I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài Gòn và Hà Nội. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2011 dự kiến là 28 lít/người/năm. Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi năm.

Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi trường như: xử lý nước thải nhà máy beer và vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm cao. Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là ô nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đó là các hoá chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không được xử lý. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu không được xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ lửng SS đều rất cao.

II. NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA

1. NGUỒN GỐC 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 tanin, 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 tàng 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.

2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI VBL

Thành phần và tính chất nước thải VBL

3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA

Mô hình xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia

III.THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA

1. HẦM TIẾP NHẬN:

Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ lại, để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương dẫn… Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, người ta chia song chắn rác thành hai loại:

- Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 đến 100 mm.

- Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 đến 25 mm.

- Chọn song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh là 25 mm được đặt cố định, nghiêng một góc 600 đặt ở cửa vào bể gom và được lấy rác vào cuối ngày.

Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý nước thải tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bê tông, xây bằng gạch. Trong quy trình này bể gom còn có tác dụng điều hòa lưu lượng nước thải.

Lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ. Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1 mm. Khi tang trống quay với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước vào. Trong nhà máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm, sẽ được giữ lại nhờ hệ thống lưới lọc có kích thước lỗ 1mm. Các vật thải được lấy ra khỏi bề mặt lưới bằng hệ thống cào.

2. BỂ ĐIỀU HÒA:

Được dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi, quan trọng là điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể bồn nước composite có máy định lượng lượng acid cần cho vào bể đảm bảo pH từ 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào bể xử lý UASB.

3. BỂ UASB:

Tại đây diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải khi không có oxy. Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô cơ được tiêu thụ ở đây.

Quá trình chuyển hóa các chất bẩn trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo ba bước:

- Giai đoạn 1: một nhóm các vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosacarit, amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động.

- Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ thường là acid acetic, acid butyric, acid Propionic. Ở giai đoạn này pH của dung dịch giảm xuống.

- Giai đoạn 3: các vi khuẩn tạo metan chuyển hóa hiđrô và acid acetic thành khí metan và cacbonic pH của môi trường tăng lên.