nhôm, phèn sắt hay

hỗn hợp của hai loại phèn này hoặc PAC (Polyalumino Chloride) cùng với kiềm

(NaOH, Ca(OH)2)

Hiện nay thông thường người ta cho thêm các chất trợ keo tụ như polyme

hữu cơ để tăng cường quá trình tạo bông và lắng như: polyacrylic hoặc

metacrylat Chúng đều tan trong nước có tác dụng như những cầu nối kết hợp các

hạt phân tán nhỏ thành tập hợp hạt lớn có khả năng lắng tốt hơn

c Hấp phụ

Phương phỏp hấp phụ được dựng để loại hết cỏc chất hũa tan vào nước mà

phương phỏp xử lý sinh học cựng cỏc phương phỏp khỏc khụng loại bỏ được với

hàm lượng rất nhỏ Thụng thường đõy là cỏc hợp chất hũa tan cú độc tớnh hoặc

cỏc chất cú mựi, vị và màu rất khú chịu Cỏc chất hấp phụ thường dựng là: than

hoạt tớnh, đất sột hoạt tớnh, silicagen, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong

sản xuất như xỉ tro Trong số này than hoạt tớnh được dựng phổ biến nhất

Phương phỏp này cú khả năng hấp phụ 58 – 95% cỏc chất hữu cơ và màu

d Tuyển nổi

Phương phỏp tuyển nổi dựa trờn nguyờn tắc: Cỏc phần tử phõn tỏn trong

nước cú khả năng tự lắng kộm, nhưng cú khả năng kết dớnh vào cỏc bọt khớ nổi

lờn trờn bề mặt nước Khi nổi lờn, cỏc bọt khớ tập hợp thành bụng hạt đủ lớn, rồi

tạo thành một lớp bọt chứa nhiều cỏc hạt bẩn

2.2 Phương pháp sinh học

Quá trình xử lý sinh học là quá trình chủ đạo để xử l ý thành phần hữu cơ

trong nước thải sản xuất bia Hiện nay cả hai phương pháp hiếu khí và yếm khí

đều được sử dụng Phương pháp này dựa trên khả năng làm sạch một số chất ô

Cho đến nay người ta đã xác định rằng vi sinh vật có thể phân huỷ được hầu

hết các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ nhân tạo Tuy

nhiên có nhiều chất hữu cơ dễ bị ôxy hoá nhưng cũng có chất hoàn toàn không bị

ôxy hoá hay bị ôxy hoá rất chậm bởi vi sinh vật [16]

Để nước thải có thể được xử lí hiệu quả bằng phương pháp sinh học là môi

trường nước thải phải thích hợp với môi trường sống của quần thể vi sinh vật

phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải Nhìn chung nước thải phải đảm bảo

các điều kiện:

+ Không chứa các chất độc hại, các muối của kim loại nặng hoặc nồng độ

của chúng không vượt quá nồng độ cho phép

+ Tỉ số 5 ≥0,5

COD BOD

Trong các phương pháp hiếu khí, phương pháp bùn hoạt tính được ứng dụng

rộng rãi hơn cả Trong các phương pháp kị khí, phương pháp UASB thường hay

H×nh 1: C¸c ph−¬ng ph¸p sinh häc chñ yÕu øng dông trong xö l ý n−íc th¶i

s¶n xuÊt bia 2.2.1.Phương pháp xử lý hiếu khí

a Hồ sinh học

Ao hồ sinh học còn được gọi là ao hồ ổn định nước thải (Waste Water

Stabilization ponds and lagoons)

Xử lý nước thải trong các ao hồ ổn định là phương pháp xử lý đơn giản

nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa Cơ sở khoa học của phương pháp là dựa

vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là các vi sinh vật và các thủy sinh

khác, các chất nhiễm bẩn bị phân hủy thành các chất khí và nước

Phương pháp này không yêu cầu kĩ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt

động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả vẫn cao Nhưng bên cạnh đó còn tồn

tại một số nhược điểm như yêu cầu thời gian xử lý lâu, đòi hỏi mặt bằng rộng,

phụ thuộc nhiều vào các yếu tố tự nhiên Nếu gặp mưa sẽ gây hiện tượng tràn hồ

gây ô nhiễm cho các đối tượng khác

b Màng sinh học

Màng sinh học là tập hợp các loài vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) khác

nhau, có hoạt tính oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng

Khi nước thải chảy qua màng lọc sinh học, do hoạt động sống của quần thể sinh

vật sẽ làm thay đổi thành phần các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước Các chất

hữu cơ dễ phân giải được vi sinh vật sử dụng trước với vận tốc nhanh, đồng thời

số lượng của quần thể tương ứng này cũng phát triển nhanh Các chất hữu cơ

khó phân giải sẽ được sử dụng sau với vận tốc chậm hơn và quần thể vi sinh vật

đồng hóa chúng cũng phát triển muộn hơn

Phần dưới cùng của màng là lớp quần thể vi sinh vật với sự có mặt của

động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác Các loài này ăn vi sinh vật và sử

dụng một phần màng sinh học để làm thức ăn tạo thành các lỗ nhỏ của màng

trên bề mặt chất mang Quần thể sinh học này có tác dụng như bùn hoạt tính

Sử dụng phương pháp màng lọc sinh học có một số ưu nhược điểm sau:

• Ưu điểm:

- Giảm việc trông coi

- Tiết kiệm năng lượng, không khí được cấp trong hầu hết thời gian

lọc làm việc bằng cách lưu thông tự nhiên từ cửa thông gió đi vào

Trong nước thải, sau một thời gian làm quen, các tế bào vi khuẩn bắt đầu

sinh trưởng, sinh sản và phát triển Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt chất

rắn lơ lửng trong nước thải và phát triển thành các hạt bông cặn có hoạt tính