Chương i tổng quan về ngành sản xuất bia

Đồ án xử lý nước thải “tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia” Chương I: Tổng quan về ngành sản xuất bia I.. Quá trìnhsản xuất bia đòi hỏi cần phải cung cấp một lượng nư

Trang 1

Đồ án xử lý nước thải

“tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia”

Chương I: Tổng quan về ngành sản xuất bia

I sơ lược về ngành sản xuất bia:

- Được con người biết đến lần đầu tiên từ rất xa xưa ở Ai Cập và được sử dụng chođến bây giờ, có thể nói bia là loại nước giải khát rất được ưa chuộng và được dùngphổ biến không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới, một loại nước giải khát đặcbiệt không giống như các loại nước giải khát thông thường bởi nó tạo ra mùi vị rấtđặc trưng và một sự kích thích cho người dùng

- Với nguyên liệu chính là gạo, malt và men Quá trình sản xuất bia là một quátrình phức tạp đòi hỏi phải theo một trình tự nhất định và làm đúng kỹ thuật mớitạo ra được sản phẩm chính, đó là một loại dung dịch mà ta gọi là bia Quá trìnhsản xuất bia đòi hỏi cần phải cung cấp một lượng nước đáng kể và các nguyên liệucần thiết khác cho các công đoạn trong quá trình làm bia, do đó đầu ra của quátrình sản xuất này sẽ tạo ra một lượng lớn dòng nước thải và các chất thải khácnhư: bã hèm, cặn, men bia…Vì vậy, ngành sản xuất bia là một trong những ngành

có lượng nước thải ra môi trường lớn, do đó đòi hỏi cần phải đầu tư chi phí để cómột quy trình xử lý nước sao cho đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường

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

và nhà máy Bia Hà Nội Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thờigian ngắn, ngành sản xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông quaviệc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia có từ trước và xây dựng các nhà máybia mới thuộc Trung ương và địa phương, các nhà máy liên doanh với các hãngbia nước ngoài

- Hiện nay, cả nước có khoảng trên 320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất biavới tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/năm Trong số đ ó , bia địaphương sản xuất ở 311 cơ sở (chiếm97,18% số cơ sở) nhưng sản lượngchỉ chiếm 37,41% sản lượng bia cả nước (đạt 231triệu lít) vàđạt 60,73% côngsuất thiết kế.Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành tạo ra nguồn thu lớn chongân sách nhà nước và có hiệu quả kinh tế, vì vậy trong mấy năm qua sản xuấtbia đã có những bước phát triển khá nhanh Do mức sống tăng, mức tiêu dùngbia ngày càng cao Năm 2000 có khoảng 81 triệu người và đến năm 2005 cóthể là 89 triệu người dùng bia

- Do vậy mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào năm 2005 dự kiến đạt 17lít/người/năm (sản lượng bia đạt khoảng 1.500 triệu lít, tăng gấp 2 lần so vớinăm 2000) Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi năm.Công nghiệp sản xuất biatạo nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường.Hiện nay tiêu chuẩn nướcthải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8-14 l nước thải/lít bia, phụ thuộcvào công nghệ và các loại bia sản xuất Các loại nước thải này chứa hàm lượng

Trang 2

lớn các chất lơ lửng, COD và BOD dễ gây ô nhiễm môi trường Vì vậy các loạinước thải này cần phải xử lý trước khi xả ra nguồn nước tiếp nhận

II quy trình công nghệ sản xuất bia:

1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia và các dòng thải của nó

Trang 3

Trang 4

Một vài hình ảnh của bia:

2 quy trình công nghệ:

- Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia “malt là linh hồn của bia” điều đó trở thành phương ngôn của người làm bia Chỉ có malt tốt mới làm dịch đường có chất lượng cao và một sản phẩm bia với tất cả các đặc tính hấp dẩn, đạt các chỉ tiêu về hoá lý, cảm quan củng như đảm bảo tính ổn định vềmặt sinh học

Một số loại malt dùng trong sản xuất bia đen:

- Sự khác biệt giữa bia đen và bia vàng ngoài thành phần về malt, houblon vàmột số chất khác thì sự khác biệt đặc trưng chủ yếu đó là loại malt Trong côngnghệ sản xuất bia đen ngoài malt đen người ta còn sử dụng một số loại maltsau:

Malt caramen: Trong CNSX bia malt caramen được dùng như một chất phụgia nhằm tạo cho bia có vị đặc trưng ngoài ra còn tác dụng làm tăng cường độmàu cho sản phẩm Liều lượng dùng của malt caramel 2-5% bia

- vàng và 5-10% bia đen.Malt caramel có vị ngọt và màu rất đặc trưng có hàm

ẩm 5-8%, hàm lượng chất chiết hoà tan 60-70% được sản xuất theo 2 phươngpháp :từ malt tươi hoặc malt khô

- Malt café: được sản xuất chủ yếu từ malt khô.Có màu sẫm và có mùi giống mùicafé Liều lượng sử dụng là 2-5% với hàm ẩm từ 12-14% được dùng nhụômmàu cho bia đen

- Malt melanoid: còn có tên khác là melan là loại malt đen mùi thơm rất mạnh vàchừa nhiều melanoid Được sản từ loại địa mạch có hàm protein cao Malt melan được dùng trong công nghệ sản xuất bia đen chúng cho sản phẩmmang mùi vị đậm đà, đặc trưng Liều lựng sử dụng 10-12%

Đánh giá chất lượng của malt:

- Chỉ số cảm quan:

• Màu sắc: Màu vàng sáng (malt vàng), màu sẩm ( malt đen)

Trang 5

• Vỏ: Ánh bóng

• Hình dáng, kích thước: tương ứng với hình dáng của đại mạch nguyên thuỷ

Vị và hương: Đặc trưng cho từng loại malt

• 0-1/4 chiều dài của hạt <5%

• 0-1/2 chiều dài của hạt<5%

• ½-3/4 chiều dài của hạt<86%

• ¾-1 chiều dài của hạt =< 4%

- Chỉ số hoá học:

• Độ hoà tan tính theo chất khô: 76-81.7%

• Độ ẩm: <5%

• Thời gian đường hoá: <15 phút

• Độ màu của nước nha: 0.18-0.3 ml

• Năng lực amilaza: 280-330 WK

• Chất đạm toàn phần theo chất khô: 11.5%

Trang 6

Quy trình công nghệ ở phân xưởng nấu:

Quy trình trên chia thành các quá trình sau :

- Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: gạo, malt, H20, men, hoa Hupblon.

Trong đó malt và hoa Hupblon là hai nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia,

nó có chất lượng cao của các hãng cung cấp hàng đầu thế giới Việc sản xuấtdựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến và tuân thủ nghiêm ngặt theo đúng cácquy trình công nghệ cũng như các tiêu chuẩn của Việt Nam -Thế giới

- Gạo: chỉ là nguyên liệu phụ (chiếm 30%), nguyên liệu dùng để thay thế nhằmgiảm giá thành sản phẩm Gạo được mua từ gạo ăn bình thường, đem nghiềnnát sau đó say mịn ở dạng tấm và được đưa vào nồi gạo Ở nồi gạo, gạo dạngtấm được hoà tan bằng nước ở 77oC và hỗn hợp đó được hồ hoá ở 100oC Trongquá trình hồ hoá có bổ sung thêm một số hoá chất như: CaCl2, CaSO4 nhằmmục đích cung cấp Ca2+ để phục vụ cho quá trình đường hoá sau này và có bổsung thêm 1 loại enzym chống cháy có tên thương mại là Termamyl để phaloãng dung dịch, chống trường cháy nồi và enzym này phải là enzym chịu nhiệtcao

Trang 7

- Malt: là một hạt ngũ cốc gọi là lúa mạch (chiếm 70%) Nó được nhập từ cácnước Anh, Úc, Đan Mạch Chất lượng malt được đảm bảo theo tiêu chuẩn tậpđoàn Casberg Malt được các nước gởi mẫu cho phòng thí nghiệm Casberg vàchất lượng của malt được kiểm tra tại đó Sau khi kiểm tra xong mẫu malt đượcgởi về cho Công ty bia Huda và nó được đưa vào các silo bể chứa malt dạnghạt sau khi say được hoà tan bằng nước ở 37oC và cho vào nồi malt Đối vớiviệc hoà tan malt khác với hoà tan gạo vì malt dể bị hiện tượng đóng cục hơn

do đó malt được khuấy trộn dưới dạng phun nước trước khi cho vào nồi phun.Malt còn được dùng để tạo màu cho bia, với malt bình thường không đủ độ màu

vì thế người ta thêm malt “ đen” để tăng độ màu, bia Huda có độ màu từ 4 - 6EBC

- Men: là chất xúc tác có nguồn gốc prôtêin, đó là những phân tử có cấu tạo từaxit amin và có cấu trúc không gian xác định của mạch polypeptit Tác dụngxúc tác là nhờ các quá trình lên men Đó là những quá trình trong đó xảy ra sựthay đổi thành phần hoá học của chất gây ra do kết quả hoạt động của các visinh vật nào đó (ví dụ men rượu, nấm hoặc vi khuẩn).Trong những trường hợpnày, những chất men do vi sinh vật tạo ra là những yếu tố hoạt động xúc tác.Chất men vẫn giữ được tính hoạt động và khả năng tác dụng của nó khi lấy nó

ra khỏi vi sinh vật Mỗi loại men có một hương vị riêng

- Hoa Hupblon: dùng để tạo vị đắng cho bia Cây Hupblon là một loại dây leo,thích hợp khí hậu ôn đới, được trồng nhiều ở Anh, Mỹ Có 2 loại Hupblon là:Hupblon bittermiss và Hupblon Aroma Cả 2 loại này đều phải được bảo quản ởnhiệt độ dưới 10oC để giảm độ mất mát của - axit Trên cây Hupblon người tathường dùng hoa của cây để tạo vị đắng cho bia vì hoa của cây Hupblon có vị

H2O: nguồn nước sử dụng của bia Huế được lấy từ Nhà máy nước Vạn Niên(thượng nguồn sông Hương) rất đảm bảo các chỉ số kỹ thuật phù hợp cho việcsản xuất bia

- Chính vì vậy chất lượng sản phẩm của Công ty luôn thoả mãn với các tiêuchuẩn nghiêm ngặt về vệ sinh an toàn thực phẩm của các quốc gia khác nhau trên thế giới như: Mỹ, Canada, Châu âu và được các nhà nhập khẩu hàngđầu luôn hài lòng về chất lượng ổn định

* Quá trình đường hoá và lọc :

Ở nồi malt tiến hành quá trình đường hoá ở 66oC trong 1 giờ Sau đó nâng lên

76oC và chuyển qua nồi lọc để tách tất cả các bã malt Ở nồi lọc người ta thu dungdịch đầu, sau đó dùng nước rửa ở 76oC để rửa hoàn toàn dung dịch đường còn lại.Sau đó bã hèm được xã ra ngoài và bán cho ngành chăn nuôi Để thử quá trìnhđường hoá hoàn toàn hay không người ta dùng iốt để thử Nếu đạt thì nâng hỗn

Trang 8

hợp lên 76oC trực tiếp bằng hơi, lúc này thì enzym - amylase bắt đầu hoạt động

* Quá trình Hupblon hoá :

Được tiến hành tại nồi Hupblon Ở đây lại xãy ra quá trình đường hoá trong 1 giờ

Ở hoa Hupblon quan trọng là - axit đắng

* Quá trình lắng trong và làm lạnh :

Quá trình này được thực hiện bằng một thiết bị lắng trong gọi là Whirlpool Dịchđược đưa qua thiết bị lắng trong ở 100oC, tất cả các cặn bã trong quá trìnhHupblon được tách ra ở thiết bị này Dịch trong thu được đi qua thiết bị làm lạnh,dung dịch sau khi đi ra khỏi thiết bị làm lạnh có nhiệt độ làm lạnh là 16oC và tiếnhành thu dịch ở 16oC

.*

Quy trình công nghệ ở phân xưởng lên men :

* Quy trình này gồm có các quá trình sau :

- Quá trình lên men: quá trình lên men là quá trình trao đổi chất qua màng tếbào

Ở phân xưởng lên men xảy ra nhiều quá trình, tất cả các quá trình đều nằm

ở thùng lên men Dịch lạnh ở 16oC ở phân xưởng nấu theo đường ống dẫnqua các thùng lên men, ở phân xưởng lên men có gần 50 thùng lên men,mỗi thùng lên men có một đồng hồ nhiệt độ riêng Trong 4 - 8 giờ đầu tiênxảy ra quá trình men sử dụng chất dinh dưỡng trong đường, O2 (để tăngnồng độ oxy hoá) để tạo sinh khối cho men bia phát triển Quá trình lênmen dừng lại khi lượng O2 giảm đến 0 Dịch đường (đường maltol) lên menđược giữ ở nhiệt độ 16oC vì

- Ở nhiệt độ này thích hợp cho nấm men phát triển

- Dễ chuyển đổi đường thành rượu, CO2 và một số sản phẩm phụ như cáceste tạo mùi (ví dụ: este amin)

Trang 9

- Nếu lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng hỏng men, sẽ làm đụcbia

Căn cứ vào nhiệt độ để quy định số ngày lên men

- Nhiệt độ càng cao thì tốc độ lên men càng lớn

- Khi lượng đường lên men còn lại đạt giá trị không đổi (thường từ 7- 8ngày) thì ta bắt đầu hạ nhiệt độ (từ 16oC xuống -1,5oC)

- Trong 4 ngày đầu lên men người ta tiến hành thu hồi men, lúc này men đạtcực đại, nó kết thành từng mãng lớn rồi lắng xuống đáy Trung bình 1 mẻmen có thể sử dụng khoảng 10 lần để lên men bia Lúc nào độ lên menRDF thấp thì tiến hành thải men

Sơ đồ quá trình lên men bia:

Quá trình lọc: mục đích của quá trình lọc bia là để loại các tế bào nấm men, cáctạp chất

- Bia sau khi lên men được gọi là bia non Bia non tiếp tục đi qua máy lọckhung bản với chất trợ lọc là đất lọc và giấy lọc Dung dich sau khi lọcđược thu hồi gọi là bia trong Để đo độ trong của bia người ta dựa vào máy

Sơ đồ khung bản:

Trang 10

Sau khi lọc khoảng 2 tuần người ta tiến hành vệ sinh 1 lần để loại bỏ các cặn bảcủa bia non ra ngoài Bia non sau khi qua thiết bị lọc thu được bia trong thànhphẩm có nồng độ alcol 4,5% và tiếp tục đi qua phân xưởng chiết

Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết

Chai thu hồi được đưa qua máy rửa bằng các băng tải Quá trình rửa chai trong hệthống máy rửa như sau: chai được đưa vào bể ngâm khoảng chừng 5 phút để bóctất cả các dãn hiệu Sau đó đi vào bể sút khoảng 20 phút để làm sạch chai, tiếp tụcqua máy nước nóng để làm sạch sút, rồi qua nước ẩm, cuối cùng là qua nước lạnh

và qua hệ thống sấy khô Chai sau khi ra khỏi máy rửa tiếp tục đi qua các băng tảikhác, các băng tải này sẽ đưa chai rửa sạch qua hệ thống đèn soi để thu hồi nhữngchai còn bẫn và chai vỡ và tiếp tục đi qua máy chiết Bia trong được chiết vào chaibằng một thiết bị xoay tròn (mỗi vòng như vậy chiết được 42 chai) và tiếp tụcđược đưa qua hệ thống đóng nắp chai Trước khi đi qua hệ thống đóng nắp, chaibia đã được sục CO2 (hoá lỏng) vào để tạo ga và đồng thời qua hệ thống bơm nướcnóng để đuổi hết O2 không khí ra ngoài nhằm diệt con men bia Chai bia sau khi

đã được đóng nắp tiếp tục đi qua hệ thống thanh trùng Hệ thống thanh trùng gồm

có nhiều ngăn, 2 ngăn lạnh rồi đến 2 ngăn nóng, tiếp theo là 2 ngăn lạnh, mỗi ngănnhư vậy có một nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ thấp nhất là 20oC, nhiệt độ cao nhất

là 67oC Sở dĩ nhiệt độ lên xuống như vậy là để giảm độ thích nghi của con menbia và nhiệt độ được giữ không quá 67oC vì nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này thì

sẽ tạo 1 áp suất lớn trong chai sẽ làm vỡ chai Bia sau khi được thanh trùng tiếptục đi qua bộ phận dán nhãn và đưa vào két, các két đóng xong được đưa vào kho.Bia ra lò có nhiệt độ khoảng 36oC Ở phân xưởng chiết trong 1 ca quá trình diễn raliên tục và hầu như là cơ khí hoàn toàn

3 Thành phần có trong nguồn thải có thể tái sử dụng.

- Bã hèm: là phần còn lại của nguyên liệu sau khi chiết xuất và tách hết dịch nha khỏi bã hèm Bã hèm vẫn còn chứa một lượng đường và nước Lượng bã hèm

Trang 11

thường khoảng 140 kg/1000 lít dịch đường và có hàm lượng nước khoảng 80% Trong nước bã hèm vẫn còn một lượng chất hòa tan còn sót lại (thường khoảng 1- 5%) Trong nhà nấu được thiết kế và vận hành tốt, hiệu số giữa hiệu suất trong sản xuất và hiệu suất trong phòng thí nghiệm của nguyên liệu nhỏ hơn 1% Thường hiệu số này lớn hơn và có nghĩa là hao phí mất mát trong quá trình nấu theo bã hèm lớn hơn do hiệu suất trích ly nguyên liệu trong quá trình nấu, đường hóa, quá

trình lọc dịch đường và rửa bã chưa đạt hiệu suất cao

- Nước rửa bã: trong khi lọc, dịch đường được thu về nồi nấu hoa, người ta dùng nước nóng để rửa bã hèm, tận thu cơ chất còn trong bã Lượng nước rửa bã được xác định bằng lượng dịch cần thiết trong nồi nấu hoa; nồng độ dịch đường trong quá trình rửa bã cũng giảm dần Tuy nhiên sau khi rửa bã, trong bã vẫn còn một lượng lớn dịch đường loãng nằm trong bã Dịch đường loãng chiếm 2-6% tổng lượng dịch chứa nồng độ chất hòa tan 1-1,5% Nếu tận thu nước rửa bã cho các mẻ nấu sau sẽ góp phần làm tăng hiệu suất của quá trình nấu Nếu dịch đường loãng

đi vào hệ thống nước thải sẽ làm tải lượng BOD của nước thải tăng lên.

- Cặn nóng: dịch đường sau khi chuyển sang thiết bị lắng xoáy, dịch trong được chuyển qua thiết bị lạnh nhanh vào hệ thống lên men, cặn còn lại trong đáy thiết bị

gọi là cặn nóng Cặn nóng còn chứa dịch nha, bã hoa, các chất keo tụ từ protein.Đối với thiết bị lắng xoáy hiệu quả cao thì lượng cặn nóng chỉ chiếm 0,2-0,4%tổng lượng dịch, có hàm lượng cơ chất 15-20% Trong cặn nóng có chứa dịchđường, tỷ lệ hao phí dịch đường phụ thuộc vào hiệu quả của việc lọc và lắng xoáydịch đường Cặn nóng có thể được xử lý bằng nhiều cách, hoặc đem trộn với bã,hoặc thải vào hệ thống nước thải Nếu cặn nóng đi vào hệ thống nước thải sẽ làmtăng tải lượng BOD của nước thải lên 110.000 mg/kg cặn nóng

- Nấm men: nấm men sinh khối trong quá trình lên men được sử dụng lại một phần vào quá trình lên men Lượng nấm men thừa khoảng 20-40 kg/1000 lít bia Trong

nấm men còn chứa bia; có tải lượng BOD khoảng 120.000-140.000 mg/l

- Hao phí bia: bia thường bị mất mát trong những công đoạn sau của sản xuất:

• Quá trình làm trống tank: Sau khi các tank được bơm hết, thường trongtank còn một lượng bia nhất định Người sản xuất thường dùng nước đẩyvào tank để làm trống tank Lượng bia mất mát phụ thuộc vào hiệu quả vàphương pháp của quá trình làm trống tank

• Quá trình lọc bia: Khi bắt đầu làm màng lọc, một lượng lớn nước lẫn vớibia được xả bỏ cũng như khi kết thúc lọc người ta dùng nước đế đẩy bia rakhỏi máy Tất cả dịch bia loãng này nếu không được tận thu sẽ là tổn thấtlớn trong quá trình sản xuất và gây ra ô nhiễm cho nguồn nước thải

• Các đường ống: Trong các đường ống có bia hay được dùng nước để đẩy,gây ra lãng phí bia

Trang 12

• Bia thất thoát trong quá trình chiết chai: Do lỗi của máy chiết, do chai vỡ,bia bị phun ra ngoài Tỷ lệ hao phí này phụ thuộc vào độ chính xác của máychiết, máy thanh trùng và thao tác vận hành của công nhân

• Bia quay về: Trong quá trình tiêu thụ nếu có vấn đề, trong quá trình kiểmtra chất lượng nếu các chỉ tiêu không đảm bảo bia sẽ được quay trở vềnhà máy Lượng bia bị tổn thất trong quá trình sản xuất chiếm khoảng 1-5%, trong một số trường hợp còn cao hơn Nếu bia không được tận thutrong nhà máy, chúng bị xả vào dòng nước thải, gây ra ô nhiễm nặng vàchi phí cho xử lý nước thải lớn

Trang 13

Chương II: cơ sở lý thuyết nước thải ngành sản xuất bia

I các nguồn nước thải.

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

Nước thải từ bộ phận nấu: đường hóa chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bể chứa, sàn nhà…có chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ,…

Nước thải từ hầm lên men là nước vệ sinh từ các thiết bị lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà, xưởng,…có chứa bã nem và chất hữu cơ

Nước thải rửa chai đây cũng là một 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 v2 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

Trang 14

000 lít bia

Bảng 1.1: thông số nước thải của 3 nhà máy

- Trong nước thải rửa bia có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại nhãndán chai có in ấn bằng các loại thuốc in ấn bằng các loại thuốc in chứa kim loại trong nước thải có tồn tại aox là do quá trình khử trùng có dung 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 sử dụng phương pháp lên men chìm hay nổi nhưng sự khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho rửa chai, lon, máy lọc 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.nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải sản xuất bia gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng Mặt khác các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực.Nước thải nhà máy bia cần được xử lý sinh học, đảm bảo yêu cầu xả ra nguồn nước mặt theo quyđịnh của TCVN 5945-1995

II Sơ đồ công nghệ và nhiệm vụ của các công trình đơn vị:

1 Phân tích, lựa chọn công nghệ

Nước thải bia có BOD5 = 2400 mg/l

COD = 3500 mg/l

SS = 1530 mg/l

- Ta thấy BOD5/COD = 0,686 nằm trong khoảng 0,5 – 0,75 chứng tỏ hàm lượng chất hữu cơ trong dòng thải khá cao nên để xử lý đạt hiệu quả cao tốt hơn hết ta dùng biện pháp xử lý sinh học, vì nước thải trong sản xuất bia chứa chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học: protein, axit hữu cơ,

- Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải khá lớn nồng độ COD là 3500 mg.l, nên công nghệ xử lý sinh học kết hợp hai quá trình kị khí và hiếu khí

- Xử lý sinh học kị khí gồm có quá trình sinh học xử lý nhân tạo và quá trình xử lý

tự nhiên

Trang 15

• Quá trình xử lý sinh học tự nhiên sử dụng các loại hồ yếm khí, công nghệ được áp dụng phổ biến tại Malayxia Ưu điểm của hệ thống này là chi phí không cao, không đòi hỏi bảo trì thường xuyên Tuy nhiên lại có nhược điểm yêu cầu diện tích lớn, gây mùi rất khó chịu cho khu vực xung quanh, không thu được khí Do vậy công nghệ xử lý nước thải theo dạng hồ tự nhiên là không khả thi

• Quá trình xử lý sinh học nhân tọa có rất nhiều dạng công trình khác nhau như: bể kị khí xáo trộn hoàn toàn, bể tiếp xúc kị khí, bể UASB, lọc sinh học

kị khí, bể biogas…

Đối với công trình kị khí xáo trộn hoàn toàn có các ưu điểm vận hành không phức tạp, chịu được nước thải có nồng độ SS cao, nhưnglại có nhước điểm tải trọng thấp Do đó dạng công trình này không khả thi

Công trình xử lý dạng tiếp xúc kị khí thích hợp đối với nước thải có nồng độ SS cao, khả năng chịutair của bể xử lý nhỏ, vận hành đòi hỏi kỹ thuật cao, nên công nghẹ này không khả thi để áp dụng cho nhà máy

Công nghệ xử lý dạng lọc sinh học kị khí chỉ thịch hợp với nước thải

có nồng độ COD tương đối nhỏ Không phù hợp với nươc thải ngành sản xuất bia vì trong nước thải bia có hàm lượng COD rất cao.Công nghệ xử lý kị khí bể UASB là phù hợp so với yêu cầu của nhà máy, nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành đơn giản, chịu được tải trọng cao, lượng bùn sinh ra rất ít, có thể điều chỉnh tảitrọng theo thời kì sản xuất của nhà máy Ngoài ra bùn có khả năng tách nước tốt, nhu cầu cung cấp chất dinh dương thấp, năng lượng tiêu thụ ít, thiết bị đơn giản công trình ít tốn diện tích và không pháp mùi hôi

- Nước thải sau khí qua bể UASB có nồng độ COD khoảng 400 – 800 mg/l chưa đạttiêu chuẩn xả thải do đó cần phải tiếp tục xử lý sinh học hiếu khí Trong công nghệ

xử lý hiếu khí, cũng có rất nhiều đơn vị công trình xử lý sinh học hiếu khí khác nhau như: các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxy hóa, bể Aerotank, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc… Có rất nhiều công trình đơn vị xử lý khác nhau mà cần phải lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế (lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm, vị trí nơi xử lý, đặc điểm nguồn tiếp nhận) và chọn tỷ lệF/M cho hệ thống là rất quan trọng Do đó tôi chọn bể Aerotank là thích hợp

- Do SS = 1530 mg/l cao nên phải cần dùng thêm bể lắng đợt I hoặc bể tuyển nổi đểgiảm bớt hàm lượng SS khi đi vào bể UASB và bể Aeroten

2 Sơ đồ công nghệ:

sơ đồ công nghệ 1:

Trang 16

Xả nước rangoài nguồntiếp nhận

Bể khử trùng

Bể Lắng đứngAEROTANK

Bể UASB

Bể tuyển nổi

Bể điều hòaCung cấp không

khí

Trang 17

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

- Nước thải từ công đoạn sản xuất và vệ sinh thiết bị được tập trung vào bể chứa, sau khi qua song chắn rác thô nhằm loại bỏ những tạp chất có kích thước lớn như bao nilon ống hút,…từ đây, nước thải được đưa vào bể điều hòa,tại đây nước thải được điều chỉnh ph và sục khí để chuẩn bị tốt cho cáccông trình sinh học phía sau.sau đó nước thải được bơm vào bể UASB Nước thải tiếp tục qua bể tuyển nổi để khử ss xuống sau đó được bơm qua

bể UASB Ở đây diễn ra các quá trình chuyển hóa các hợp chất có khả năng phân hủy sinh học với sự tham gia của các vi khuẩn lên men kỵ khí sản phẩm hình thành bao gồm một số hợp chất dễ phân hủy sinh học, CH4, CO2, H2S, NH3,… nước sau xử lý kỵ khí được chảy vào bể bùn hoạt tính hiếu khí , nước sau xử lý hiếu khí được đưa qua bể lắng nhằm tách bùn hoạt tính phần bùn lắng được tuần hoàn trở lại bể hiếu khí nhằm cân bằng lượng vi sinh trong bể phần bùn dư từ bể UASB , aerotank và 2bể lắng được đưa vào bể nén bùn

Sơ đồ công nghệ 2:

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	457,71 KB

Chương i tổng quan về ngành sản xuất bia

Chương 3: tính toán thiết kế