PHÂN TÍCH VÀ TRÌNH BÀY THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT THỰC PHẨM TẠI VIỆT NAM VÀ THẢO LUẬN HƯỚNG GIẢI QUYẾT TRÊN CƠ SỞ KHOA HỌC

Đặc tính nước thải của các nhà máy bia là giàu các hợp chất hữu cơ như tinh bột, xenluloza, các loại đường, axit, các hợp chất photpho, nitơ…Các chất này sẽ được oxi hoá bởi vi sinh vật,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THƯC PHẨM

BÀI BÁO CÁO MÔN HỌC: NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM XỬ

LÝ NƯỚC THẢI

ĐỀ BÀI: PHÂN TÍCH VÀ TRÌNH BÀY THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT THỰC PHẨM TẠI VIỆT NAM VÀ THẢO LUẬN HƯỚNG GIẢI QUYẾT TRÊN CƠ

I GIỚI THIỆU:

Trong cuộc sống loài người, môi trường đóng vai trò như một ngôi nhà để bảo vệ

và cung cấp tất cả những nhu cầu thiết yếu của con người Chính vì vậy nhiệm vụ của chúng ta là bảo vệ nó Do đó, mỗi cá nhân nhà sản xuất dù hoạt động ở bất kỳ lĩnh vựcnào: thực phẩm, hóa chất, cơ khí… đều cần trang bị những kiến thức về bảo vệ môi trường Nước là một trong những nhân tố quan trọng trong qúa trình sản xuất Hầu hết tất cả các nhà máy sau khi sản xuất đèu cho ra một lượng nước thải lớn với mức độ ô nhiễm nghiêm trọng Tuy nhiên không phải nhà máy nào cũng tuân theo những qui định về tiêu chuẩn nước thải Đó là một trong những ngưyen nhân hiện nay khiến môi trường nước bị ô nhiễm trầm trọng Công nghệ thực phẩm là một ngành công nghiệp đang trên đà phát triển, ngày càng có nhiều cơ sở, nhà máy sản xuất thực phẩm ra đời Đây là một dấu hiệu đáng mừng nhưng cũng đưa ra nhiều thách thức nhất cho các nhà quản lý về vấn đề xử lý nước thải Một số phương pháp xử lý nước thải cho ngành sản xuất bia là nội dung trọng tâm của bài báo cáo này Mục tiêu là tìm hiểu tính chất, thực trạng của nước thải trong sản xuất bia nhằm đưa ra các phương pháp cũng như các quy trình xử lý nước thải hiện đại đang được ứng dụng hiện nay Bài báo cáo này mang lại cho chúng ta một số kiến thức lý thuyết cần thiết và những ứng dụng trong thực tế về xử lý nước thải Qua đó, chúng ta xác định qúa trình sản xuất phải đi đôi vớibảo vệ môi trường làm cho công nghệ thực phẩm vừa là ngành mang lại nguồn dinh dưỡng cho con người vừa là người bạn thân thiện với môi trường sinh thái

Dưới đây là sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia:

Hình 1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia

II.1.1 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA

Trong sản xuất bia, do đặc thù về công nghệ nên lượng nước tiêu hao cao và lượng nước thải cũng lớn Nước sử dụng cho sản xuất thường từ 4 - 11hl/hl bia, nhu cầu tiêu thụ của mõi công đoạn là khác nhau, thông thường 2/3 lượng nước dung trongqui trình công nghệ và 1/3 lượng nước còn lại sử dụng cho khâu vệ sinh thiết bị

Đặc tính nước thải của các nhà máy bia là giàu các hợp chất hữu cơ như tinh bột, xenluloza, các loại đường, axit, các hợp chất photpho, nitơ…Các chất này sẽ được oxi hoá bởi vi sinh vật, tạo ra sản phẩm cuối là CO2, H2O, NH3 và sảo phảm trung gian là rượu, aldehit, axit…Đây là nguồn gây ô nhiễm cao nếu thải trực tiếp ra môi trườngLưu lượng và đặc tính dòng nước thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến đổi theo qui mô, sản lượng và mùa sản xuất Tại Việt Nam, để sản xuất 1000 lít bia, sẽ thải ra khoảng 2kg chất rắn lơ lửng, 10kg BOD5, pH dao động trong khoảng 5,8 - 8 Cá biệt, tại một số địa phương, hàm lượng chất ô nhiễm ở mức cao: BOD5 1700-2700mg/l;

COD 3500-4000mg/l, SS 250-350mg/l, PO43-20-40mg/lNH3 12-15mg/l Ngoài ra, trong bã bia còn chứa một lượng lớn chất hữu cơ, khi lẫn vào nước thải sẽ gây ra ô nhiễm ở nức độ cao Vì vậy các loại nước thải này cần phải được xử lý trước khi xả ra nguồn nước tiếp nhận không chỉ nâng cao chất lượng sản xuất kinh doanh của các công ty phải luôn coi trọng công tác vệ sinh môi trường Nhất là hệ thống xử lý nước thải Tuy nhiên vẫn không thể đáp ứng được yêu cầu và tiêu chuẩn qui định Trước thực trạng nước thải trong sản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ công nhân và đờisống nhân dân khu vực chung quanh ta cần có các biện pháp sau:

II.1.2 BIỆN PHÁP XỬ LÝ:

Có nhiều phương pháp ứng dụng xử lý nước thải rượu, bia như: sử dụng màng lọc, phương pháp hoá học, phương pháp sinh học…Trong các phương pháp trên, thì phương pháp xử lý bằng sinh học cho hiệu quả tối ưu và được sử dụng rộng rãi nhất.Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ vàmột số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình phát triển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nênsinh khối chúng được tăng lên Qúa trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi

là quá trình oxi hoá sinh hoá

Qúa trình xử lý nước thải có thể chia làm 2 quá trình chính là phân huỷ kị khí và hiếu khí

 Qúa trình phân huỷ kị khí:là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật kị khí trong điều kiện không có oxi Phương trình cơ bản của quá trình phân huỷ kị khí:

Sau khi qua bể kị khí thì còn khoảng 10 - 20% các chất hữu cơ chưa bị phân huỷ và tiép tục được phân huỷ tiếp, bởi hệ hiếu khí Hệ thống hai máy thổi khí và phân tán khí

được sử dụng để cung cấp oxi cho quá trình xử lý hiếu khí Lượng oxi đưa vào phụ thuộc vào lương oxi hoà tan trong nước (DO)

 Qúa trình phân huỷ hiếu khí:thực chât đây là quá trình phân huỷ các chat hữu cơ dưới tác dụng các vi sinh vật hiếu khí khi có sự tham gia của oxi Phương trình

cơ bản của quá trình phân huỷ hiếu khí là:

Mỗi phương pháp xử lý đều có các ưu và nhược điểm khác nhau.Đối với các phương pháp xử lý kị khí yêu cầu ích diện tích, có khả năng tạo ra năng lượng dưới dạng khí sinh học biogá, khả năng tạu bùn chỉ bằng 10% so với hệ thống xử lý hiéu khí,chi phí vận hành thấp Tuy nhiên, xử lý kị khí không thể khử triệt để 100%, không

xử lý được nitơ và photpho; trong khi đó phương pháp xử lý hiếu khí có khả năng xử

lý triệt để, xử lý được nitơ và photpho, nhưng lại cần thể tích lớn, sinh nhiều bùn, tiêu tốn nhiều năng lượng cho sục khí và chi phí vận hành cao Dựa trên tính hiệu quả xử lý

và kinh tế của các phương pháp, đã đưa ra sơ đồ xử lý nước thải với sự kết hợp cả hai phương pháp xử lý kị khí và hiếu khí

 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Bể gom để tận dụng hết thể tích của bể cân bằng và giảm thiểu hoá chất

sử dụng cho quá trình điều chỉnh pH trước khi đưa nước thải vào hệ thỗngử lý kị

khí, hệ thống xử lý đã chọn phương án dung bể gom thu nước thải từ nhà máy

về sau đó dung bơm bơm lên bể cân bằng, bể khuấy

Bể cân bằng để trung hoà cân băng nước thải trước khi nước đi vào hệ thống xử lý kị khí.Để lắng cặn và rác trong dòng nước thải trước khi đi vào xử lý

Bể khuấy để điều chỉnh độ pH của nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý kị khí Tại đây, nước hải được điều chỉnh sao cho pH nằm trong khoảng 6,8 - 7,2

Bể kị khí: là bể có tác dụng chủ yếu để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải Hiệu sử lý có thể đạt đến 80 - 90%

Bể hiếu khí: là bể dung để phân huỷ phần còn lại các chất hữu cơ có trong nươc thải sau khi đã phân huỷ kị khí Thường nước thải sau khi đi qua bể phân huỷ kị khí thì các chất hữu cơ trong nước thải chỉ có thể bị phân huỷ tối đa

là 90%

Bể lắng: sau khi phân huỷ hiếu khí thì bùn hoạt tính sinh ra lớn,để tách bùn ra khỏi nước thải thì một hệ thống lắng là cần thiết Sau khi lắng tách bùn hoạt tính, nước thải đạt tiêu chuẩn để thải ra môi trường

 THUYẾT MINH SƠ BỘ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Dòng nước thải từ nhà máy được đưa qua thiết bị lọc rác trước khi thu gom vào

bể gom.Đây là bước loại bỏ tạp vật có lẫn trong nước thải của nhà máy có thể gây ra

sự cố trong quá trình vận hành hệ thống như làm tắc máy bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Từ bể gom, nước thải được vào bể cân bằng và bể khuấy Hệ thống bể cân bằng-

bể khuấy có tác dụng điềt hoà lưu lượng và ổn định độ pH dòng nước thải đưa vào hệ thống kị khí.Điều hoà lưu lượng được thực hiện nhờ có hệ thống bơm từ bể cân bằng sang bể khuấy Ổn định pH được thực hiện bằng hệ thống bổ sung xút và axit và các

mô tơ khuấy Sau khi được ổn định độ pH, nước thải được bơm sang bể kị khí UASB (xử lý kị khí bằng phương pháp dòng chảy ngược) Qúa trình xử lý tại bể kị khí có thể làm sạch được tới 80 - 90% các chất gây ô nhiễm Tại bể kị khí phần lớn các chất hữu

cơ được phân huỷ Sau khi qua bể kị khí thì còn khoảng 10 - 20% cácchất hữu cơ chưa

bị phân huỷ và tiếp tục được phân huỷ tiếp bởi hệ hiếu khí Hệ thống hai máy thổi khí

và các hệ thống phân tán khí được sử dụng để cung cấp khí oxi cho quá trình xử lý

hiếu khí Lượng oxi đua vào trong quá trình hiếu khí phụ thuộc vào lượng oxi hoà tan trong nước (DO) Tại bể lắng bùn, hoạt tính sẽ được lắng xuống đáy bể nhờ tác dụng của trong lực Phần nước trong sẽ chảy tràn sang bể lắng Một phần bùn được đưa quay trở lại bể hiếu khí đầu tiên để bảo đảm lượng vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý hiếu khí Phần bùn dư tách ra được đưa về hệ thống xử lý bùn Bể lắng có thể tích thiết

kế đủ lớn để nước được lưu trong đó vài giờ đtr thời gian cho quá trình lắng Trước khivào bể lắng, nước được bổ sung polymer để tạo kết bong, tăng khả năng lắng Nước sau bể lắng sẽ thoát ra ao sinh học, kết thúc chu trình công nghệ

II.1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI:

Phương pháp xử lý thiếu khí ít được quan tâm do thời gian xử lý kéo dài, chỉ thích hợp vowis những nơi có diện tích ao hồ rộng Phương pháp xử lý hiếu khí ược ápdụng nhiều hơn, chủ yếu là hiếu khí tăng cường (aeroten), có ưu điểm là hiệu xuất xử

lý cao,thời gian xử lý ngắn Nhưng phương pháp xử lý hiếu khí tăng cường có nhược điểm là: kinh phí xử lý cao do phải dung điện cho các máy bơm và máy thổi khí, không có khả năng xử lý nước thải bị ô nhiễm cao, và tạo ra lượng bùn thải khá lớn, tính ổn định của hệ thống thường không cao Phương pháp xử lý kị khí được áp dụng khá rộng rãi, chủ yếu là phương pháp UASB và UASB cải tiến, có ưu điểm vựot trội

so với phương pháp xử lý hiếu khí tăng cường là chi phí thấp, có khả năng xử lý nước thải có mức độ ô nhiễm cao, tạo ít bùn thải.Đây là một trong những ví dụ cho thấy một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu sất chất lượng nước thải trong hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp đệm bùn kị khí dòng chảy ngược có chất mang (UASB) cải tiến

II.1.4 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

1 Đối tượng : dung nước thải thu gom được từ xưởng sản

xuất bia-viện công nghệ thực phẩm Bể chứa thải có dung tích 70m3, xây ngầm dưới đất

2 Phương pháp nghiên cứu : xác định COD bằng phương

pháp K2Cr2O7 (ISO 8245:1987(E)); BOD5 thông qua DO(ISO 8245:1987(E));

TS bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi; SS bằng phương pháp lọc qua giấy lọc và sấy khô đến trọng lượng không đổi; pH bằng máy đo pH Hanna

II.1.5 Kết quả và bàn luận II.1.5.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải sản xuất bia

Để tiến hành khảo sát mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất bia tại xưởng thực nghiệm và chuyển giao công nghệ -viện công nghệ thực phẩm Các mẫu được lấy tại thời điểm khác nhau trong năm Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất bia rất đặc trưng cho sản phẩm thời vụ Ở thời điểm tháng 2, mức

độ ô nhiễm thấp nhất trong năm, điều này phù hợp với thực tế sản xuất, vì có thời gian nghỉ tết nguyên đán và nghỉ bảo dưởng hệ thống, đồng thời tại thời điểm này, thời gianlưu thuỷ lực cũng cao hơn, vi sinh vật kị khí axit hoạt động làm pH giảm xuống.Thời điểm tháng 6 đến tháng 8, thời tiết mùa hè oi bức, nhu cầu tiêu thụ bia hơi tăng, dây chuyền sản xuất bia hoạt động với công suất cao nhất trong năm , nước thải hầu như không lưu trong bể chứa mà được xử lý ngay.Đây cũng là thời điểm nước thải có độ ônhiễm cao nhất trong năm

II.1.5.2 Ảnh hưởng của độ pH đến quá trình xử lý nứoc thải:

Trong xử lý kị khí, giá trị pH của môi trường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động, sinh sản và phát triển của vi sinh vật.Đối với từng nhóm, từng loài vi sinh vật, có một khoảng pH tối ưu Trong xử lý kị khí sinh mêtan thì có 2 nhóm thực hiện: nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình axit hoá làm cho giá trị pH môi trường giảm đi.Khi độ pH xuống thấp thì quá trình axit hoá chậm lại; nhóm thứ 2 thực hiện quá trình mêtan hoá phát triển tốt ở giá trị pH gần trung tính hoặc trung tính Kết quả là pH

là một trong những yếu tố quan trọng để quyết định đến những quá trình xử lý nước thải với pH=7, hiệu suất xử lý đạt giá trị cao nhất (88,3%) Hiệu suất xử lý thấp nhất khi pH=6 (63,8%).Ở pH kiềm tính, vi sinh vật ít chịu ảnh hưởng hơn so với pH axit Ở giá trị pH axit, VSV hoạt động kém hiệu quả hơn do các VSV sinh axit bị ức chế mạnhhơn trong môi trường axit so với trong môi trường kiềm và ở giá trị kiềm nhẹ, nhóm vikhuẩn sinh mêtan cũng ít bị ảnh hưởng hơn so với ở giá trị pH axit

II.1.5.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sử lý nước thải:

Xử lý nước thải trong điều kiện kị khí do quần thể VSV hoạt động, mỗi chủng nhóm VSV sẽ sinh trưởng và phát triển ở miền nhiệt độ thích hợp Nhiệt độ tối ưu cho quần thể VSV sinh mêtan là khoảng 35 - 55oC, dưới 10oC, các chủng này hoạt động rấtkém Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xử lý được thực hiện trên hệ

thống xử lý nước thải 25m3/ngày đêm Viêc điều chỉnh chính xác nhiệt độ là rất khó khăn.Vì vậy đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ theo 2 khoảng nhiệt độ đặc trưng cho 2 mùa: mùa hè và mùa đông Kết quả cho thấy: mùa hè với nhiệt độ cao các VSV hoạt động mạnh hơn do đó quá trình xử lý cũng tốt hơn Về mùa đông, nhiệt độ giảm xuống thấp, các VSV bị ức chế hoạt động do đó hiệu suất xử lý thấp (78,3%) hơn nhiều so với mùa hè (92,8%) Như vậy trong hệ thống xử lý nước thải công suất lớn, có thể tận dụng khí mêtan để gia nhiệt dòng nước thải đầu vào, làm tăng nhiệt độ môi trường vào mùa đông, hiệu quả xử lý của hệ thống cũng tốt hơn, trong khoảng nhiệt độ 40 - 55oC, hiệu quả xử lý sẽ cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ thườn

II.1.5.4 Ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đến quá trình xử lý nước thải

Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đến quá trình xử lý nước thải có

ý nghĩa rất quan trọng nhằm xác định được khả năng xử lý của hệ thống Kết quả: khi hàm lượng chất hữu cơ tăng cao thì hiệu suất xử lý cũng tăng theo.Đối với nước thải

có độ ô nhiễm COD khoảng 7000-5000mg/l thì hiệu suất xử lý đạt gần 90%, và hiệu suất xử lý giảm dần khi COD đầu vào giảm dần

II.1.5.5 Ảnh hưởng của thời gian lưu thuỷ lực đến quá trình xử lý nước thải

Thời gian lưu thuỷ lực là một trong những yếu tố quan trọng quýêt định tớihiệu suất xử lý của hệ thống Nếu thời gian lưu thuỷ lực ngắn, hiệu suất xử lý sẽ thấp và ngược lại Tuy nhiên nếu kéo dài thời gian xử lý thì chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống sẽ lớn Kết quả cho thấy thơig gian xử lý cang lâu thì hiệu suất xử lý càng cao

II.1.5.6 Ảnh hưởng của Cloramin B và nước Jave đến quá trình xử lý nước thải

Trong ngành chế biến thực phẩm nói chung và ngành sản xuất bia nói

riêng,thường phải sử dụng một số chất sát trùng để vô trùng các dụng cụ, nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Trong sản xuất bia, thường dung NaOH , Cloramin B

và nước Javen để tẩy trùng.Đối với các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, các chất sát trùng có ảnh hưởng không tốt đến hoạt động của VSV và do đó làm giảm hiệu suất xử lý Kết quả của quá trình nghiên cứu cho thấy nồng độ

Cloramin B tỉ lệ thuận với hiệu suất xử lý Nồng độ Cloramin B từ, 01 - 0,02mg/l cho hiệu quả xử lý thấp, nhưng có thể chấp nhận được Khi nồng độ tăng lên ỳư 0,03 -0,04mg/l thì hiệu suất giảm đi nhiều Khi nồng độ Cloramin B tăng lên đến 0,05mg/l

thì hiệu suất không giảm mà còn tăng nhẹ các chỉ tiêu.Điều đó có thể giải thích là do khi nồng độ Cloramin B trong nước thải đạt 0,05mg/l thì các VSV trong hệ thống xử

lý nước thải bị ức chế hoàn toàn, thối rữa tạo thành dạng keo trong nước làm cho COD

và SS tăng lên Như vậy không ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống thì nồng

độ Cloramin B không nên vượt quá 0,02mg/l Javen có tính sát trùng rất mạnh, mạnh hơn khoảng 10 lần so với Cloramin B Do đó để không ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý nước thải cần phải loại bỏ Javen ra khỏi hệ thống Trong trường hợp không loại bỏ được hết thì nồng độ tối đa cho phép là 0,001mg/l

II.1.6 KẾT QUẢ:

Nước thải của ngành sản xuất bia gây ô nhễm môi trường nghiêm trọng, cần phải được xử lý trước khi thải ra môi trường.Có thể xử lý loại nước thải này bằng phương pháp sinh học, đặc biệt là phương pháp kị khí Trong hệ thống UASB cải tiến(có chất mang), điều kiện tốt nhất cho hệ thống là độ pH=7, nhiệt độ từ 35-45oC, thời gian lưu

6 giờ, mức độ ô nhiễm càng cao thì hiệu suất xử lý càng cao, với

COD=7200mg/l;BOD5=4500mg/l; TS=6000mg/l; SS=3170mg/l thì hiệu suất có thể đạt 90% Các chất sát trùng có ảnh hưởng mạnh tới hiệu suất xử lý của hệ thống, đặc biệt là Javen

II.2 PHAN THỊ THANH H ẰNG:

Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, môi trường sống của con người ngày càng bị đe doạ nghiêm trọng Các chất thải từ các nhà may, xí nghiệp…đã phá vỡ tầng ozon, làm ô nhiễm nguồn nước , làm mất cân bằng sinh thái trên trái đất Đặc biệt là nguồn nước và không khí ngày càng ô nhiễm, trong khi nhu cầu về nguồn nước sạch cho cuộc sống cùa con người ngày càng tăng lên Vì vậy việc xử lí nguồn nước thải đang là vấn đề cấp bách Và nguồn nước thải trong ngành sản xuất thực phẩm ở nước ta cũng đang cần được xử lí kịp thời

Thực trạng nước thải ngành sản xuất thực phẩm:

Hiện nay nước thải ngành sản xuất thực phẩm đang là vấn đề đáng quan tâm Lượng nước thải ngành sản xuất thải ra ngày một nhiều, nhưng việc xử lí nguồn nước thải ra vẫn chưa được giải quyết tốt, và lượng nước thải đó đã làm ô nhiễm môi trườngnước, môi trường sinh thai và sinh hoạt của con người Điển hình là trong công nghệ sản xuất bia:

*Công ty Cổ phần bia Hà Nội - Quảng Bình (Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội) trước đây là Công ty bia rượu Quảng Bình đi vào sản xuất từ năm

1992, được xây dựng trên địa bàn tiểu khu 13, phường Bắc Lý, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình với tổng diện tích là 22.000m2 Lưu lượng nước thải của nhà máy là 6.300m3/tháng được xả vào hồ chứa ngay trước mặt công ty, bên đường quốc lộ 1A

Vì trong nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao nên bốc mùi hôi gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng nặng nề đến đời sống của hàng chục hộ dân thuộc xã Lộc Ninh và tiểu khu 13, tiểu khu 14 phường Bắc Lý, TP.Đồng Hới xung quanh khu vực nhà máy bia Ông Nguyễn Dinh Dưỡng, thôn Lộc Đại, xã Lộc Ninh, TP.Đồng Hới (bên cạnh nhà máy bia) cho biết: “Tình trạng ô nhiễm này đã kéo dài nhiều năm, mùi hôi từ hồ chứa nước thải của nhà máy bia bốc lên thật kinh khủng Chúng tôi chịu lâu thành quen còn người qua đường thì bịt mũi và chạy thật nhanh Trước đây có khi nước thải tràn hồ chảy cả vào nhiều nhà dân bên cạnh Khi trời mưa, mùi hôi bốc lên cả vùng không chịu nổi”

vietnamnet.vn/xahoi/2007/04/686891/ - 22k - Similar pages

* Nhà máy bia Sài Gòn 31 năm gây ô nhiễm: Công ty được đã duy trì sản xuất

từ năm 1977 Từ đó đến nay, nhà máy vẫn chưa có hệ thống xử lý nước thải và khí thải Toàn bộ nước thải và khí thải được thải trực tiếp ra cống thoát nước thải của khu dân cư Còn kết quả phân tích nước thải phát sinh từ xưởng lên men (lấy tại hố ga gần cổng số 2) có COD và BOD5 vượt tiêu chuẩn khoảng 3 lần, SS vượt gần 1 lần Cá biệtchất coliforms vượt tiêu chuẩn cho phép lên đến 18.600 lần Tại xưởng nấu, nước thải phát sinh có nồng độ COD và BOD5 vượt tiêu chuẩn lên đến hơn 9 lần, coliforms vượthơn 8 lần và SS là hơn 3 lần Riêng về khí thải, theo kết quả phân tích chất lượng không khí ngày 4-9-2008 do Phòng thí nghiệm công nghệ môi trường, Viện Môi trường và Tài nguyên thực hiện, khí thải của Nhà máy Bia Sài Gòn cũng không đạt tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ Khí thải phát sinh từ lò hơi số 1 có SO2: 2.035 mg/m³ cao hơn tiêu chuẩn cho phép là 1.500mg/m³; bụi: 418 mg/m³ (tiêu chuẩn 400 mg/m³) Còn tại lò hơi số 4 thì lượng SO2: 2.322 mg/m³ và bụi:

402 mg/m³

((www.baovietnam.vn/xa-hoi/105069/18/Nha-may-Bia-Sai-Gon-31-nam-gay-o-

Để hiểu rõ hơn về chất lượng nước thải và phương pháp xử lí nước thải của ngành sản xuất bia thì ta đi vào tìm hiểu qui trình sản xúât bia

II.2.1.Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất bia:

a Thành phần bia:

Gồm có 80-90% nước; 1,5-7% cồn; 3-10% chất hòa tan; 0,3-0,4%CO2 Chất hòa tan chủ yếu là hydratcacbon (dextrin, malltoza, glucoza ), các protein và sản phẩm thủy phân của nó (albuloza, pepton, các acid amin)

b Nguyên liệu chính:

Đại mạch; nguyên liệu thay thế như gạo , lúa mì, ngô, ;hoa Houblon; men và

nước.Nước: là nguyên liệu sản xuất bia, có vai trò quan trọng và có ảnh hưởng lớn đếnchất lượng của bia đặc biệt là hương vị Nước dùng trong sản xuất bia là nước mềm, không chứa Fe, và nước phải được khử trùng trước khi đưa vào nấu , đường hóa

II.2 2 Quy trình sản xuất bia:

Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất bia

* Các thông số kỹ thuật của malt dùng sản xuất bia

Các chỉ tiêu kỹ thuật Giá trị phải đạt được

Màu sắc Malt vàng phải có màu vàng rơm ,sáng Malt đen phải

có màu hơi sẫm hơn,kích thước và hình dạng phải gần giống như hạt đại mạch không biến dạng màu vỏ sángMùi Malt phải có mùi đặc trưng (giống như mùi rạ tươi)

không có mùi mốc,chua ,úng hoặc xuất hiên mùi lạ…

Vị Nhai thử có vị ngọt nhẹ, không có vị đắng khó chịu

Độ tinh khiết Không lẫn tạp chất sạn,rơm rác,tạp chất lạ Nếu có thì

mức độ cho phép phải nhỏ hon 1%

Độ cứng Hạt cần phải xốp,dòn, không chai cứng

Độ thủy tinh Hạt xốp, không cá độ thủy tinh lớp ngoài hay tâm hạt

Khả năng nảy mầm không còn nảy mầm trong điều kiện vô trùng,nếu co

1thi mức độ cho phép nhỏ hơn 5%

Độ ẩm Nhỏ hơn 5%, vì nếu độ ẩm quá lớn thì xảy ra không

mịn và dính vào rulo làm hư máy móc thiết bị

Chỉ tiêu qua màng rây 90% trên sàng có sẵn kích thước lỗ 2,5mm, 99% trên

sàng có kích thước lỗ 2,2mmTrọng lượng hạt Xấp xỉ từ (40-45)g/1000 hạt

Dung trọng Từ ( 500-530)g/lít

Hoạt lực của malt Từ (280-350) độ Windish Kolbach

Tỉ lệ nghiền mịn /thô Khoảng 2,5

Thời gian đường hóa Khoảng từ (10-20) phút ở điều kiện 70*C

Thành phần hóa học tính theo % chất khô

* Các chỉ tiêu hóa lý của nước dùng trong công nghệ sản xuất bia

Màu sắc Sạch,trong,sáng, có ít chất nữu cơ,nitrat, nitric, không

có amoniacMùi Không chúc chất gây mùi như sunfuahydro, khí Clo,

amoniac và phải tinh khiết, không màu

Vị Tuyệt đối không có vị lạ, nhất là vị mặn hàm lượng

NaCl có trong nước cho phép 80-100mg/lit

Hàm lượng chất khô Đó là hàm lượng các chất cặn còn lại sau khi đun bốc

hơi cạn hết nước và sấy khô ở 105*C đến khối lượng không đổi Nước uống bình thường hàm lượng chất khô khoảng 1000mg/lít Nước sử dụng cho sản xuất bia cho phép thải<600mg/lít

Hàm lượng các kim loại

nặng

Tuyệt đối không có

* Tiêu chuẩn của hoa houblon dùng để nấu bia:

Các tiêu chuẩn Hàm lượng(% tính theo chất khô)

Trong công nghệ sản xuất bia, nước được dùng vào các mục đích:

-Làm nguyên liệu pha trộn theo tỉ lệ nhất định để nghiền ướt malt và gạo và bổ sung tiếp trong quá trình nấu – đường hóa

-Sản xuất hơi nước dùng cho quá trình nấu – đường hóa, nấu hoa, thanh trùng

-Một lượng nước lớn dùng trong quá trình rửa chai, lon, thiết bị máy móc và sàn thao

là năng lượng cung cấp cho máy bơm để bơm nước thải từ công trình đơn vị này đến công trình đơn vị khác hoặc để bơm tuần hoàn nước thải

        Hệ thống xử lý kỵ khí là một hệ thống sản sinh ra năng lượng, vì trong quá trìnhphân hủy kỵ khí những hợp chất hữu cơ bị phân hủy sẽ chuyển thành khí methane Mức độ sinh khí methane phụ thuộc vào tốc độ phân hủy COD đầu vào

        Sự hình thành bùn trong quá trình xử lý kỵ khí thì thấp hơn nhiều bùn được tạo

ra trong quá trình hiếu khí, dẫn đến việc giảm chi phí xử lý bùn thải Lượng bùn thải trong quá trình xử lý kỵ khí còn được giảm thấp nếu giảm nồng độ phốtphát trong nước thải Lượng bùn kỵ khí này dễ ổn định hơn và quá trình khử nước thực hiện cũng

dễ hơn so với bùn hiếu khí

        Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống xử lý kỵ khí thấp hơn hệ thống xử

lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí

        Có khả năng chịu được tải trọng cao: những hệ thống kỵ khí hiện nay có thể xử

lý với hiệu suất từ 85-90% COD với tải trọng hữu cơ đầu vào khoảng 30g

COD/L/ngày ở 30oC và 50g COD/L/ngày ở nhiệt độ 40oC với nước thải với nồng độ chất hữu cơ trung bình Đối với những nước thải có thành phần phức tạp khác (không tan, khó phân huỷ sinh học, có độc tính v.v.), tải trọng hữu cơ có thể giảm hơn nhưng vẫn cao hơn nhiều so với hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí

        Một ưu điểm khác của hệ thống kị khí là bùn kỵ khí có thể bảo quản trong một thời gian dài (hơn 1 năm) mà không cần nuôi dưỡng bằng dưỡng chất Hoạt tính của bùn vẫn giữ nguyên khi bùn được giữ ở nhiệt độ nhỏ hơn 15oC Do đó, có thể sử dụng lượng bùn dư của hệ thống này làm nhân cho hệ thống khác và giảm thời gian vận hành hệ thống

        Vốn đầu tư để xây dựng hệ thống xử lý kỵ khí không nhiều, diện tích sử dụng cho hệ thống nhỏ, và thời gian sử dụng dài hơn hệ thống hiếu khí là những ưu điểm nổi bậc của hệ thống kỵ khí

Bên cạnh những ưu điểm, hệ thống xử lý kỵ khí còn một số khuyết điểm như sau:

        Vi khuẩn tạo khí mêtan có độ nhạy cao với một số chất hóa học nhất định, ví dụnhững chất hydrocarbon có nguồn gốc halogen, một số hợp chất hữu cơ có Nitơ, CN-

và ion tự do của kim loại nặng Trong một số trường hợp những chất này biểu thị độc

tính, hoặc làm cản trở sự sinh trưởng, phát triển của những vi khuẩn tạo khí mêtan Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy rằng những vi khuẩn kỵ khí có thể thíchnghi một số chất hóa học và có thể phân hủy chúng.

        Giai đoạn khởi động của hệ thống kỵ khí thường mất nhiều thời gian (6-12 tuần) bởi vì sự tăng trưởng chậm của vi khuẩn kỵ khí

        Khi xử lý nước thải có hợp chất chứa sunfur, quá trình xử lý kỵ khí thường tạo thành khí H2S với mùi hôi khó chịu Lượng khí này có thể thải ra môi trường cùng dòng thải với những hệ thống xử lý kị khí có thiết kế chưa đạt Đối với những hệ thống

xử lý kỵ khí hoàn chỉnh, luôn kèm theo hệ thống thu hồi khí sinh học, và xử lý khí H2Strong dòng thải

        Bản chất hóa học và vi sinh học của qúa trình phân hủy kỵ khí rất phức tạp Do

đó, còn thiếu những chuyên gia có khả năng thiết kế và vận hành hệ thống một cách cóhiệu quả nên có nhiều hệ thống đã xây dựng nhưng hiệu suất xử lý thấp

Hầu hết tất cả các dạng nước thải công nghiệp, với nồng độ chất độc hại không quá cao, thì hệ thống xử lý kỵ khí đều có thể sử dụng để xử lý Những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng hệ thống kỵ khí có thể hoạt động tốt  trong điều kiện nước thải có nồng

độ rất thấp (COD < 100 mg/L), ngay ở cả những nhiệt độ rất thấp (psychrophilic) (<4oC) hay ở điều kiện nhiệt độ cao (thermophilic), với nhiều loại nước thải khác nhau như nước thải giấy, nước thải dệt nhuộm, nước thải cao su v.v…

Hệ thống còn có hiệu suất xử lý cao đối với nước thải sinh hoạt và nước thải từ các cống rãnh, với nhiều nhà máy hoàn chỉnh đã được lắp đặt tại vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và ở vùng vỉ độ trung bình (Ấn Độ, Trung Quốc, Colômbia, Brazin v.v… )

Hệ thống xử lý kỵ khí còn được áp dụng để xử lý bùn (ví dụ như bùn cống rãnh và phân thú vật): quá trình phân hủy kỵ khí đã áp dụng để ổn định bùn cống rãnh, phân thú vật và sản sinh năng lượng

II.2.2.2 Hệ thống xử lý kỵ khí tốc độ cao

        Khác với hệ thống xử lý hiếu khí, trong hệ thống xử lý kỵ khí  tải trọng tối đa cho phép không tuỳ thuộc vào khả năng cung cấp khí của hệ thống mà phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

        Khả năng lưu giữ lượng bùn hoạt tính trong hệ thống khi hệ thống vận hành Nếu hệ thống có khả năng giữ được lượng bùn càng nhiều thì hệ thống có thể chịu

được tải trọng càng lớn Vì thế cần thiết phải hình thành các hạt bùn có khả năng lắng cao, khó bị trôi ra ngoài hệ thống.

Đủ thời gian tiếp xúc giữa bùn và nước thải;

        Tốc độ các phản ứng cao và các cơ chất có khả năng đi vào sâu trong bùn  nơi

có mật độ vi sinh cao;

        Bùn hoạt tính có đủ thời gian thích nghi với các đặc tính của loại nước thải mà

nó xử lý;

        Môi trường thích hợp để vi sinh vật trong hệ thống có khả năng phát triển tốt

Từ khi hình hành, hệ thống xử lý kỵ khí đã có nhiều dạng khác nhau như lọc kỵ khí với dòng nước thải đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Filter-UAF), hệ thống màng lọc

cố định với dòng từ trên xuống (Dowflow Stationary Fixed Film- DSFF), hệ thống xử

lý kỵ khí với dòng hướng lên qua một lớp bùn (Upflow Anaerobic Sludge Bed-

UASB), hệ thống sử dụng lớp bùn động (Anaerobic Fluidized Bed- AFB) v.v… Tuy

có nhiều ưu điểm, nhưng những hệ thống xử lý kỵ khí này vẫn liên tục cải tiến để giảmthời gian lưu nước trong hệ thống và gia tăng tốc độ xử lý Vào năm 1983,  hệ thống

xử lý tốc độ cao với lớp bùn hạt mở rộng (Expanded Granular Sludge Bed- EGSB) được hình thành bởi giáo sư Lettinga và các cộng sự của ông Lý do để hệ thống xử lý

kỵ khí tốc độ cao được nghiên cứu và áp dụng trong thực tế là:

Giảm được vốn đầu tư khi xây dựng hệ thống: với tốc độ xử lý cao  sẽ làm giảm kích thước của công trình khi  phải xử lý một lưu lượng thải nhất định;

Giảm diện tích để xây dựng của hệ thống, phù hợp với những nhà máy có mặt bằng nhỏ;

Hệ thống có độ ổn định cao ngay cả với những điều kiện hoạt động không thuận lợi

 Mô hình phòng thí nghiệm của hệ thống xử lý kỵ khí tốc độ cao được minh họa trong Hình 1 Trong mô hình ta thấy, dòng nước thải đi vào hệ thống theo chiều từ dưới lên, qua một lớp bùn hạt mở rộng, chứa những vi sinh vật kỵ khí để phân huỷ chất hữu cơ chứa trong bùn thải Với việc bơm trở lại một phần dòng ra (11), làm tốc độ dòng lên của hệ thống có thể đạt trên 6 m/h, cao hơn nhiều so với tốc độ dòng lên từ 0.5 đến 1.5m/h thường được áp dụng cho hệ thống UASB.  Sự thay đổi này đem lại sự tiếp xúc tốthơn giữa nước thải và quần thể vi sinh vật chứa trong lớp bùn hạt và làm các chất hữu

cơ có thể thấm sâu vào lớp bùn hạt mà không cần sự xáo trộn cơ học Do tốc độ dòng

lên cao có thể làm gia tăng sự rửa trôi bùn từ hệ thống Sự rửa trôi bùn có thể ngăn ngừa bằng chụp thu khí đặt ở đầu của hệ thống Chụp thu khí hoạt động như một thiết

bị phân tách 3 pha: rắn, lỏng, và khí Đây là một phần quan trọng của hệ thống EGSB

Nó giúp cho hệ thống thu hồi được khí sinh học tạo ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ, ngăn ngừa bùn hạt trào ra ngoài hệ thống và giảm chất rắn lơ lửng trong dòng

ra sau xử lý

 

       

  II.2.2 3 Ứng dụng của hệ thống xử lý kỵ khí tốc độ cao trong xử lý nước thải

Hệ thống xử lý kỵ khí EGSB có thể được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ ô

nhiễm hữu cơ thấp (COD < 1000mg/L), và nhiệt độ nước thải thấp ( từ 8- 12oC) với hiệu suất xử lý khá cao (>90%) Kết quả xử lý của hệ thống  EGSB với nước thải chứaacid béo bay hơi (Volatile Fatty Acid- VFA), đường, nước thải bia, mạch nha ở các điều kiện hoạt động khác nhau được trình bày trong Bảng 1

Bảng 1: Kết quả xử lý nước thải của mô hình EGSB ở điều kiện nhiệt độ thấp

 

tích

mô hình

xử lý (L)

Nồng độ COD đầu vào (g/L)

Tải trọng hữu cơ (kgCOD/m3/ngày)

Nhiệt

độ (oC)

Thời gian lưu  (giờ)

Hiệu suất xử

lý COD (%)

lý khá cao khi xử lý cơ chất VFA (90%)

Hệ thống EGSB còn được sử dụng để xử lý nước thải chứa ethanol ở nồng độ thấp Điều kiện vận hành và hiệu suất xử lý của mô hình được trình bày trong Bảng 2

 

Bảng 2 Điều kiện vận hành và hiệu suất xử lý của hệ thống EGSB với nước thải chứa

Tải trọng hữu cơ (kgCOD/m3/ngày)

Thời gian lưu nước (giờ)

Tải trọng bùn (g COD/gVSS.ngày)

Hiệu suất xử

lý COD(%)

 Dựa vào Bảng 3, ta nhận thấy rằng với nồng độ nước thải đầu vào khá thấp (154- 641

mg COD/L), thời gian lưu nước ngắn (0.5-1.9 giờ), thì hiệu suất xử lý của mô hình đạt trị số khá cao (89-97%) ứng với tải trọng hữu cơ ở mức trung bình (4,7-8,1

kgCOD/m3.day) Ở những tải trọng hữu cơ cao hơn thì hiệu suất xử lý giảm đi rõ rệt (chỉ còn từ 73-76%)

        Mô hình EGSB còn có nhiều hứa hẹn trong xử lý nước thải dệt nhuộm (Lãng, 2001) Với thời gian lưu khá ngắn, tải trọng hữu cơ khá cao nhưng hiệu suất xử lý COD và thuốc nhuộm khá cao và ổn định (85-95%) (Bảng 3)

Tải trọng hữu cơ Hiệu suất (%)

(ngày) (mg/L) (giờ) (kg CODm

độ cao là một công nghệ mới, đã áp dụng thành công với qui mô trong phòng thí nghiệm tại nước ta, với các loại nước thải và nhiệt  độ khác nhau Nó làm tăng tải lượng xử lý của hệ thống, giảm diện tích mặt bằng để xây dựng và giảm chi phí xây dựng, vận hành hệ thống Để áp dụng vào thực tế, cần tiến hành những mô hình với qui mô pilot, tiến đến xây dựng những hệ thống xử lý qui mô nhỏ, trên cơ sở đó, rút ra những kinh nghiệm thiết kế, xây dựng, và vận hành hệ thống, để biến hệ thống xử lý này thành hiện thực tại nước ta

www.dostbinhdinh.org.vn/HNKH7/T_luan52.htm - 119k - Similar pages

II.2.3.THIẾT BỊ CHỐNG LÀM BẨN NGUỒN NƯỚC

II.2.3.1.Hệ thống IHI – UASB

II.2.3.1.1 Khái quát

Thời đại ngày nay người ta luôn đòi hỏi có được những hệ thống xử lý nước thải có độ tin cậy cao, bất kể là nước phương Đông hay phương Tây

Đồng thời, tiêu chuẩn để lựa chọn hệ thống cũng ngày càng trở nên quan trọng

Nghĩa là người ta đặt trọng tâm đánh giá vào việc hệ thống xử lý có thể giảm được baonhiêu lượng bùn thừa phát sinh, lượng năng lượng tiêu hao và diện tích lắp đặt, hơn nữa, nếu đó lại là một hệ thống có thể thu hồi được năng lượng thì sẽ không phải là quá khi nói rằng đó là một hệ thống mà bất kỳ ai cũng mong muốn

Công ty PAQUES của Hà Lan, vốn là công ty liên kết với công ty chúng tôi trước đây,

từ đầu những năm 1980 đã sản xuất và bán hệ thống xử lý nước thải có sử dụng vi sinhvật yếm khí mang tên Phương pháp UASB với tư cách là một công nghệ có thể thỏa mãn được các yêu cầu nêu trên, và hiện nay công ty này với tư cách là nhà chế tạo hàng đầu thế giới đã sản xuất được trên 130 hệ thống

II.2.3.1.2 Nguyên nhân thành công của phương pháp UASB

Mấu chốt của thành công là ở chỗ thông qua nhiều nghiên cứu cơ sở ứng dụng, nhà sản xuất đã kết luận được rằng "nếu thật chú ý đến điều kiện của quy trình khi điềukhiển hệ thống thì vi sinh vật yếm khí có thể loại bỏ với hiệu suất cao chất hữu cơ trong nước thải công nghiệp", và ở chỗ "công nghệ hình thành vi hạt" cũng đã được xác lập

Nhờ sự hình thành của vi hạt là nơi tập trung các vi sinh vật yếm khí, ta có thể duy trì nhiều vi sinh vật trong bể phản ứng, từ đây đã mở ra con đườngứng dụng cho nhiều loại nước thải

II.2.3.1.3 Hê thống IHI –UASB

Sinh sản và duy trì (nhóm) vi sinh vật yếm khí trong bể phản ứng dòng hướng lên trên, điều chỉnh các điều kiện tối ưu

Nhóm vi sinh vật yếm khí (vi hạt) trong bể phản ứng UASB sẽ phân giải chất hữu cơ trong nước thải thành mê-tan có giá trị năng lượng cao (70~80%), khí a-xít các-bon (20~30%), và một lượng nhỏ (1~5%) bùn bẩn sinh sản ra

Do hầu hết khí sinh học không hòa tan trong nước, nên nó sẽ được đưa ra ngoài

hệ thống nhờ thiết bị phân ly/ thu gom có tên gọi Setla được lắp ở phần đỉnh của bể phản ứng

Phương pháp đưa nước thải vào, phương pháp phân ly khí sinh học/ nước xử lý/

vi hạt nổi là đặc biệt quan trọng, ảnh hưởng đến tính năng của phản ứng, do đó bể phản ứng UHI-UASB có thể nói là bể phản ứng "kết hợp tốt nhất giữa phần mềm và phần cứng" với sự kết hợp giữa:

Thiết bị cấp nước và phân phối tính năng cao đơn giản, không gây sự cố

Setla có tính năng phân ly cao và không bị ăn mòn

II.2.3.1.4 Lĩnh vực áp dụng

Trên toàn thế giới, ngành công nghiệp thực phẩm là ngành có nhu cầu cao trong việc ứng dụng công nghệ xử lý yếm khí, đặc biệt, ngành sản xuất bia, ngành chế biến khoai tây là những ngành ngay từ đầu đã trở thành những ngành trọng tâm được phổ biến công nghệ này

Ngoài ra, ngay cả trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy, gần đây là ngành dệt, hóa chất và công nghiệp dược phẩm cũng sử dụng rộng rãi công nghệ này

Có thể tóm tắt về thành tích của công ty Paques, trong đó bao gồm cả thành tích của công ty chúng tôi, và dung lượng lũy kế của bể phản ứng UASB theo loại nước thải như sau

II.2.3.1.5 Để sử dụng xử lý yếm khí

Quy trình hê thống IHI-UASB là phương pháp loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải với lượng lớn, nhanh và hiệu suất cao, tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này cần xem xét các điều kiện sau: nhiệt độ nước xử lý 20~40oC, có thể xử lý nước thải

BOD600~150,000mg/l với tỷ lệ loại bỏ 80~≥95%, lượng thải dung tích BOD

5~20kg/(m3/ngày)

(1) khí sinh học

(2) nước chảy ra

(3) mặt tiếp xúc giữa khí và chất lỏng

(4) nước chảy vào

(5) khí sinh học được tạo thành

(6) vi hạt

(7) Chú thích

1 bùn đọng

2 Setla

(8) Cấu tạo của bể phản ứng hê thống IHI-UASB

(9) Quy trình hoạt động của hệ thống UASB

(10) bể lên men a-xít lac-tic

(11) thiết bị rót hóa chất

(12) thiết bị đốt khí

(13) bể nước xử lý

(14) bể nước ban đầu

(15) bể phản ứng UASB

(16) bể trữ vi hạt

-Bể nước ban đầu:trộn lẫn nước ban đầu và nước xử lý vào nhau, tiến hành pha loãng

và điều chỉnh pH

-Bể phản ứng UASB:với hoạt động của vi sinh vật yếm khí (vi hạt), phân giải chất hữu

cơ, làm phát sinh khí sinh học

-Bể nước xử lý:trữ nước xử lý UASB, chuyển đến thiết bị xử lý ưa khí sẵn có

-T hiết bị đốt khí:xử lý thiêu hủy khí sinh học phát sinh

- Bể trữ vi hạt:trữ các vi hạt được tạo them

Thiết bị rót hóa chất:bình thường không sử dụng, nhưng khi pH trong bể nước ban đầu

xử lý

Về cấu tạo, thiết bị này gần giống với thiết bị lọc dạng trọng lực, nước ban đầu chảy vào từ phần trên của bể xử lý có trám vật thể trung gian dạng hạt chuyển hóa thành nước xử lý và được đưa ra ngoài từ phần dưới của bể Tuy nhiên, nhờ có tán khí từ phần dưới của bể mà trong bể sẽ hình thành sự pha trộn giữa khí và chất lỏng, khi nước ban đầu đi qua tầng vật thể trung gian dạng hạt, ô-xy được hòa tan, nhờ các vi sinh vật dính vào bề mặt của vật thể trung gian, quá trình phân giải ô-xy hóa trong chấthữu cơ và quá trình ni-tở-rát hóa a-mô-ni-ắc được thực hiện với hiệu suất cao

(3) Do duy trì một lượng lớn vi sinh vật trong tầng trám, đồng thời vì được lọc bởi vật thể trung gian dạng hạt có dính vi sinh vật nên khi có biến động về lượng tải thì chất lượng nước xử lý vẫn ổn định.

(1) ống thông khí, dịch và khí chính

(2) ống nước thải

(3) ống lấy nước chính

(4) vòi chảy vào

(5) vòi chảy vào

phương thức xử lý bằng cách duy trì vật thể ngưng kết dạng hạt (vi hạt) cấu tạo bởi nhóm các vi sinh vật lên men mê-tan ở trạng thái lưu động Ngoài ra, nhờ việc nâng cao chức năng phân ly khí phát sinh trong thiết bị, lượng bùn vi hạt được duy trì tăng lên, có thể xử lý ở lượng tải dung tích cao trên 30kg-CODCr/m3/ngày So với phương thức xử lý UASB cũ, công suất xử lý cao hơn gấp 2~3 lần, so với phương thức xử lý yếm khí kiểu sàn cố định gần đây cao hơn 2~6 lần Tỷ lệ phân ly, loại bỏ chất hữu cơ cao- 85~95%, về mặt cấu tạo, máy móc thiết bị ít, vận hành quản lý đơn giản.

II.2.3.3.2 Tính năng, đặc tính

Nước thải từ sản xuất bia Nước thải từ sản xuất đồ

uống tinh khiếtĐiều

30~4018~2435

Chất

nước

nước ban đầu

nước xử lý nước ban

6.590006000300

7.4800(91%)300(95%)300

5.0100006000800

7.4800(92%)300(95%)300

II.2.3.3.3 Đặc điểm

(1) Do có thể xử lý lượng tải dung tích cao nên diện tích lắp đặt nhỏ Ngoài ra, đây

cò là một thiết bị tiết kiệm năng lượng, không sử dụng động lực lớn, sử dụng hiệu quả khí phát sinh

(2) So với thiết bị xử lý sinh vật ưa khí, lượng bùn thừ phát sinh chỉ bằng dưới 1/10, tiết kiệm được chi phí xử lý bùn

(3) Do trong bể lên men không có cá thiết bị phụ thêm như vật liệu trám, nên

không xảy ra sự cố do tắc, việc quản lý duy trì dễ dàng

(4) Do độ hoạt tính của khuẩn mê-tan trong bể lên men ổn định nên khi có biến động lượng tải trong nước thải chảy vào thì quá trình xử lý vẫn ổn định

www.vacne.org.vn/CNMT NHAT BAN/page 216-223 IHI.doc - -)

II.2.3.4.Hướng dẫn SẢN XUẤT SẠCH HƠN trong ngành bia: Cơ hội SXSH tại

khu vực lên men, hoàn thiện sản phẩm Thu hồi nấm men

     Nấm men dư có hàm lượng chất hữu cơ cao, cần được thu hồi càng triệt để càng tốt

để tránh COD cao trong hệ nước thải COD của nấm men bia là 180.000-220.000 mg/l.Nếu nấm men được thu hồi triệt để không cho xả vào dòng thải nó đã góp phần làm giảm 360-880 g COD/hl bia Nấm men bia có thể được sử dụng bằng nhiều cách: Bán cho người chăn nuôi lợn, vì nó chứa nhiều vitamin, protein, chất khoáng, cacbohydrat, chất béo; Sấy khô để làm thực phẩm

     Việc thu hồi nấm men cần đầu tư các thiết bị như máy ly tâm, tank chứa, đường ống, bơm Kinh nghiệm của Công ty Liên hợp thực phẩm Hà Tây cho thấy: Khi tách nấm men từ đáy tank, chúng thường rơi vãi ra sàn nhà, dẫn đến các chi phí nước rửa sàn, hóa chất vệ sinh nền nhà, tăng tải lượng dòng thải Năm 2000 công ty đã lắp đặt thiết bị thu hồi men, kết quả đã triệt để rút được men khỏi tank và không rơi vãi ra nền nhà, giảm 30 m3 nước rửa sàn và các hóa chất, nhân công, giảm tải COD khoảng 74 kg/ngày Chi phí đầu tư: 2.100 USD Thời gian hoàn vốn : 6 tháng

Thu hồi bia tổn thất theo nấm men

     Trong nấm men bia có chứa lẫn bia Lượng bia hao phí theo nấm men khoảng 2% Bia cần được thu hồi bằng các cách sau: Ly tâm; Lọc ngang; Lọc ép khung bản Bia thu hồi có thể đưa vào nồi nấu, hoặc thanh trùng và đưa vào tank lên men Một nhàmáy bia ở châu Âu có công suất 100 triệu lít/năm đã áp dụng lắp thiết bị ly tâm men

1-Để giảm lượng men thải vào hệ thống nước thải và giảm lượng bia hao phí họ đã tính toán như sau: Lắp đặt thêm thiết bị 2 tank 50 hl chứa men sau ly tâm;1 máy ly tâm 20 hl/giờ; 2 tank 50 hl chứa bia thu hồi; Đường ống, bơm, hệ thống CIP Vốn đầu tư: 500.000-700.000 USD;Chi phí vận hành 20.000 USD/năm; Thời gian khấu hao thiết bị

15 năm Tiết kiệm được 20.000 hl bia hay 10 USD/hl bia; Thời gian thu hồi vốn 3-4 năm

Giảm tiêu hao bột trợ lọc

     Bia sau khi lên men cần được tách men trước khi chuyển sang khâu hoàn thiện Việc tách men có thể thực hiện qua thiết bị lọc (với bột trợ lọc), hoặc dùng các giải pháp khác rẻ tiền hơn, dễ thực hiện hơn như sử dụng các chất trợ lắng trong quá trình

nấu và lên men giúp nấm men lắng tốt hơn Có thể giảm tiêu hao bột trợ lọc trong quá trình lọc bia bằng cách giảm mật

độ nấm men và độ trong của bia trước khi lọc Có thể cải thiện được bằng biện pháp công nghệ trong quá trình nấu, tạo môi trường phù hợp với chủng nấm men; tuyển chọn chủng giống nấm men, tối ưu hóa quá trình nhân giống, bảo quản nấm men và tiếp giống; tối ưu hóa quá trình lên men (thiết bị, thời gian lên men, tàng trữ) để nấm men có thể lắng tự nhiên Trong một số nhà máy bia sử dụng chủng nấm men có đặc tính lắng không cao có thể sử dụng các chất làm trong dịch đường trước khi lên men, các chất trợ lắng trong quá trình lên men để giảm mật độ nấm men trước khi lọc

      Để giảm bột trợ lọc hơn nữa người ta đầu tư máy ly tâm, có thể tách được 98-99% nấm men trong bia Khi lắp đặt máy ly tâm có những ưu điểm sau: Giảm lượng bột trợ lọc trong quá trình lọc bia; Kéo dài thời gian vận hành máy lọc; Giảm tiêu thụ mước cho việc sục rửa máy lọc; Thu hồi thêm nấm men thừa

Giảm thiểu lượng bia dư

      Bia dư là bia còn sót lại trong các tank Lượng bia dư cần được giảm thiểu bằng cách thay đổi quy trình, đặc biệt các thao tác liên quan đến việc tháo rỗng tank Người vận hành cần xác định chắc chắn rằng bia đã hết trước khi vệ sinh tank Qua việc quản

lý nội vi và hệ thống quan trắc hiệu quả thì chỉ còn một lượng bia dư rất nhỏ nhất còn trong tank khi không thể lấy ra được thêm BOD của bia là 80.000mg/l phụ thuộc vào nồng độ và hàm lượng cồn của bia Nếu bia dư bị thải vào hệ thống nước thải thì không chỉ làm tăng BOD mà một lượng sản phẩm có giá trị đã bị mất

Áp dụng hệ thống làm lạnh tầng

     Có nhiều công nghệ để nâng cao hiệu quả hệ thống máy lạnh trong nhà máy bia Công ty Mycom (Nhật Bản) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ máy lạnh tầng Thông thường để lạnh nhanh dịch đường người ta làm lạnh nước 28-300C

về 20C bằng 1 máy lạnh Việc chạy lạnh đó cho hệ số hữu ích của động cơ là 4,87 Công nghệ mới của Mycom là chia việc làm lạnh nước thành 3 công đoạn với 3 máy

có công suất nhỏ hơn Mỗi máy chạy trong khoảng nhiệt độ gần nhau (30C xuống 180 C; 180 C xuống 100 C; 100 C xuống 20 C) Do vậy hiệu suất của máy lạnh tăng lên 8,06; năng lượng giảm 60%; công suất máy giảm 70%, nghĩa là chỉ cần lắp máy lạnh

có công suất nhỏ hơn rất nhiều

Áp dụng công nghệ lên men nồng độ cao, giảm mức tiêu hao năng lượng

     Lên men truyền thống bắt đầu từ dịch đường có nồng độ 10-12% Các nghiên cứu

và ứng dụng đã đưa ra công nghệ lên men nồng độ cao hơn đến 16% (có nhiều nghiên cứu tiến hành ở nồng độ đến 22% nhưng việc ứng dụng chưa rộng rãi) Kết quả thực tế

ở nhiều nước và ở Việt Nam có Tổng công ty Bia rượu nước giải khát Sài Gòn, Công

ty Bia Việt Nam, Nhà máy bia Hà Tây đã áp dụng cho thấy: có thể nâng công suất nhà máy lên 10-15%, giảm điện năng, năng lượng 15-18% trong khi có thể linh hoạt sản xuất nhiều loại bia có các nồng độ ban đầu khác nhau

Ứng dụng công nghệ mới (bao gồm cả sử dụng enzyme) để rút ngắn thời gian sản suất,tăng hiệu suất

     Việc sử dụng các loại enzyme trong quá trình nấu như enzyme dịch hóa, đường hóa, cho phép rút năng thời gian nấu từ 30-45 phút mỗi mẻ, giảm điện, hơi nước, tăng công suất; Enzyme trong lên men như sử dụng enzyme Maturex giúp làm giảm hàm lượng diacetyl trong bia lên men phụ, cho phép rút ngắn thời gian lên men phụ từ 3-5 ngày mà vẫn đảm bảo chất lượng; và các chất trợ lắng giúp làm giảm thời gian lên men, giảm tiêu hao lạnh, điện

cpi.moit.gov.vn/Index.aspx?NewID=548E&CateID=276 - 44k - Similar pages

Qua 1 số phương pháp xử lí nước thải của công nghệ sản xuất bia vừa nêu trên thì lượng nước thải đã được xử lí tốt hơn thời gian trước Mong rằng 1 số phương pháp

xử lí ước thải vừa nêu trên sẽ được áp dụng nhiều hơn để nguồn nứơc thải được xử lí tốt hơn, góp phần làm sạch nguồn nước,làm cho môi trường sống của con người ngày càng tốt hơn

II.3 VÕ THỊ KIM LIÊN:

II.3.1 Sơ lược về ngành sản xuất bia:

Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy bia Sài Gòn

và nhà máy bia Hà Nội hiên nay do nhu cầu của thị trường , chỉ trong một thời gian ngắn ,ngành sản xuất bia đã 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 , các nhà máy liên doanh với nhà máy nước ngoài Hiện nay ,cả nước có khoảng trên 320 nhà máy bia và các cơ sở ản xuất bia với tổng năng lực đạt trên 8 triệu l/ năm

Các ngành công nghiệp khác nói chung và các ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng tạo nên một lượng lớn nước thải lớn ra môi trường Hiện nay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14 l nước thải trên 1 lít bia , phụthuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất Các loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng COD và BOD cao gây ô nhiễm môi trường Vì vậy các loại nước thải này cần phải được xử lí trước khi xả ra các nguồn nước tiếp nhận

II.3.2 Nguồn gốc nước thải công nghiệp sản xuất bia

Nước thải của công nghiệp sản xuất bia bao gồm :

 Nước làm lạnh , nước ngưng , đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không bị ô nhiễm , có khả năng tuần hoàn sử dụng lại được

 Nước thải từ bộ phân nấu _ đường hóa , chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu , bể chứa ,sàn nhà …nên chúa bã malt , tinh bột , bã hoa , các chất hữu cơ …

 Nước thải rữa chai , đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong công nghệ sản xuất bia được rữa qua các bước như :

 Rữa với nước nóng

 Rữa bằng dung dịch kiềm loãng nóng ( 1 – 3 % NaOH )

 Rữa sạch nhãn chai và bẩn bên ngoài

 Phun kiềm nóng rữa bên trong và bên ngoài chai , sau đó rữa sạch bằng nước lạnh

Do đó dòng thải của quá trình rữa chai có độ pH cao và làm cho dòng thải chung có giá trị kiềm tính

Kiểm tra nước thải từ các nhà máy rữa chai đối với loại chai có 0,5 lít cho thấy mức độ ô nhiễm như bảng sau: (giáo trình xử lí nước thải _thư viện trường đại học Nông Lâm )

pH = 8,3 đến 11,2 Nước tiêu thụ để rữa 1 chai = 0,3 – 0,5 lít

Trong nước thải rữa chai có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại nhãn dánchai có in dấu bằng các loại thuốc in chứa kim loại Hiện nay loại nhãn dán chai có chứa kim loại đã bi cấm sử dụng ơ nhiều nước Trong nước thải có tồn tại AXO là do quá trình khử trùng có dung chất khử là hợp chất của clo

Ở các nhà máy có biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp , như trong CHLB 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 BOD :3 -6 kg /1000 lít bia ; tỷ lệ BOD5 :COD = 0,55 – 0,7

 Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải như sau : BOD5 = 1100– 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD

= 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 –

1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD =

100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5

= 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg /

l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 –

1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD =

100 như sau : BOD5 = 1100 – 1500 mg / l ; COD = 100 như sau : BOD5

= 1100 – 1500 mg / l ; COD = 1800 – 3000 mg / l

 Tổng nito : 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 – 3 m3 cho 1000 lít bia sản phẩm Trung bình lượng nước thải ở nhiều nhà máy bia lớn gấp 10 – 20 lần lượng bia sản phẩm

Rosenwinkel đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máy bia như ở bảng sau :

IIItừ…đến… trung bình

BOD5/10000lít bia

-Một đặc điểm khác của nước thải cũng được quan tâm đó là lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia , còn biến đổi theo chu kỳ và mùa sản xuất

II.3.3 Hiện trạng nước thải công nghiệp bia ở Việt Nam

Mới đây trên báo điện tử đã cập nhập cái mà con người gọi là công nghệ “bia cỏ” (07/06/2008 – 10h40 –GMT + 7)

Trên diện tích rộng chừng 100m2, nguyên liệu chế biến bia, bã bia… vứt la liệt,ruồi nhặng bâu đầy Trong quá trình chế biến, một số công nhân "vô tư" thoăn thoắt dùng chân tay ngoáy trong các thùng bia là hình ảnh chúng tôi có dịp "mục sở thị" tại một cơ sở chế biến bia hơi trong nội thành Hà Nội

Đây là những cốc bia mà thoạt đầu nhìn không ai tưởng sẽ có “bia cỏ”

Theo khảo sát, giá "bia cỏ" bán lẻ trên địa bàn Hà Nội trung bình khoảng 2.000 - 2.500đồng/cốc, trong khi bia Việt Hà giá từ 3.500 - 4.000 đồng/cốc và bia hơi Hà Nội giá dao động từ 6.000 đến 6.500 đồng/cốc… Vì giá "bình dân" nên hầu hết các quán bia mọc lên ở địa bàn Hà Nội đều thu hút lượng khách đông nghịt, từ các cán bộ, viên chức đến tầng lớp bình dân, những người lao động, đông nhất là vào những giờ tan tầm

Uống "bia cỏ" dễ bị ung thư?

Trao đổi với chúng tôi, ông Lê Anh Tuấn, Giám đốc Sở Y tế Hà Nội cũng cho biết: Đối với loại “bia cỏ” quy trình sản xuất đáng lẽ ra phải để khoảng 15 ngày, các độc tố mới hết, nhưng vì chạy theo lợi nhuận chỉ khoảng 10 ngày là họ lấy ra bán cho người tiêu dùng, nên nhiều loại bia cỏ vẫn còn độc tố tồn dư

Theo ông Lê Anh Tuấn, Giám đốc Sở Y tế Hà Nội, nếu hàm lượng diacetil trong “bia cỏ” vượt quá nồng độ cho phép có thể gây ung thư cho người tiêu dùng

Ảnh H.Nguyên

Trên diện tích rộng chừng 100m2,

nguyên liệu chế biến bia, bã bia… vứt

la liệt, ruồi nhặng bâu đầy Ảnh

H.Nguyên