Tài liệu Đề tài báo cáo Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia pptx

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 doạ nghiêm trọn

Đề tài:

Công nghệ xử lý nước

thải nhà máy bia.

Nhóm 3

• Nguyễn Thị Như Trang

• Phần I: Đặt vấn đề

• Phần II: Nội dung

• Phần III: Kết luận

Phần I: Đặt vấn đề

• Bia là một nước giải khát có từ lâu đời 7000 năm trước công nguyên đã

có ghi chép về sản xuất bia.Hiện nay nhu cầu bia trên thế giới cũng như

ở Việt Nam rất lớn vì bia là một loại nước uống mát, bổ, có độ cồn thấp,

có độ min xốp, có hương vị đặc trưng Đặc biệt CO2 bão hoà trong bia

có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống, nhờ những ưu điểm này mà bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết khắp các nước trên thế giới và sản lượng ngày càng tăng.

• Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn

đề môi trường như: 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 doạ nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không được xử lý

• Sau đây chúng ta cùng tìm hiểu một số quy trình xử lý nước thải nhà máy bia để thấy rõ hơn điều đó.

PHẦN II: Nội dung

I.  NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI TRONG

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA

1 Quy trình công nghệ.

2 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.

Bảng 1 Thành phần và tiêu chuẩn xả nước thải sản xuất bia ra nguồn nước mặt Ghi chú: * Theo các số liệu nghiên cứu tại công ty Bia ong Thái Bình, Công ty Bia Nghệ

An, Nhà máy Bia NADA, nhà máy Bia Hạ Long

** Cột B theo TCVN 5945-1995, nước thải công nghiệp, Tiêu chuẩn thải ra nguồn nước

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 

HEINEKEN Quận 12 TP Hồ Chí  Minh

Thăm hệ thống xử lý nước thải

của Nhà máy bia Tiger

Thăm hệ thống xử lý nước thải

của Nhà máy bia Tiger

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 

HEINEKEN Quận 12 TP Hồ Chí  Minh

Thăm hệ thống xử lý nước thải

của Nhà máy bia Tiger

Hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy

bia Sài Gòn.

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 

HEINEKEN Quận 12 TP Hồ Chí  Minh

Thăm hệ thống xử lý nước thải

của Nhà máy bia Tiger

tại ngõ này đang hứng chịu một

nguồn xả thải lớn từ 

được thải ra kênh rạch

Nước thải từ nhà máy bia Sài Gòn

ra môi trường chưa qua xử lý

Tại ngõ này đang hứng chịu một nguồn

xả thải lớn từ nhà máy bia Hà  Nội Nước thải nhà máy bia

được thải ra kênh rạch

II Công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ XLNT bia theo mô hình

MBBR

Xử lý nước thải nhà máy bia

1 Mô hình xử lý theo hai bậc: UASB

+ Aerotank

Mô hình xử lý theo hai bậc: UASB + Aerotank

Châm Clo

• Nước thải được dẫn vào bể gom

• Nước thải sản xuất sau khi qua bộ phận tách rác nhằm loại bỏ rác

và các chất rắn lớn cũng được thu gom về bể gom.

• Sau đó nước thải được bơm chuyển qua hệ thống điều chỉnh pH tự động, rồi chuyển sang bể lắng 1 và qua bể phân hủy yếm khí Tại đây, một phần các chất thải hưu cơ được phân hủy bởi các vi khuẩn yếm khí thành các chất vô cơ, sinh khối (bùn) và biogas Biogas sẽ được thu gom và đốt bỏ Hệ thồng đốt khí biogas sẽ được trang bị các thiết bị đánh lửa tự động Hiệu suất khử các hợp chất hữu cơ của bể UASB là 85%.

• Nước thải sau bể UASB sẽ được chuyển qua bể bể trung gian Từ đây nước thải sẽ được phân hủy tiếp trong bể phân hủy hiếu khí bùn hoạt tính (aerotank) Tại bể aerotank, không khí sẽ được cung cấp liên tục bởi máy thổi khí Hiệu suất của bể aerotank là >90%.

• Nước thải sau quá trình xử lý hiếu khí được chuyển qua bể lắng 2

để tách bùn, một phần bùn được hồi lưu trở lại bể Aerotank Sau đó nước thải được bơm qua ngăn khử trùng sử dụng chlorine để khử trùng trước khi thải ra ngoài.

• Bùn dư từ bể UASB và các bể lắng sẽ được thu gom vào bể chứa bùn và nén trước khi đem đi xử lý cùng với rác thải sinh hoạt Polyme được sử dụng để làm xúc tác cho quá trình trợ lắng và tách nước

Một số hình ảnh về các bể chứa trong quy trình công nghệ tại nhà máy

bia Hà Nội _ Nghệ An

Ưu điểm:

• Hệ thống vận hành tự động, điều hành đơn giản nên

không tốn nhiều nhân lực để hệ thống hoạt động

• Hiệu quả xử lý cao thích hợp với đặc tính nước thải nhà máy bia

• Do kết hợp cả hai phương pháp xử lý yếm khí và háo khí nên giảm được chi phí cho việc cấp khí

2 công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia theo mô hình UAF và SBR.

Nước thải

Bể điều hoà kết hợp lắng cát và song chắn rác

Trạm bơm nước thải

Bể lọc kị khí vật liệu nổi (UAF)

Bể aeroten hoạt động gián đoạn (SBR)

Bể ủ bùn

Nước thải ra bên ngoài

Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT bia theo mô hình UAF và SBR.

• Các loại bể lọc kỵ khí là các loại bể kín, phía trong chứa vật liệu đóng vai trò như giá thể của vi sinh vật dính bám.

• Các giá thể làm bằng các loại vật liệu hình dạng, kích thước khác nhau, hoạt động như như vật liệu lọc Các dòng nước thải có thể đi từ dưới lên hoặc trên xuống Các chất hữu cơ được vi khuẩn hấp thụ và chuyển hoá

để tạo thành CH4 và các loại chất khí khác Các loại khí sinh học được thu gom tại phần trên bể Khí CH4 và các loại khí sinh học tạo thành khác được thu hồi ở phía trên

• Nước thải đưa vào bể có thể phân phối phía dưới hoặc phía trên theo sơ đồ:

 

a - Bể lọc kỵ khí dòng chảy ngược (upflow anaerobic filter - UAF)

b - Bể lọc kỵ khí dòng chảy xuôi (Downflow anaerobic filter - ADF)

Nước ra

Nước

vào

Khí sinh học

Nước vào

Nước ra Nước tuần hoàn

Dòng tràn

Nước vào Nước vào

• Vật liệu lọc của bể lọc kỵ khí là các loại cuội sỏi, than đá,

xỉ, ống nhựa, tấm nhựa hình dạng khác nhau

• Kích thước và chủng loại vật liệu lọc, được xác định dựa vào công suất công trình XLNT, hiệu quả khử COD, tổn thất áp lực nước cho phép, điều kiện cung cấp nguyên vật liệu tại chỗ Các loại vật liệu lọc, cần đảm bảo độ rỗng lớn (từ 90-300 m3/m2 bề mặt bể) Tổng bề mặt của vật liệu lọc có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ các chất hữu cơ

• Loại bể này được gọi là bể lọc ngược kị khí vật liệu nổi

(Upflow Anaerobic Floating Blanket-UAFB) Đây là loại

vật liệu lọc nhẹ, trọng lượng riêng nhỏ và có tổng bề mặt tiếp xúc lớn Khi màng vi sinh vật dày, hiệu quả lọc nước thải giảm (tổn thất áp lực lọc tăng) Vật liệu lọc được rửa bằng phương pháp xả tức thời Trong qúa trình rửa lọc, số lượng vi khuẩn hoạt tính của bể lọc kỵ khí dòng chảy ngược hao hụt ít Mặt khác việc rửa lọc cũng đơn giản.

Sơ đồ cấu tạo bể lọc kỵ khí vật liệu lọc nổi

1.Nước thải vào; 2 Lớp cặn lơ lửng; 3.Vật liệu lọc nổi; 4 Lưới chắn;5.Ngăn tách khí;

6 ống dẫn khí ; 7.ống dẫn nước ra.

1

2 3

4 5

6

7

1

2 3

1

2

4 3

1

2

5 4 3

1

2

6 5

4 3

1

2

7

6 5

4 3

1

2

- Ưu điểm của bể lọc kị khí:

+ Khả năng tách các chất bẩn hữu cơ (BOD) cao,

+ Thời gian lưu nước ngắn, vi sinh vật dễ thích nghi với nước thải,

+ Quản lý vận hành đơn giản,

+ Ít tốn năng lượng và dễ hợp khối với bể tự hoại và các công trình xử lý nước thải khác

Là một dạng công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó

tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí, lắng bùn và gạn nước thải

Nước thải đi vào

Làm đầy nước thải

Thổi khí

Lắng

Xả nước thải

- Trong bước một, khi cho nước thải vào bể, nước thải được trộn với bùn hoạt tính lưu lại từ chu kỳ trước

- Sau đấy hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước hai với thời gian thổi khí đúng như thời gian yêu cầu.Quá trình diễn ra gần với điều kiện trộn hoàn toàn

và các chất hữu cơ được ô xy hoá trong giai đoạn này

- Bước thứ ba là quá trình lắng bùn trong điều kiện tĩnh Sau đó nước trong nằm phía trên lớp bùn được xả ra khỏi bể

- Bước cuối cùng là xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục

• Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ Các quá trình trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý nước thải cao BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH3 khoảng

từ 0,3 đến 12 mg/l Bể aeroten hoạt động gián đoạn theo

mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai Trong nhiều trường hợp, người ta cũng bỏ qua bể điều hoà và bể lắng đợt một

• Hệ thống aeroten hoạt động gián đoạn SBR có thể khử được nitơ và phốt pho sinh hoá do có thể điều chỉnh được các quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp ô xy Các ngăn bể được sục khí bằng máy nén khí, máy sục khí dạng Jet hoặc thiết bị khuấy trộn cơ học Chu kỳ hoạt động của ngăn bể được điều khiển bằng rơle thời gian Trong ngăn bể có thể bố trí

hệ thống vớt váng, thiết bị đo mức bùn,

Các chỉ tiêu thiết kế hệ aeroten hoạt động gián đoạn (SBR)

Chỉ tiêu thiết kế Giá trị Tổng thể tích 0,2 - 2 lần lưu lượng trung bình một ngày

Chiều sâu công tác 3-6 m

Tỷ lệ lượng chất bẩn hữu cơ trên

lượng bùn 0,04-0,2 kgBOD/kg bùn.ngày

Liều lượng bùn hoạt tính trong

aeroten 2,2-3,0 g/l

Thời gian một chu kì 4-12 giờ

Thời gian lắng bùn hoạt tính >1 h

Đặc điểm cấp khí Cấp khí cho bước làm đầy và khuấy trộn bùn với nước thảiLượng Oxy Cung cấp đủ cho quá trình ô xy hoá chất hữu cơ và quá trình nitrat hoá như đối

với các aeroten truyền thống

• Bể aeroten hệ SBR có ưu điểm:

- Là cấu tạo đơn giản,

- Hiệu quả xử lý cao,

- Khử được các chất dinh dưỡng nitơ

- Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh

hưởng đến hiệu quả xử lý

• Nhược điểm:

- Công suất xử lý nước thải nhỏ

- Để bể hoạt động có hiệu quả người vận hành phải có trình độ và theo dõi thường xuyên các bước xử lý nước thải.

3 Xử lý nước thải nhà máy bia theo

mô hình công nghệ MBBR

3.1 Giới thiệu công nghệ MBBR

- Công nghệ MBBR là công nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí và bể lọc sinh học

- Bể MBBR hoạt động giống như quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí trong toàn bộ thể tích bể Đây là quá trình xử lý bằng lớp màng biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể mà những giá thể này lại di chuyển tự

do trong bể phản ứng và được giữ bên trong bể phản ứng

- Bể MBBR không cần quá trình tuần hoàn bùn giống như các phương pháp xử lý bằng màng biofilm khác,

vì vậy nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính trong bể, bởi vì sinh khối ngày càng được tạo ra trong quá trình xử lý Bể MBBR gồm 2 loại: bể hiếu khí và bể kị khí

3.2 Quy trình công nghệ

3.3 Thuyết minh về quy trình

a 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 có kích thước lớn như giẻ, bao nilon…để tránh tắc và bảo vệ các thiết

bị Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, chia song chắn rác thành hai loại:

          – Song chắn rác thô có khoảng cách từ 60-100 mm.          – Song chắn rác mịn có khoảng cách từ 10-25 mm

- Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào

xử lý Bể gom thường được làm bằng bê tông, xây bằng gạch, có tác dụng điều hòa lưu lượng nước thải

- Lưới lọc: giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ như

mẫu trấu, huyền phù …bj trôi ra trong quá trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1mm.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 Các vật thải được lấy ra khỏi bề mặt lưới bằng hệ thống cào

b Bể điều hòa: 

Dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi,

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 Có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi Tại bể điều hòa có máy định lượng lượng acid cần cho vào bể đảm bảo pH

từ 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào bể xử lí UASB

c Bể UASB: tại đây diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu

cơ, vô cơ có trong nước thải bằng vi sinh yếm khí 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

    

d Bể sinh học MBBR:

- Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục, còn gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để

chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3- , SO42- ,…

- Vi sinh vật tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học bao

gồm Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia,

Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas

và Nitrobacter Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum cũng tồn tại

Các phản ứng sinh hóa cơ bản của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải gồm có:

- Oxy hóa các chất hữu cơ:

- Tổng hợp tế bào mới:

- Phân hủy nội bào:

e Bể lắng

Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào vùng

phân phối nước của bể lắng sinh học Cấu tạo và chức năng của

bể lắng sinh học tương tự như bể lắng hóa lý Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn răng cưa

Hiệu suất bể lắng được tăng cường đáng kể do sử dụng hệ

thống tấm lắng lamella Bể lắng được chia làm ba vùng căn bản:

         -  Vùng phân phối nước;

         -  Vùng lắng;

       – Vùng tập trung và chứa cặn

Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối nước đi vào vùng lắng của bể là hệ thống tấm lắng lamella, với nhiều  lớp mỏng được sắp xếp theo một trình tự và khoảng cách nhất đinh Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi qua hệ thống này, các bông

bùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích thước

và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông bùn ban đầu Các bông bùn này trượt theo các tấm lamella và được tập hợp tại vùng

chứa cặn của bể lắng.