NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI Quá trình sx bia gồm các công đoạn sau Nấu- đường hóa: Nấu bột và trộn với bột malt, cho thủy phân dịch bột thành đường, lọc bỏ các loại bột, bã hoa houbl
Trang 1ĐẠI HỌC HUẾ - -
Tiểu Luận:
ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SẢN XUẤT BIA
Sinh viên thực hiện: Bùi Văn Bình
Nguyễn Ngọc Công Huỳnh Ngọc Đạt
Trang 2
MỤC LỤC
Sơ lược hiện trạng sản xuất bia tại Việt Nam
PHẦN 1: ĐẶC ĐIỂM NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA
PHẦN2: QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SX BIA
I NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI
II DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
* Các công nghệ xử lý
* Công nghệ xử lý truyền thống
1 Hố bơm chìm
2 Thiết bị lọc rác
3 Bể cân bằng
4 Hệ thống bơm định lượng Acid/caustic
5 Xử lý vi sinh kỵ khí( xử lý UASB)
6 Xử lý vi sinh hiếu khí ( Aeration tank)
7 Bể lắng ly tâm( Clarifier)
8 Khử trùng:
9 Hố hồi lưu bùn ( Sludge return pit)
10 Bể nén bùn ( Sludge thickener)
11 Sân phơi bùn (Drying beds)
12 Hố gom nước (Run off pit)
* Ví dụ
Trang 3PHẦN 3: KẾT LUẬN
Sơ lược hiện trạng sản xuất bia tại Việt Nam
Theo số liệu tổng hợp của Bộ Công nghiệp năm 2004 thì giá trị sản xuất công nghiệp của toàn ngành Bia -Rượu - Nước giải khát trên
cả nước đã đạt 15.281,5 tỷ
đồng, doanh thu đạt 17.950 tỷ đồng, đóng góp ngân sách Nhà nước khoảng trên 5.000 tỷ đồng, tạo việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động Năm 2005 sản lượng bia sản xuất khoảng 1.500 triệu lít, sản lượng rượu sản xuất là 80 triệu lít
Tính đến hết năm 2004, toàn ngành có 329 cơ sở sản xuất bia với công suất thiết kế 1.737 triệu lít, 72 cơ sở sản xuất rượu (không kể các cơ sở do dân tự nấu) có công suất thiết kế 103 triệu lít
Năng lực sản xuất bia tập trung chủ yếu tại những tỉnh thành phố trực thuộc TW như: TP Hồ Chí Minh chiếm: 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, TP Hà Nội: 13,44%, TP Hải Phòng: 7,47%; tỉnh Hà Tây: 6,1%, Tiền Giang: 3,79%; Huế: 3,05%; Đà Nẵng: 2,83%
Trong số các nhà máy bia hiện đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhà máy bia có
công suất lớn hơn 15 triệu lít, 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.Trong số các nhà máy bia hiện đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu
lít, 15 nhà máy bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít, 268 cơ sở có
năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm
Về trình độ công nghệ, thiết bị: Những nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít tại Việt Nam đều có thiết bị hiện đại, tiên tiến, được nhập khẩu từ các
nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như Đức, Mỹ, Ý Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít cho đến nay cũng đã được đầu
tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất Các cơ sở còn lại với công suất thấp vẫn đang trong tình trạng thiết bị, công nghệ lạc hậu, yếu kém, không đạt yêu cầu vệ sinh
an toàn
Trang 4II DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
I NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI
Quá trình sx bia gồm các công đoạn sau
Nấu- đường hóa: Nấu bột và trộn với bột malt, cho thủy phân
dịch bột thành đường, lọc bỏ các loại bột, bã hoa houblon=>Nước thải
công đoạn này giàu các chất, xenlulose, hemi xenlulose,pentose trong
vỏ trấu các mảnh hạt và bột, các cục vón…cùng một ít tanin,các chất
đắng, chất màu.Công đoạn lên men chính-phụ=>Nước thải công đoạn
này giàu chất men-chủ yếu protein, các chất khoáng, vitamin cúng với
bia cặn.Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng
chai, hấp chai=>NT chứa bột trợ lọc lẫn xác men, bia chảy tràn v.v…
Trang 5Lượng nước thải xét về tính chất và đặc trưng của từng loại sẽ bị ô nhiễm với mức độ khác nhau Chia làm hai loại: Nước thải sinh hoạt
và nước thải sản xuất
- Nước thải sinh hoạt:
Bao gồm nước thải từ: nhà ăn, nhà vệ sinh, khu vực văn
phòng,…
Nước thải này chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất dinh dưỡng (N,P), các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ, COD và các vi
khuẩnNước thải sản xuất: nguồn ô nhiễm đáng quan tâm của các nhà máy bia, gồm các nguồn sau:Nước làm lạnh, nước ngưng: được sử dụng theo chu trình khép kín nên lượng nước thải này không đáng kể
và hầu như không bị ô nhiễm Do đó có thể thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận mà không cần xử lý.Nước thải vệ sinh các thiết bị như: bồn nấu, bồn lọc, bồn lên men, đường
ống,…chứa bã hèm, tinh bột, bã hoa bia, bã men,…Nước từ công đoạn rửa chai: trước tiên chai rửa bằng dung dich kiềm loãng nóng (1-3% NaOH) để rửa sạch chất bẩn và nhãn chai, sau đó được rửa lại bằng nước sạch và thanh trùng Do đó, nước từ quá trình rửa chai có
pH cao và cũng chứa các chất ô nhiễm hữa cơ (do bia và các chất bẩn khác trong quá trình lưu thông vỏ chai gây ra)
Lượng nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là từ 6-7 lit/ 1lit bia Lượng nước thải này chủ yếu bị nhiễm bẩn bởi chất hữu
cơ với nồng độ rất lớn; chủ yếu là các hydratcacbon, protein và các axit hữu cơ; là những chất có khả năng phân hủy sinh học Các dòng nước thải từ quá trình sản xuất bia có đặc điểm rất khác nhau Nước thải từ công đoạn lọc và lên men không nhiều, chỉ chiếm khoảng 3-5% lưu lượng nước thải nhưng tải trọng BOD lại rất cao, chiếm đến 97% tổng tải lượng BOD trong nước thải sản xuất Trong khi đó công đoạn rửa chai lại tạo ra một hàm lượng nước thải rất lớn nhưng hàm lượng chất hữu cơ lại không cao, nước thải hơi có tính kiềm
II DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA
* Các công nghệ xử lý
Trang 6+ Công nghệ MBBR
+ Công nghệ truyền thống
+ Công nghệ xử lý kỵ khí
+ Công nghệ TFEA
+ Công nghệ xử lý truyền thống
* Công nghệ xử lý truyền thống
Sơ đồ quy trình:
Thuyết minh quy trình
1 Hố bơm chìm
Trang 7Nước thải từ các khu sản xuất của Công ty được thu gom tại hố bơm chìm và đi qua các lưới lọc thô được đặt tại các cống xả để giữ lại một phần rác Sau đó nước thải được bơm lên hệ thống lọc rác tinh ở công đoạn sau
2 Thiết bị lọc rác 4.2.2 Thiết bị lọc rác
=>Gồm thiết bị lọc rác thô và tinh
Lọc được hầu hết các rác có kích thước nhỏ như: bã hèm, miểng chai, nhãn chai … rồi chảy vào bể cân bằng
3 Bể cân bằng
Nước thải được trộn đều nhờ hệ thống cánh khuấy (Agitator) với mục đích:
• Cân bằng và giảm pH (nhờ quá trình lên men Acid hữu cơ)
• Giảm COD,BOD
• Cân bằng nhiệt độ
• Chống đóng cặn bùn tại bể
=>Hóa chất dùng chỉnh pH:CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Vôi sống đolomit, Vôi tôi
đolomit,NaOH, NaCO3,H2SO4, HCl, HNO3 (còn tùy công nghệ của mỗi công ty)
4 Hệ thống bơm định lượng Acid/Caustic
- Trước khi vào bể xử lý vi sinh kỵ khí, pHcủa nước thải được điều chỉnh đạt theo thôngsố kỹ thuật yêu cầu (pH=6,5-7,5) bằng hệ thống bơm định lượng tự động
• Bơm acid hoạt động khi pH của nước mang tính kiềm
• Bơm caustic hoạt động khi pH của nước mang tính acid
5 Xử lý vi sinh kỵ khí( xử lý UASB)
=> ưu điểm của phương pháp này
• Ít tiêu tốn năng lượng vận hành
• Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn
• Bùn sinh ra dễ tách nước
• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng
• Có khả năng thu hồi khí metan
Trang 8• Bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động lại được sau một thời gian ngưng nạp liệu
- Nước thải được bơm vào bể phản ứng vi sinh kỵ khí qua hệ thống ống phân phối đặt song song và phân bố đều ở đáy bể
- Trong bể phản ứng có 3 lớp: dưới đáy là lớp bùn vi sinh kỵ khí đậm đặc, phía trên là hỗn hợp “nước-bùn-khí sinh học” và trên cùng là hệ thống các tấm tách 3 pha (pha nước, pha khí, pha bùn)
- Trong quá trình lưu chuyển xuyên qua các tầng bùn vi sinh từ đáy lên đỉnh bể phản ứng, các chất hữu cơ trong nước được các vi sinh kỵ khí hấp thụ và chuyển đổi thành các khí sinh học như là: CH4, CO2
- Hỗn hợp “nước-bùn-khí sinh học” khi di chuyển lên tầng trên được phân tách thành từng pha riêng biệt nhờ hệ thống các tấm tách 3 pha đặt trên đỉnh bể
- Bùn lắng xuống đáy bể tiếp tục qui trình xử lý và được xả bớt ra ngoài khi số lượng vượt quá nhu cầu
- Gas sinh học được tách ra, đi vào các vòm ga và được chuyển đến
hệ thống đốt bỏ (Sau này sẽ được sử dụng làm nhiên liệu cung cấp cho các lò hơi)
- Nước trong đi theo hệ thống máng, chảy tràn bằng trọng lực sang bể
xử lý vi sinh hiếu khí
Trang 96 Xử lý vi sinh hiếu khí ( Aeration tank)
=> Điều kiện áp dụng:
• Nước thải không chứa lượng hạt lơ lửng quá 150 mg/L
• BOD5 :500 mgO2/L
• Nhiệt độ nước thải trong khoảng 6 30°C
• BOD:N:P = 100:5:1
• pH = 6,5 – 7,5
-Bể hiếu khí - Các chất hữu cơ còn laị trong nước thải sau khi ra khỏi
bể xử lý vi sinh kị khí tiếp tục được xử lý tại bể xử lý vi sinh hiếu khí
- Trong quá trình lưu chuyển từ đầu bể đến cuối bể xử lý vi sinh hiếu khí, nước thải được trộn đều với bùn hoạt tính và không khí
- Không khí được cung cấp từ các máy thổi khí đi qua hệ thống các vòi phun khuếch tán đặt ở đáy bể nhằm cung cấp khí oxy cho các vi sinh hiếu khí và tạo môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra tốt hơn
Trang 10- Các phản ứng sinh hóa xảy ra tại đây nhằm làm giảm nồng độ các chất hữu còn lại, sản sinh ra khí CO2 (chủ yếu) và hỗn hợp “nước-bùn hoạt tính” Hỗn hợp này được cho chảy tràn sang bể lắng ly tâm
7 Bể lắng ly tâm( Clarifier)
- Tại đây các bông bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể do có tỉ trọng lớn hơn
- Bên cạnh đó các thanh gạt quay xung quanh bể có nhiệm vụ:
• Gom bọt trên bề mặt bể đưa về hố gom bọt và bọt này chảy về laị hố gom nước
• Gom bùn lắng vào tâm bể và bùn này sẽ chảy bằng trọng lực sang
hố hồi lưu bùn (Sludge return pit)
- Nước thải được gạn trong và chảy tràn qua thành bể đi vào hệ thống mương thoát ra ngoài
8 Khử trùng:
• Nhằm mục đích tiêu diêt các loài VSV gây bệnh chưa hoặc không thể tiêu diệt trong quá trình xử lý nước thải bia
• Để tiêu diệt hoàn toàn VSV gây bệnh, ta có thể dùng các phương pháp khử trùng sau: Clo hóa, Ozon hóa, tia UV=> phương pháp Clo hóa được sử dụng rộng rãi (nước sau khi xử lý sinh học hoàn toàn sử dụng lượng Clo diệt khuẩn là 3g/m3)
9 Hố hồi lưu bùn ( Sludge return pit)
- Bùn thu gom từ đáy bể Clarifier chảy sang hố bùn hồi lưu, được bơm về lại bể hiếu khí và tiếp tục qui trình xử lý nước thải bằng vi sinh hiếu khí
- Lượng bùn dư phát sinh trong hệ thống được bơm sang bể nén bùn
10 Bể nén bùn ( Sludge thickener)
- Công dụng của bể là làm tăng nồng độ bùn để giảm bớt lượng tải thủy lực của sân phơi bùn
- Lượng bùn già, dư phát sinh trong hai hệ thống kỵ khí và hiếu khí được bơm sang đây
- Bùn lắng được cho trọng lực xuống đáy bể, nước trong chảy tràn qua thành bể về lại hố gom nước
Trang 11- Thiết bị cánh khuấy gắn trên đỉnh bể khuấy rất chậm để thúc đẩy quá trình lắng bùn đồng thời gom bùn lắng vào tâm bể
- Sau khi nén 24 giờ bùn được xả sang sân
phơi bùn, vì nếu kéo dài thời gian lâu hơn sẽ xảy ra quá trình yếm khí gây mùi hôi tại bể nénbùn
4.2.11 Sân phơi bùn (Drying beds)
- Bùn sau khi bị nén được xả ra sân phơi bằng trọng lực
- Mỗi sân phơi được thiết kế vừa đủ cho một lần xả khoảng 36m3 bùn với chiều cao sân tương ứng là 0.5m
- Thời gian phơi bùn từ 20 đến 25 ngày (phụ thuộc vào mùa trong năm)
- Bùn khô được lấy đi và được tiếp tục xử lý bởi Công ty dịch vụ môi trường có thẩm quyền và có hợp đồng trách nhiệm với nhà máy
12 Hố gom nước (Run off pit)
- Là nơi tiếp nhận nước hồi lưu từ:
• Hố gom bọt
• Bể nén bùn
• Sân phơi bùn
- Nước tại đây được bơm về lại bể hiếu khí để tiếp tục được xử lý làm sạch lại
VÍ DỤ: Tại nhà máy sản xuất bia Hải Phòng
