Đồ án Xử lý nước thải nhà máy bia công suất 300m3/ngày đêm

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia SàiGòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch

LỜI MỞ ĐẦU

Nền kinh tế ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng nước giải khát của người dân nói chung và bia nói riêng ngày càng mạnh mẽ Do đó, việc tăng cường sản xuất để phục vụ nhu cầu của người dân, tang cao lợi nhuận thì vấn đề về môi trường của nước thải ngành bia đang rất đáng được quan tâm

Chính vì vậy, nước thải sản xuất trước khi thải bỏ ra môi trường cần được xử lý để đạt chuẩn yêu cầu về nước thải công nghiệp

Nhiệm vụ của đồ án là tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia có công suất 300 m3/ngày đêm Sao cho các chỉ tiêu BOD, COD, SS,… đạt tiêu chuẩn để thải

ra nguồn tiếp nhận

LỜI CẢM ƠN

Trong hai năm học qua tại trường, các thầy cô đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu Em rất biết ơn thầy cô đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em học hỏi về ngành học của mình

Để hoàn thành đồ án môn học này, trước hết em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Ngọc Trinh là giảng viên hướng dẫn trực tiếp, đã quan tâm và tận tình hướng dẫn em trong quá trình làm bài Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa môi trường đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn cho em trong quá trình em làm đồ án Chính nhờ sự hướng dẫn của cô Nguyễn Ngọc Trinh đã giúp em hoàn thành bài đồ án này

Do thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức của cá nhân còn hạn chế nên trng quá trình làm bài còn gặp nhiều sai sót Vì vậy em mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em có thể

bổ sung kiến thức cho bản than mình

Thay mặt cho các sinh viên đang học tập và nghiên cứu em xin chân thành cảm ơn đến nhàtrường và quý thầy cô

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng bia các nước……….9

Bảng 1.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2004……….9

Bảng 1.3 Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng……… 10

Bảng 1.4 Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia……… 13

Bảng 1.5 Thành phần của hoa Houblon……….16

Bảng 2.1 Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia……… 25

Bảng 2.2 Đặc trưng NT một số cơ sở sản xuất bia trên địa bàn Hà Nội 2007 25

Bảng 2.3 Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002…27 Bảng 4.1 Số liệu thành phần tính chất nước thải………51

Bảng 4.2.Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng đứng………61

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể UASB……….62

Bảng 4.4 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt có hàm lượng bùn trung bình 25 kgVSS/m 3 ( phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành, nước thải có VFA hòa tan, nước thải không có VFA và nước thải có cặn lơ lửng chiếm 30% tổng COD) ……… 63

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế bể UASB………72

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bể MBBR……… 79

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn sản lượng bia cả nước qua các năm ………11

Hình 1.2 Đồ thị biểu diễn mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm…………12

Hình 1.3 Đại mạch……….14

Hình 1.4 Hạt đại mạch……… 14

Hình 1.5 Hoa Houblon……… 15

Hình 1.6 Gạo……… 17

Hình1.7 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia………18

Hình 3.1.Ví dụ về dòng trao đổi vật chất trong hồ sinh học……… 36

Hình 3.2.Sơ đồ cấu tạo bể UASB……… 40

Hình 3.3 Các quá trình trong bể lọc sinh học……….47

Hình 3.4 Các bước của bể aeroten hoạt động gián đoạn 49

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA VÀ QUÁ TRÌNH SẢN

XUẤT BIA

1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA

1.1.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ bia trên thế giới:

a. Sơ lược về bia:

Bia là 1 trong những đồ uống lâu đời nhất của loài người, có thể xuất hiện trongthời kì đầu Đồ Đá hay 9.500 trước CN khi mà ngũ cốc lần đầu tiên được gieo trồng So vớinhững loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3 – 8%), và nhờ có CO2trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của bia

Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25g thịt

bò hoặc 150g bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal Vì vậy biađược mệnh danh là bánh mỳ nước

Ngoài ra trong bia còn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiếtcho cơ thể Trong 100ml bia 10% chất khô có: 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 – 36 mg vitaminB2 và PP Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiềungười ưa thích

Nước ta có khí hậu nhiệt đới, dân số tương đối lớn, hơn 90 triệu người và có tỉ lệ dân

số trẻ chiếm đa số nên tiềm năng tiêu thụ nước giải khát nói chung và bia nói riêng là rấtlớn, cần được khai thác

b. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sửdụng như một thứ nước giải khát quan trọng

Hiện nay, trên thế giới có 25 nước sản xuất bia với tổng sản lượng trên 100 tỷlít/năm, trong đó: Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm; Trung Quốc 7 tỷlít/năm

Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến năm

2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lít/người/năm; Đức 115 lít/người/năm; Mỹ trên 80lít/người/năm

Bảng 1.1 Sản lượng bia các nước (triệu lít)

Tổng lượng tiêu thụ (triệu lít)

Bình quân đầu người (lít)

Tỉ lệ tăng so với năm 2003

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 tỷ lít, năm 2004 khoảng150,392 tỷ lít (tăng 4,2%).

Bảng 1.3 Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng

Vùng Lượng bia tiêu thụ

Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ tăng nhanh, các nhà nghiêncứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêuthụ bia trên thế giới

Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì ở Châu Á, trước kia nhiều nước cómức tiêu thụ bia theo đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6,5%/năm Thái Lan cómức tăng bình quân cao nhất 26,5%/năm; tiếp đến là Philippin 22,2%/năm; Malaysia21,7%/năm; Indonesia 17,7%/năm Đây là những nước có tốc độ tăng nhanh trong khuvực Các nước xung quanh ta như Singapor đạt 18 lít/người/năm, Philippin 20lít/người/năm… (theo số liệu của Viện rượu bia NGK Việt Nam)

Thị trường bia Nhật Bản chiếm 66% thị trường bia khu vực với 30,9 tỷ USD Lượngbia tiêu thụ năm 2004 đã đạt trên 6500 triệu lít (theo nguồn từ Kirin news – Nhật Bản)Thị trường bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự tăngtrưởng của ngành công nghiệp bia Châu Á Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ ở TrungQuốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên thế giới

Tổng lượng bia tiêu thụ ở các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt 43.147 triệulít, tăng 11,2% so với năm 2003

1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia SàiGòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử hơn 100 năm.Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia

có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia đã

có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa phương quản lý,các nhà máy liên doanh với các hãng nước ngoài Công nghiệp bia phát triển kéo theo sự

phát triển của các ngành sản xuất khác và hàng năm ngành bia đã đóng góp cho ngân sáchnhà nước một lượng đáng kể.

a. Tình hình sản xuất bia trong nước

Do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ

đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp Bia phát triển với tốc độ tăng trưởngcao Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm

2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộpngân sách nhà nước khoảng 3.650 tỷ đồng

b. Về số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm

2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở năm 1998 [1] Điều này là do yêu cầu vềchất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuấthiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị và công nghệ tiên tiến… nên có sự cạnhtranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnhtranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác

Trong các cơ sở sản xuất đó, Sabeco có năng suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco cónăng suất hơn 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lít/năm vàkhoảng 165 cơ sở sản xuất có năng suất dưới 1 triệu lít/năm

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn sản lượng bia cả nước qua các năm

c. Mức độ tiêu thụ bia

Hai Tổng công ty Sabeco và Habeco có đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạotrong ngành bia Riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia- Rượu- NGK Việt Nam đạt16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập

ổn định cho trên 20.000 lao động Sản lượng tiêu thụ bia toàn quốc đạt 1290 triệu lít chiếm78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61%toàn ngành bia)

Mức tiêu thụ bình quân đầu người ở Việt nam tăng lên nhanh chóng trong vòng 10năm qua, từ mức dưới 10 lít/người/năm ở năm 1997 tăng lên 18 lít/người/năm vào năm

2006, dự kiến đến năm 2015 là 35 lít/người/năm

Hình 1.2 Đồ thị biểu diễn mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm

d Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020.

Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao không kể các nước Châu

Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống bia từ lâuđời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm

Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia, rượu Ở cácnước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu bia nên mứctiêu thụ bình quân theo đầu người ở mức thấp Tại Việt Nam, không bị ảnh hưởng của tôngiáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển.

Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 khoảng 81 triệu người vàhiện nay trên 90 triệu người Do vậy dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vàonăm 2010 là 28 lít/người/năm, sản lượng 3 tỷ lít/năm và đến năm 2015 mức tiêu thụ bìnhquân là 35 lít/người/năm với sản lượng 6 tỷ lít/năm

1.2. CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT BIA:

1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bia

Bia được sản xuất từ 4 nguyên liệu chính là malt đại mạch, nước, hublon và nấmmen Nhiều loại nguyên liệu thay thế malt trong quá trình nấu là gạo, đường và các loạidẫn xuất từ ngũ cốc; các nguyên liệu khác được sử dụng trong quá trình lọc và hoàn thiệnsản phẩm như bột trợ lọc, các chất ổn định; Nhiều loại hóa chất được sử dụng trong quátrình sản xuất như các chất tẩy rửa, các loại dầu nhờn, chất bôi trơn, chất hoạt động bềmặt… Tỷ lệ các thành phần nguyên liệu phụ thuộc vào chủng loại bia sẽ được sản xuất

1.2.1.1 Nước

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có ảnhhưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậmchí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia Mặc dù ảnh hưởngcủa nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sửtrong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước được sử dụng trongsản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sảnxuất các loại bia sáng màu Do đó, dể dảm bảo sự ổn định về chất lượng và mùi vị của sảnphẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt đượccác chỉ tiêu chất lượng nhất định

Bảng 1.4 Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia

Vi sinh vật Tế bào/ml < 100

1.2.1.2 Malt (Đại Mạch)

Đại mạch được chia ra làm 2 nhóm : mùa đông và mùa xuân, có chu kỳ sinh trưởng100-120 ngày Trong đó :

- Đại mạch 6 hàng : đa số được dùng trong sản xuất thức ăn gia súc

- Đại mạch 2 hàng : đa số được dùng trong sản xuất bia

- Đại mạch 4 hàng : một số chúng dược dùng trong sản xuất bia

Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo Hạt đại mạch đượcngâm trong nước , sau đó được tạo môi trường ẩm để thích hợp cho việc nảy mầm Quátrình nẩy mầm, một lượng lớn các enzyme xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch như :enzyme amylaza, enzyme proteaza Các enzyme này là những nhân tố thực hiện việcchuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch thành nguyên liệu mà nấm men có thể sửdụng để tạo thành sản phẩm là bia, khi hạt đại mạch đã nảy mầm, người ta đem sấy khô ởnhiệt độ cao, trong thời gian ngắn, tùy theo nhiệt độ sấy mà ta thu được những loại maltkhác nhau

Hình 1.3 Đại mạch

+ Malt vàng : sấy ở nhiệt độ 800C

+ Malt socola : sấy ở nhiệt độ 1000C

Phải chọn đại mạch chứa ít protein, làm ướt đến 42-48%, nảy mầm ở nhiệt độ tươngđối ( 13-180C) và phải thông gió tốt Trong điều kiện đó, hạt sẽ tích tụ nhiều enzyme, tiêuhao đạm và polysaccharit, đường cũng tích tụ với số lượng vừa đủ.

Hình 1.4 Hạt đại mạch

Quá trình sấy thực hiện nhanh trong 24 giờ Sau đó loại bỏ mầm vì mầm có thể manglại cho bia vị không bình thường Không thể dùng malt vừa sấy xong để làm bia mà phảiqua quá trình bảo quản , vì trong quá trình bảo quản malt sẽ hút ẩm từ không khí, độ ẩmdần dần tăng lên, trong malt lúc này xuất hiện một số hiện tượng hóa lý ngược với lúc sấykhô Tất cả những thay đổi dẫn đến một sản phẩm hoàn chỉnh đó là malt chín tới

Thành phần hóa học của malt (tính theo % chất thô )

Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupulus L, là một loại cây lưu niên thuộc

họ dây leo, có độ cao trung bình từ 6-8m

Hoa Houblon là nguyên liệu chính thứ 2 dùng để sản xuất bia, hoa Houblon góp phầntạo ra mùi vị đặc trưng của bia, ngoài ra hoa Houblon còn được sử dụng như một chất bảoquản bia, làm tăng tính ổn định, khả năng tạo bọt, tính giữ bọt, làm cho bột mịn và xốp

Chỉ sử dụng hoa cái trong quá trình sản xuất bia.

1.2.1.4.Men bia (Yeast)

Men bia được sử dụng trong qui trình này là men Heineken A

Năm 1886, Dr Eilon, học trò của Louis Pasteur phát triển thành công Heineken yeast” - men bia đặc trưng của Heineken vẫn còn được ứng dụng trong công nghệ sản xuấtbia ngày nay của Heineken và giúp mang lại cho các sản phẩm của Heineken một hương vịriêng độc đáo

“A-Yêu cần chất lượng của nấm men trước khi đưa vào làm men

+ Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết dưới 2%, tỉ lệ nảy chồi lớn hơn 10% Thời kỳ mạnh nhất khi độ đường xuống nhanh nhất có thể trên 80%

+ Nấm men đưa vào dịch đường để lên men phải được từ 10-20 triệu tế bào/ml dịch giống.

+ Nấm men phải có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid, acid amin, giải phóng ra CO2, rược etylic và nhiệt

+ Nấm men phải thuần chủng

Yêu cầu kỹ thuật của gạo

+ Trắng, đều hạt, không ẩm mốc, không có mùi hôi, sạn rác, không mối mọt

• Đối với gạo: do gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột còn nguyên vẹn, nên gạocần phải được nghiền càng mịn càng tốt

• Đối với malt: Việc nghiền malt cần đáp ứng 2 yêu cầu là đảm bảo được hiệu suất chuyểnhóa cao trong quá trình nấu và dễ dàng lọc được dịch đường sau khi đường hóa Độ mịncủa malt sau khi nghiền phụ thuộc vào công nghệ lọc hèm sau khi đường hóa và loại máynghiền được lựa chọn trong hệ thống thiết bị

Hình1.7 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia

1.2.2.2 Nấu

Quá trình nấu gồm 4 công đoạn:

• Hồ hóa và đường hóa: nguyên liệu sau khi xay nghiền được hòa trộn với nước theo tỷ lệnhất định và được chuyển tới thiết bị hồ hóa và đường hóa Bằng cách điều chỉnh hỗnhợp nguyên liệu ở các chế độ thích hợp (nhiệt độ, thời gian, pH), hệ enzyme có sẵn trongnguyên liệu hoặc các enzyme được bổ sung từ nguồn bên ngoài chuyển hóa các chất dựtrữ có trong nguyên liệu thành dạng hòa tan Các enzyme thủy phân tinh bột tạo thànhcác loại đường dễ lên men và các dẫn xuất có phân tử lượng thấp hơn của tinh bột Cácenzyme thủy phân các chất protein thành axít amin và các dẫn xuất của protein Các chất

gôm, xenlulo cũng được thủy phân một phần thành các chất hoà tan Dịch sau khi đườnghóa được tách khỏi bã qua máy lọc.

• Lọc dịch đường: hèm được đưa qua máy lọc nhằm tách bã hèm ra khỏi nước nha Thiết

bị lọc dịch đường phổ biến có 2 loại là nồi lọc lắng hoặc máy ép lọc khung bản

• Đun sôi với hoa houblon: dịch đường sau khi lọc được nấu với hoa houblon bằng cáchđun sôi trong 60-90 phút Mục đích của quá trình nhằm ổn định thành phần của dịchđường, tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng của hoa hublon, diệt khuẩn dịch đườngtrước khi vào lên men

• Lắng nóng dịch đường: dịch sau khi nấu được đưa qua bồn lắng xoáy nhằm tách bã hoahoublon và cặn tạo thành trong quá trình lắng nóng trước khi chuyển vào lên men

Quá trình nấu sử dụng nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt năng và điện năng cho việc vậnhành các thiết bị; hơi nước phục vụ mục đích gia nhiệt và đun sôi

1.2.2.3. Lên men

Làm lạnh và bổ sung ôxy: dịch đường sau lắng có nhiệt độ khoảng 90- 95oC được hạnhiệt độ nhanh đến 8 - 10oC và bổ sung ôxy với nồng độ 68 mg O2/lít Quá trình lạnhnhanh được thực hiện trong các thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất lạnh là nước lạnh 1-2

oC

Chuẩn bị men giống: Nấm men được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, sau đó đượcnhân trong các điều kiện thích hợp để đạt được mật độ nấm men cần thiết cho lên menLên men chính: dịch đường được cấp bổ sung ôxy, làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp

để tiến hành quá trình lên men chính với thời gian và điều kiện phù hợp Việc lên men cóthể được thực hiện trong các tank không có bảo ôn và đặt trong nhà lạnh được kiểm soátnhiệt độ theo chế độ nhiệt độ chung của phòng lên men Công nghệ lên men trong phònglạnh hiện nay không còn phổ biến do tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc chạy lạnh chophòng lên men và khó khăn trong việc thao tác vận hành Ngày nay việc lên men phổ biếnđược tiến hành trong các tank liên hoàn được thiết kế phù hợp cho công nghệ lên men củacác nhà sản xuất khác nhau với hệ thống kiểm soát nhiệt độ và dễ dàng tự động hóa KhíCO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi Thời gian lên men chính thường là 5-7ngày.Trong trường hợp lên men chìm, sau khi kết thúc lên men chính nấm men kết lắngxuống đáy các tank lên men và được lấy ra ngoài gọi là men sữa Nấm men sẽ được lấymột phần để tái sử dụng cho lên men các tank tiếp theo hoặc được thải bỏ Trong trườnghợp lên men nổi, nấm men tập trung lên bề mặt và cũng được tách một phần khỏi dịch lênmen

Lên men phụ: dịch sau khi kết thúc giai đoạn lên men chính được chuyển sang giaiđoạn lên men phụ để hoàn thiện chất lượng bia (tạo hương và vị đặc trưng) Quá trình lên

men này diễn ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể, bia được lắng trong vàbão hoà CO2 Thời gian lên men từ 14-21 ngày hoặc hơn tuỳ thuộc vào yêu cầu của từngloại bia.

1.2.2.4. Lọc bia và hoàn thiện sản phẩm

Lọc bia: Sau lên men, bia được đem lọc để đạt được độ trong theo yêu cầu Lọc biađược tiến hành bằng nhiều loại thiết bị khác nhau Các loại máy lọc bia thường dùng làmáy ép lọc khung bản có sử dụng giấy hoặc vải lọc Trong những năm trước đây nhiềunhà máy sử dụng các máy lọc đĩa nằm ngang với các thiết kế khác nhau Gần đây các nhàsản xuất bia trong các nhà máy quy mô lớn sử dụng máy lọc nến với các cột lọc là các cộtlưới inox có bề mặt lọc rộng, kích thước máy gọn, vận hành hoàn toàn tự động, dễ kiểmsoát độ trong của bia và chất lượng bia ổn định hơn Việc lọc trong bia luôn thực hiện với

sự duy trì nhiệt độ lạnh cho bia trước và sau khi lọc khoảng -1oC đến 1oC Tác nhân quantrọng để lọc bia là các loại bột trợ lọc khác nhau Sau khi lọc chúng trở thành chất thải và

là vấn đề gây ô nhiễm lớn trong quá trình sản xuất

Hoàn thiện sản phẩm, bia có thể được lọc hoặc xử lý qua một số công đoạn như qua

hệ thống lọc trao đổi chứa PVPP hoặc silicagel để loại bớt polyphenol và protein trong bia,tăng tính ổn định của bia trong quá trình bảo quản Nhằm mục đích tăng tính ổn định củabia người ta có thể sử dụng thêm các enzyme hoặc chất bảo quản được phép sử dụng trongsản xuất bia

Pha bia: Trong công nghệ sản xuất bia gần đây các nhà sản xuất tiến hành lên menbia nồng độ cao (phổ biến trong khoảng 12,5 - 16 độ plato) để tăng hiệu suất thiết bị và tiếtkiệm năng lượng Trong quá trình lọc và hoàn thiện sản phẩm họ sẽ pha loãng bia về nồng

độ mong muốn theo tiêu chuẩn sản phẩm trên những thiết bị chuyên dùng Quá trình phaloãng bia luôn yêu cầu nước tiêu chuẩn cao trong đó hàm lượng ô xy hòa tan dưới 0,05ppm

Bão hòa CO2: Bia trong và sau khi lọc được bão hòa thêm CO2 để đảm bảo tiêuchuẩn bia thành phẩm trước khi đóng chai, lon

Lọc bia vô trùng: có nhiều nhà máy bia trang bị hệ thống lọc màng để sản xuất biatươi đóng chai/lon không thanh trùng

Như vậy hệ thống lọc bia trong nhà máy sản xuất bia có nhiều cấp độ khác nhau Tùytheo mục đích mà nhà sản xuất trang bị thiết bị và chất lượng thiết bị đến mức độ cần thiết.1.2.2.5. Đóng chai, lon, keg và thanh trùng sản phẩm

Để đáp ứng nhu cầu khác nhau của người tiêu dùng và đảm bảo việc vận chuyển biađến nơi tiêu thụ, các nhà sản xuất bia phải tiến hành khâu bao gói

Các bao bì phải được rửa sạch sẽ tiệt trùng trước khi chiết rót Khâu rửa bao bì tốn

nhiều hóa chất và năng lượng kèm theo nước thải với tải lượng BOD cao.

Bia được chiết vào chai, lon keg bằng các thiết bị chiết rót Tùy theo yêu cầu của thịtrường, thời gian lưu hành sản phẩm trên thị trường có thể từ 1 tháng đến hàng năm Dovậy yêu cầu chất lượng của bia sau khi đóng vào bao bì cũng rất khác nhau Việc kiểmsoát tốt các thông số trong quá trình chiết như hàm lượng ô xy/không khí trong chai/lonđòi hỏi nghiêm ngặt và như vậy cần phải lựa chọn tốt thiết bị chiết rót ngay từ khi đầu tư.Quá trình đóng chai/lon cần độ chính xác cao về hàm lượng ô xy/không khí, mức bia trongchai Nếu thiết bị làm việc không chính xác sẽ dẫn đến nhiều sản phẩm hỏng, mức hao hụtbia cao, gây tải lượng hữu cơ cao trong nước thải

Sau khi chiết, sản phẩm được thanh trùng.Quá trình thanh trùng được thực hiện nhờnước nóng ở các thang nhiệt độ yêu cầu Yêu cầu kỹ thuật cho khâu thanh trùng được tínhbằng đơn vị thanh trùng

Đơn vị thanh trùng (PE) = t x 1,393 (T - 60)

Trong đó: t là thời gian thanh trùng (phút); T là nhiệt độ thanh trùng (°C)

1.2.3. Các công đoạn phụ trợ:

1.2.3.1. Các quá trình vệ sinh:

Trong sản xuất bia quá trình vệ sinh đóng vai trò quan trọng để đảm bảo các yêu cầucông nghệ và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm Ngoài ra, việc vệ sinh còn chứađựng nhiều vấn đề gây ô nhiễm môi trường nếu không được thiết lập quy trình và quản lýđúng mức.Vệ sinh bao gồm các công việc liên quan đến làm sạch khu vực sản xuất và vệsinh thiết bị.Các thiết bị được chế tạo gần đây luôn trang bị các bộ phận có thể cho phép

vệ sinh có thể tiến hành hoàn toàn tự động trong thiết bị (gọi là CIP)

Vệ sinh nhà xưởng, khu vực sản xuất phải được làm thường xuyên để tránh ô nhiễmchéo từ môi trường vào sản phẩm Công việc chủ yếu thực hiện bằng tay và nhờ sự trợgiúp của các bơm, vòi phun cao áp

Vệ sinh thiết bị nhờ hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP) có thể tự động hoá ở cácmức độ khác nhau Các giai đoạn trong quy trình CIP bao gồm:

- Khâu tráng rửa ban đầu: Các bồn chứa và đường ống được rửa bằng nước thường đểloại các chất bẩn bám trên bề mặt Nước rửa không được tái sử dụng mà thải ra hệthống xử lý nước thải Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào độ bẩn của cácbồn và đường ống

- Khâu rửa bằng hoá chất: Sau khi kết thúc quá trình rửa ban đầu, các bồn chứa và đườngống được súc rửa bằng dung dịch xút nóng ở nhiệt độ 70- 85oC để tẩy sạch các chất bẩn

còn bám ở bề mặt Thời gian tuần hoàn xút nóng 15-30 phút tuỳ thuộc vào mức độ bẩn củathiết bị Xút nóng được thu hồi về thiết bị chứa để tái sử dụng Sau khi tuần hoàn xút nóngthiết bị được tráng rửa bằng nước Một số thiết bị sau khi rửa bằng xút và tráng rửa có thểphải rửa tiếp bằng dung dịch axit Sau đó được tráng rửa bằng nước nhiều lần đến khi sạch.

- Khâu súc rửa cuối cùng: Các bồn và đường ống được súc rửa lần cuối với dung dịchnước ở nhiệt độ môi trường để làm sạch các chất tẩy rửa còn lại Phần nước này đượcthu hồi và tái sử dụng cho khâu súc rửa sơ bộ

Do vậy, ngoài khả năng đảm bảo mức độ vệ sinh thực phẩm, quy trình súc rửa, tái sửdụng cho phép tiết kiệm tài nguyên nước và hóa chất sử dụng

1.2.3.2. Quá trình cung cấp hơi:

Hệ thống nồi hơi đốt than hoặc dầu với áp suất tối đa là 10 bar, áp suất làm việctrong khoảng 4-6 bar.Thiết bị cung cấp hơi là nồi hơi chạy bằng nhiên liệu hóa thạch (than

đá, ga), khí sinh học, hoặc bằng điện.Từ nồi hơi, hơi nước được dẫn trong các ống chịu ápcung cấp cho các thiết bị cần gia nhiệt Hiệu suất của nồi hơi, các chế độ vận hành, việcbảo ôn cách nhiệt, việc tận thu và sử dụng nước ngưng có ý nghĩa lớn trong việc xem xéthiệu quả của hệ thống cung cấp nhiệt trong nhà máy bia

Khói thải nồi hơi có chứa CO, CO2, NOx, SOx và bụi thải Khói thải gây ra hiệu ứngnhà kính, ô nhiễm không khí các khu vực lân cận

1.2.3.3. Quá trình cung cấp lạnh cho sản xuất:

Trong nhà máy bia các quá trình có sử dụng lạnh là quá trình làm lạnh dịch đường từkhâu nấu, quá trình lên men, quá trình nhân và bảo quản giống men, quá trình làm lạnh biathành phẩm trong các bồn chứa bia thành phẩm, quá trình làm lạnh nước phục vụ lên men

và vệ sinh Hệ thống máy lạnh với môi chất hiện nay thường sử dụng là ammoniac sẽlàm lạnh glycol hoặc nước là các môi chất thứ cấp cho các thiết bị lên men và trao đổinhiệt.Việc tính toán công suất máy lạnh, thiết kế hệ thống cung cấp lạnh hợp lý sẽ đảmbảo chi phí vận hành thấp, hiệu quả sản xuất cao

1.2.3.4. Quá trình cung cấp khí nén:

Khí nén được dùng trong nhiều quá trình trong nhà máy sản xuất bia Khí nén đượccung cấp bởi máy nén khí , chứa sẵn trong các bình chứa Máy nén khí tiêu tốn nhiều điệnnăng, khí nén được dự trữ ở áp suất cao trong các balông chứa khí, rất dễ bị rò rỉ, hao phí

do thoát ra ngoài trên đường ống

1.2.3.5. Quá trình thu hồi và sử dụng CO 2

Bao gồm balông chứa, thiết bị rửa, máy nén CO2 , thiết bị loại nước, lọc than hoạt

tính, thiết bị lạnh, thiết bị ngưng tụ CO2, 1 tank chứa CO2 , 1 thiết bị bay hơi CO2, hệthống đường ống, phụ kiện Toàn bộ CO2 trong quá trình lên men sẽ được thu lại và sửdụng cho việc bão hòa CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc.

CHƯƠNG II: CÁC NGUỒN THẢI TỪ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ2.1 CÁC NGUỒN THẢI TỪ NHÀ MÁY BIA

2.1.1 Nước thải:

Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn mộtlượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một lượng nước thảilớn Cụ thể như sau:

• Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây ô nhiễmnên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại

• Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm

- Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu,

- Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch đường và thiết bịtách bã

Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã hoa, tinh bột,các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…

• Nước thải từ công đoạn lên men:

Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã men, biacặn và các chất hữu cơ

• Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết chai, đóng nắp,thanh trùng Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửachai và téc chứa Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuấtbia

Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ bao bì tái sửdụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…

• Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm lạnh có chứahàm lượng chlorit cao

• Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai Dòng thải này có lưu lượngnhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho các mục đích khác

• Bên cạnh nước thải sản xuất, một nguồn ô nhiễm khác đó là nước thải sinh hoạt từ nhà

vệ sinh, nhà bếp phục vụ cán bộ công nhân viên Nước thải này chủ yếu chứa các chấtgây ô nhiễm BOD, COD, SS, N, P, vi sinh vật ở mức trung bình, nếu nước thải nàykhông được xử lý thích đáng cũng gây ra những tác động xấu đến môi trường

Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác, sự khácnhau có thể chỉ là sự áp dụng phương pháp lên men nổi hay lên men chìm Nhưng sự khácnhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, máy móc, nhà xưởng… Điều

đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà máy bia rấtkhác nhau Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ rửa tiết kiệm

nước thì lượng nước thấp, như ở Cộng Hoà Liên Bang Đức nước sử dụng và nước thải bianhư sau:

- Định mức nước cấp: 4 – 8 m3/1000lít bia, tải lượng nước thải 2,5 – 6 m3/1000 lit bia

- Tải trọng BOD5: 3 – 6 kg/1000 lít bia; tỷ lệ BOD5/COD = 0,55 – 0,7

- Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau:

BOD5 = 1100 đến 1500 mg/l; COD = 1800 – 3000 mg/l;

- Tổng nitơ = 30 đến 100 mg/l; tổng photpho = 10 đến 30 mg/l

Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của nhà máybia không thể thấp hơn 2 – 3 m3/1000 lít bia sản phẩm Trung bình lượng nước thải ở nhiềunhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm

Rosenwinker đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của một số nhà máybia như bảng sau:

Bảng 2.1 Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia

Thông số Đơn vị Nhà máy I Nhàmáy II Nhà máy III

-Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến đổi theochu kì và mùa sản xuất

Bảng 2.2 Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm 2002

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

Công nghiệp sản xuất bia tạo nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường Hiệnnay tiêu chuẩn nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14 lít nước thải/ lítbia, phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất

Do có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải sản xuất bia gây mùihôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng Mặtkhác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho cácthuỷ vực Vì vậy các loại nước thải này cần phải xử lý trước khi xả ra nguồn nước tiếpnhận

2.1.2 Khí thải

 Bụi

Bụi có thể được tạo ra tại công đoạn tiếp nhận, vận chuyển và nghiền malt, nghiềngạo đặc biệt là hệ thống nghiền khô Trong phân xưởng nghiền, bụi có thể thu hồi bằng hệthống hút và lọc bụi Bụi là thành phần giàu chất hòa tan, tuy nhiên chủ yếu là các chất cóthể gây ảnh hưởng xấu cho sản phẩm

 Khí thải nồi hơi

Chủ yếu là khí thải phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu là dầu FO chạy nồi hơi.Cácchất ô nhiễm trong khí thải của lò hơi SO2, NOx, CO, VOX Do vậy, các nhà máy cần xâydựng hệ thống xử lý khí thải nhằm đảm bảo chất lượng khí thải trước khi thải ra môitrường bên ngoài

 Khí CO 2

Khí CO2 sinh ra ở công đoạn lên men nhưng khí này thường được thu hồi bằng hệthống thu hồi CO2 để làm nguồn cung cấp gas cho bia thành phẩm và bán để làm bình cứuhỏa

 Tác nhân lạnh

Hiện nay, các nhà máy đang sử dụng những loại tác nhân lạnh như NH3, Glycol,CFC.Tuy nhiên, người ta đã xác định được tác hại to lớn của CFC đến môi trường, đây làkhí gây hiệu ứng nhà kính và là tác nhân làm suy giảm tầng ozone vì vậy mà hiện nay CFCđược thay thế bằng các tác nhân lạnh khác

 Khí thải từ nhà nấu

Trong quá trình đun sôi dịch đường, thành phần các chất dễ bay hơi trong dịch đường

và hoa houblon bay hơi thường tạo ra các mùi đặc trưng cho không gian xung quanh nhànấu Để giảm lượng khí tạo ra từ nhà nấu, người ta có thể sử dụng các hệ thống ngưng tụhơi lắp đặt trên các nồi nấu và được nén lại nhờ các máy nén khí

2.1.3 Chất thải rắn

2.1.3.1 Chất thải rắn sinh hoạt:

Rác thải sinh hoạt sinh ra do các hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trongNhà máy bao gồm 2 loại:

- Loại cứng: vỏ đồ hộp, vật dụng, bao bì nhựa, thủy tinh…

- Loại mềm: thức ăn thừa, vỏ trái cây, giấy, nilon…

2.1.3.2 Chât thải rắn công nghiệp:

Bảng 2.3 Thành phần và định mức CTR của công nghiệp sản xuất bia

Loại chất thải Lượng trung bình (kg/hl bia)

 Bã malt và hoa houblon

Cứ 100 kg malt nghiền nhỏ có thể tạo ra 110 – 130 kg bã malt đại mạch có độ ẩm 70– 80% hay khoảng 20 kg/100 lít bia thành phẩm Vì vậy có thể ước lượng, hàng năm cókhoảng 200 tấn bã malt ẩm tương ứng với lượng bia thành phẩm là 1 triệu lít

Bã malt với nhiều thành phần dinh dưỡng nên thường được dùng làm thức ăn gia súc

Để tăng khả năng bảo quản thành phần sản phẩm phụ này và hạn chế chi phí cho vậnchuyển, người ta có thể sấy bã malt thành dạng khô

Khác so với bã malt, bã hoa houblon sau quá trình đun sôi thường được loại bỏ, hiếmkhi người ta thu hồi bã hoa để tái sử dụng vào bất kì mục đích gì Vì thế, hầu hết trong cácnhà máy bia, người ta thường nghiền nhỏ hoa hoặc sử dụng các chế phẩm hoa cao và hoaviên để giảm nhân công cho công đoạn lọc bã hoa sau quá trình đun hoa Sau đun hoa, bãhoa sẽ được tách ra trong thiết bị lắng xoáy Bao bì chứa các chế phẩm hoa như lon thiếc

 Cặn nóng

Cặn nóng hình thành được tách ra ở thiết bị lắng xoáy, đôi khi được tách ra ở cácthiết bị phân tách đặc biệt hoặc ở thùng lắng Nói chung trong cặn tách ra vẫn còn chứamột phần dịch đường cần được thu hồi lại Vì thế, ở nhiều nhà máy, người ta đã sử dụngdịch chứa cặn này để làm nước rửa bã nhằm tận thu lượng chất chiết trong dịch đường này,đồng thời làm giàu protein trong bã malt Tuy nhiên, công đoạn này có thể ảnh hưởng đếnchất lượng của dịch đường và để hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng của bia, người tathường không tận dụng lượng dịch đường còn lại trong bã

 Nấm men thừa

Một số lượng lớn nấm men giống sau khi sử dụng còn thừa lại, nếu không được xử lý

có thể sẽ dẫn tới sự thối rữa và gây ô nhiễm môi trường

Thông thường, từ 1 triệu lít bia một năm có thể tạo ra 15 – 18 tấn bã men cần được

xử lý Giải pháp tốt nhất là tận dụng nguồn dinh dưỡng giàu vitamin và protein này để làmthức ăn gia súc Bã men phải được sấy khô nhanh chóng để bảo quản, đồng thời giảmnhững tác động của chúng đối với hệ vi sinh và hệ thống tiêu hóa của gia súc Một hướngkhác có thể được quan tâm đó là sử dụng nấm men trong ngành dược phẩm

Nhiều nhà máy bia chỉ xử lý bằng cách đổ bùn trợ lọc thành đống lớn Nước trongbùn sẽ thoát ra và hạn chế sự dàn trải của bùn trợ lọc trên mặt đất.Chất trợ lọc trong các bểlắng hoặc trong các đường ống lâu ngày sẽ bám cứng và rất khó loại bỏ

Một số giải pháp xử lý hiện nay là ép bùn trợ lọc sao cho giảm lượng nước xuốngdưới 50% bằng máy sấy dạng băng và máy ép lọc Sản phẩm khô sau quá trình này có thể

sử dụng làm phân bón nông nghiệp vì có thành phần nấm men bám theo

Hiện nay, người ta cũng có thể sử dụng bột trợ lọc thải để dùng trong công nghiệpxây dựng như sản xuất gạch, xi măng

 Nhãn mác

Với hệ thống rửa chai công suất 1 triệu lít bia trên năm, có thể thải ra 1,5 tấn nhãnchai Số lượng này có thể tăng lên phụ thuộc loại nhãn và số nhãn sử dụng trên chai.

Nhãn loại ra từ máy rửa chai được tách ra và được ép để thu hồi lượng kiềm dính trênnhãn

Việc loại bỏ nhãn đòi hỏi tốn nhiều năng lượng để tuần hoàn kiềm trong máy rửachai đồng thời chỉ thu được bột nhão giấy khó thu hồi và tái sử dụng Vì thế, nhãn này chủyếu được chất thành đống

 Chai vỡ

Lượng chai vỡ trong nhà máy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của thủy tinh Cóthể giả định rằng với thủy tinh chất lượng trung bình, hàng năm có khoảng 3,5 tấn vụnthủy tinh từ các bao bì thu hồi lại được tạo ra tương ứng với công suất 1 triệu lít

Những chai bia vỡ được tập trung vào các khu chứa và được gửi trả lại nhà máy thủytinh để tái chế

 Lon bia

Lon bia rỗng, do vỏ mỏng nên dễ bị hư hỏng Người ta đã ước lượng có khoảng 3 –4% lon bia không thể sử dụng để chiết và bị loại ra Các lon được ép và gửi lại nhà sảnxuất để tái chế

2.1.3.3 Các chất thải thứ yếu khác:

- Bìa cứng và bìa cacton đóng hộp

- Giấy thải từ phòng quản lý và sản xuất

- Kim loại và nhựa thải

2.2 CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM KHÁC

 Ô nhiễm nhiệt

Nhiệt độ môi trường làm việc ở nhà máy bia có thể chia làm 2 loại ảnh hưởng tới sứckhỏe con người và môi trường như sau:

- Vùng nhiệt độ thấp: Trong phân xưởng lên men, khoảng 6 – 80oC

- Vùng nhiệt độ cao: Trong khu vực lò hơi, phân xưởng nấu… Do vậy, cần bố trí hệthống thông gió tốt để thoát nhiệt

 Ô nhiễm tiếng ồn

Nhìn chung, tiếng ồn tạo ra ở các vị trí sau:

- Trong phân xưởng nghiền

- Trong phân xưởng đóng chai

- Gần máy nén chất làm lạnh và không khí

- Gần thiết bị ngưng tụ hơi

- Gần máy nén hơi

Để giảm tiếng ồn phát ra, có thể sử dụng các biện pháp sau:

- Lựa chọn vật liệu xây dựng: tường đôi cách âm, cửa sổ kín

- Lắp đặt thiết bị giảm âm ở phân xưởng chiết chai

- Hạn chế sử dụng tường ghép

- Làm vỏ cách âm ở những máy gây ồn lớn

- Công nghiệp sản xuất Bia là một trong những ngành công nghiệp đóng vai trò quantrọng trong nền kinh tế cả nước Ngoài việc giải quyết việc làm cho hàng vạn lao động,còn đóng góp một phần không nhỏ cho ngân sách Nhà nước Tuy nhiên, bên cạnhnhững lợi ích to lớn đó, vấn đề chất thải cần phải được quan tâm, đặc biệt là nước thải

- Công nghiệp sản xuất Bia là một trong những ngành sản xuất sử dụng lượng nước khálớn Do đó, lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất cần phải được xử lý mộtcách hiệu quả

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

3.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

3.1.1. Phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học thường là giai đoạn đầu tiên trong dây chuyền công nghệ

xử lý nước thải (giai đoạn tiền xử lý), có nhiệm vụ loại ra khỏi nước thải tất cả các vật cóthể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu quả xử lý cho cácgiai đoạn sau, cụ thể:

- Loại bỏ hoặc cắt nhỏ những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải như mảnh

gỗ, nhựa, gạc bông, giẻ rách, vỏ hoa quả…

- Loại bỏ cặn nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại…

- Loại bỏ phần lớn dầu mỡ

Các công trình bố trí trong giai đoạn tiền xử lý gồm song chắn rác, lưới chắn rác,thiết bị nghiền, cắt vụn rác (nếu cần), bể lắng cát, bể điều hòa, tách dầu mỡ, lọc cơ học…

Nước thải công nghiệp sản xuất bia có chứa mảnh thủy tinh vỡ (chai vỡ), nhãn giấy,nút chai, hàm lượng chất lơ lửng cao (400 – 800 mg/l)… nên cần phải qua giai đoạn xử lý

cơ học trước khi sang các giai đoạn xử lý tiếp theo

3.1.2. Phương pháp hóa học – hóa lý

Cơ sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình hóa lý diễn ragiữa chất bẩn với hóa chất cho thêm vào

Các phương pháp hóa học như oxi hóa, trung hòa, trao đổi ion, đông keo tụ, khửtrùng; còn các phương pháp hóa lý như tuyển nổi, hấp phụ…

 Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lý tốtbằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về vùng 6,5 – 7,5.Trung hoà có thể thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit với dòng thải có tínhkiềm hoặc sử dụng các hoá chất như: H2SO4, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaO, Ca(OH)2,MgO, CaCO3… Điều chỉnh pH thường kết hợp ở bể điều hoà hay bể keo tụ

Đặc trưng chung nước thải ngành bia có giá trị pH kiềm tính do dòng thải của quátrình rửa chai có độ pH cao Mặt khác, nước vệ sinh các thiết bị trong nhà xưởng cũngchứa axit nên có sự dao động pH qua từng công đoạn.Vì vậy, cần phải điều chỉnh pH vềgiá trị thích hợp cho xử lý sinh học phía sau; công đoạn này được thực hiện kết hợp trong

Đối với nước thải ngành bia thì phương pháp này không thích hợp vì trong nước thảibia, hàm lượng các chất hữu cơ ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng cao mà các chấtnày không thích hợp cho phương pháp keo tụ

 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ có nghĩa là sự chuyển dịch một phân tử từ pha lỏng đến pha rắn Phươngpháp này được dùng để loại bỏ các chất bẩn hòa tan trong nước mà phương pháp xử lýsinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thôngthường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và màu rất khóchịu.

Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keonhôm… Trong đó than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất

Các chất ô nhiễm trong nước thải bia là những chất có khả năng phân hủy sinh học.Hiệu quả khử các chất này bằng phương pháp sinh học tương đối dễ nên không cần sửdụng phương pháp hấp phụ

 Tuyển nổi

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng

tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt Sau đó người

ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước

Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng sản quý

và cũng được dùng trong xử lý nước thải để tách các hạt keo lơ lửng, tách dầu mỡ Tuynhiên, đối với nước thải ngành bia, do hàm lượng các chất lơ lửng không cao lắm và khảnăng tự lắng tương đối tốt nên phương pháp tuyển nổi hầu như không được áp dụng

 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi vớicác ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là cácionit và chúng hoàn toàn tan trong nước

Phương pháp này được dùng để loại các ion kim loại cũng như các chất chứa asen,xianua, chất phóng xạ ra khỏi nước; đồng thời nó còn được dùng phổ biến để làm mềmnước, loại ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước cứng

Đối với nước thải bia thì phương pháp này hầu như không được sử dụng

 Phương pháp khử trùng

Dùng các chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán

để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng.Khử trùng có thể dùng các hóa chất hoặc tác nhân vật lý như ozon, tia tử ngoại

Các chất khử trùng thường dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javen, vôi clorua,các hypoclorit, cloramin B

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối quá

hóa lý và sinh học thì hàm lượng các vi sinh vật gây bệnh đã giảm đáng kể nhưng để đảmbảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn hoặc tái sử dụng thì cần phải qua bước khử trùng cuốicùng.

3.1.3. Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm hữu

cơ có trong nước thải Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làmnguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào, đồng thời tổng hợp năng lượng cho quá trình sống.Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm được chuyển hoá và nước thải đượclàm sạch

Quá trình xử lý sinh học nước thải có thể chia làm hai quá trình là phân huỷ yếm khí

và phân huỷ hiếu khí; có thể xử lý trong điều kiện tự nhiên hay trong điều kiện nhân tạo.3.1.3.1. Xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên:

Cơ sở của phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên là dựa vào hoạt độngsống của hệ vi sinh vật có trong đất, nước mặt để chuyển hoá các hợp chất ô nhiễm

 Xử lý nước thải trong hồ sinh học:

Thực chất của quá trình xử lý này là sử dụng khu hệ vi sinh vật (vi khuẩn, tảo,nguyên sinh vật…) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước

Hồ sinh học là dạng xử lý trong điều kiện tự nhiên được áp dụng rộng rãi hơn cả vì

có những ưu điểm như: tạo dòng nước tưới tiêu và điều hòa dòng thải, điều hoà vi khí hậutrong khu vực, không yêu cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản lý đơn giản, hiệu quả

xử lý cao Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu diện tích lớn và khó điềukhiển được quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với khu vực xung quanh.Theo nguyên tắc hoạt động của hồ và cơ chế phân giải các chất ô nhiễm mà người tachia ra làm 3 loại hồ:

a. Xử lý nước thải bằng hồ hiếu khí

Hồ hiếu khí làm sạch nước bằng quá trình oxi hoá nhờ các vi sinh vật hiếu khí và hôhấp tuỳ tiện có trong nước

Nhu cầu oxi cho quá trình oxi hoá được đáp ứng nhờ khuếch tán bề mặt hoặc làmthoáng nhân tạo Ở hồ làm thoáng tự nhiên, oxi không khí dễ dàng khuếch tán vào lớpnước phía trên và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển tiến hành quang hợpthải ra oxi Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâu của lớp nước phải nhỏ, thường là 30– 40cm, do chiều sâu nhỏ nên thường thì diện tích lớn Thời gian lưu nước từ 3 – 12 ngày

Ở hồ làm thoáng nhân tạo nguồn cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí là các thiết bị khuấytrộn cơ học hoặc nén khí Nhờ vậy, mức độ hiếu khí trong hồ thường mạnh hơn, đều hơn

và độ sâu của hồ cũng lớn hơn (2 – 4,5m).Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 1 – 3 ngày

b. Xử lý nước thải bằng hồ kị khí

Dùng để lắng và phân hủy cặn bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên cơ sởsống và hoạt động của loại vi sinh vật kỵ khí.

Loại hồ này dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn cao.Trong quátrình xử lý sinh mùi thối khó chịu nên cần đặt cách xa nhà máy Để duy trì điều kiện kỵ khíthì chiều sâu hồ phải lớn, thường lấy bằng 2,4 – 3,6m

c. Xử lý nước thải bằng hồ tùy nghi

Hồ sinh học tùy tiện sâu từ 1,5 – 2m Ngoài tầng hiếu khí phía trên hồ còn có cáctầng kỵ khí tùy tiện, kỵ khí lớp bùn cặn lắng phía dưới.Thời gian lưu nước trong hồ từ 3 –

5 ngày

Oxi cung cấp cho quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong hồ chủ yếu là do quang hợpcủa tảo và khuếch tán từ không khí qua bề mặt hồ Ngoài ra các vi khuẩn tùy tiện hoặc vikhuẩn kỵ khí còn sử dụng oxi liên kết từ nitrit, nitrat, sunphat… để oxi hóa chất hữu cơ

Vùng 1: Hiếu khí, vùng 2: tùy nghi, vùng 3: kị khí

Hình 3.1.Ví dụ về dòng trao đổi vật chất trong hồ sinh học.

3.1.3.2. Xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo:

a. Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh học yếm khí:

• Nguyên lý của phương pháp

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ cótrong nước thải khi không có oxi Phương pháp này dùng để ổn định cặn và xử lý nướcthải công nghiệp có nồng độ COD, BOD cao Quá trình phân hủy các chất thực hiện nhờcác chủng vi khuẩn kị khí bắt buộc và kị khí không bắt buộc

• Cơ chế của quá trình xử lý yếm khí

Chuyển hóa yếm khí

Cơ chế phân giải yếm khí:

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ là quá trình phức tạp trong môi trường không cókhông khí, gồm nhiều giai đoạn và sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2, H2S, NH3…

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân

Các hợp chất hữu cơ phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit bị phân hủy dướitác dụng của các Enzym hydrolaza của vi sinh vật thành các chất hữu cơ phân tử lượngnhỏ như đường đơn, axit amin, axit hữu cơ, peptit, glyxerin

Trong giai đoạn này, các hợp chất gluxit phân tử lượng nhỏ, các hợp chất hữu cơchứa Nitơ (protein) phân hủy nhanh hơn, trong khi các hợp chất hữu cơ có phân tử lượnglớn như tinh bột, các axit béo được phân hủy chậm, đặc biệt là cellulose và lignocellulosechuyển hóa rất chậm và không triệt để do cấu trúc phức tạp Các vi sinh vật tham gia vàoquá trình thủy phân phụ thuộc vào các chất ô nhiễm đầu vào và các đặc trưng khác củanước thải

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ

Các sản phẩm thủy phân sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa trong điềukiện yếm khí Sản phẩm phân giải là các axit hữu cơ phân tử lượng nhỏ như axit propionic,axit butyric, axit lactic , các chất trung tính như rượu, andehyt, axeton Ngoài ra, một sốkhí cũng được tạo thành như CO2, H2, H2S, một lượng nhỏ CH4

Thành phần của các sản phẩm trong giai đoạn lên men phụ thuộc vào bản chất cácchất ô nhiễm, tác nhân sinh học và điều kiện môi trường

Đặc biệt trong giai đoạn này, nitơ được chuyển thành NH4 một phần nhỏ được sửdụng để xây dựng tế bào, phần còn lại tồn tại trong nước thải dưới dạng NH4+

Giai đoạn 3: Giai đoạn lên men axit axetic

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic sẽ được từngbước chuyển hóa thành axit axetic

- Chuyển hóa axit lactic:

3CH3-CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + 2H2O

- Oxy hóa liên kết của các axit béo bằng cơ chế oxy hóa-khử:

Chuyển hóa yếm khí

R – CH3CH2COOH + 2H2O Rn-2 – COOH + CH3COOH

Axit béo mạch dài Axit béo mạch ngắn Axit axetic

Giai đoạn 4: Giai đoạn Mêtan hóa

Mêtan hóa là giai đoạn quan trọng nhất của toàn bộ quá trình xử lý yếm khí Dưới tácdụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính bị phân giải tạothành khí metan

- Khoảng 30% khí CH4 tạo thành do quá trình khử CO2:

4CH3-CH2-COOH + 2H2O 7CH4 + 5CO22CH3-(CH2)2-COOH + 2H2O 5CH4 + 3CO2

+ CH4 cũng có thể được hình thành do Decacboxyl các chất trung tính:

2C2H5OH 3CH4 + CO2CH3-CO-CH3 + H2O 2CH4 + CO2

• Tác nhân sinh học

Trong phân giải yếm khí, các quá trình thủy phân và lên men xảy ra dưới tác dụngcủa nhiều chủng vi khuẩn khác nhau Thành phần hệ vi sinh vật trong phân giải yếm khíphụ thuộc chủ yếu vào bản chất của các chất ô nhiễm có trong nước thải

- Vi sinh vật trong giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ:

+ Môi trường giàu xenlulo thường có các vi khuẩn: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes.+ Môi trường giàu protein: Bacillus, Clostridium, Proteus và E.Coli

+ Môi trường giàu lipit: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes, Bacterioides

+ Môi trường giàu tinh bột: Micrococus, Lactobacillus, Pseudomonas, Clostridium

• Các yếu tố ảnh hưởng đến xử lý sinh học yếm khí

- Nhiệt độ

Đây là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình bỡi vì nó ảnh hưởng tới hoạt độngchuyển hóa của vi sinh vật Nhiệt độ tối ưu cho toàn quá trình phụ thuộc vào chủng loại visinh vật Trong thực tế, cả 2 nhóm ưa nóng và ưa ấm đều có khả năng phân hủy yếm khí.Dải nhiệt độ cho quá trình phân giải yếm khí rộng từ 30 – 600C.Tuy nhiên, nhiệt độtối ưu cho mỗi quá trình còn phụ thuộc vào đặc tính ưa nhiệt của tác nhân sinh học Bởichỉ một khoảng biến động nhiệt độ nhỏ cũng ảnh hưởng tới hoạt lực của vi sinh vật.

Với các vi sinh vật ưa nóng, khoảng nhiệt độ tối ưu của chúng từ 55 – 600C, còn vớicác vi sinh vật ưa ấm thì 33 – 370C

Để thu được hiệu suất tạo khí metan cao và ổn định thì phải ổn định nhiệt độ trongdải ưa ấm

- Độ pH

Thiết bị phân hủy yếm khí được vận hành trong khoảng pH từ 6,6 – 7,6 với khoảngtối ưu từ 7 – 7,2 Mặc dù vậy, vi sinh vật axit hóa có thể chịu được pH = 5,5 nhưng ở giátrị này vi khuẩn metan hóa bị ức chế mạnh

Thiết bị phân hủy yếm khí cần được trang bị thiết bị đo và điều chỉnh pH khi cầnthiết để đảm bảo ổn định độ pH của hệ thống ở giá trị trung tính Nếu pH xuống thấp cần

bổ sung kiềm hoặc ngừng cấp liệu để thiết bị tự điều chỉnh

- Nồng độ cơ chất

Vi khuẩn thực hiện quá trình phân giải yếm khí có tốc độ tạo sinh khối rất nhỏ Thựcnghiệm cho thấy tỷ lệ C/N cần duy trì ở 30/1 Các yếu tố quan trọng khác như P, Ca, K, Nacũng cần bổ sung tùy theo thành phần và tính chất nước thải cần xử lý

- Tải trọng khối (Tk, kgCOD/m 3 /ngày)

Tải trọng chất hữu cơ phụ thuộc vào tải lượng có trong nước thải, tải trọng thủy lựchay thời gian lưu Khi tải lượng chất hữu cơ cao sẽ làm dư thừa các axit hữu cơ dẫn đến

pH giảm, gây bất lợi cho vi khuẩn metan hóa Tải lượng chất hữu cơ thấp sẽ không có lợicho quá trình khí hóa

Thời gian lưu nước phụ thuộc vào đặc tính của nước thải và điều kiện môi trường.Thời gian lưu quá ngắn (tải trọng khối cao) sẽ không cho phép các vi khuẩn yếm khí, đặcbiệt là vi khuẩn metan tiếp xúc và trao đổi với các chất ô nhiễm nên làm giảm hiệu quả xửlý; ngược lại thời gian lưu càng lâu càng có lợi cho hiệu quả tạo biogas và xử lý nước thảinhưng gây chi phí tốn kém Thời gian tối ưu cho quá trình phân hủy yếm khí trong hệthống UASB là 0,5 – 6 ngày

- Thế oxy hóa khử (hàm lượng H 2 ) trong giai đoạn tạo axit axetic

Lactat + H2O axetat + 2H2 + CO2 + QEtanol + H2O axetat + 2H2 - Q

Butyrat + H2O axetat + 2H2 - QPropionat + H2O axetat + 3H2 + CO2 - QCác phản ứng oxy hóa khử này sẽ được thực hiện khi không có các vi khuẩn có khảnăng sử dụng H2.

Thế oxy hóa khử ảnh hưởng tới quá trình phân giải yếm khí theo nguyên lý LeChaterier về chuyển dịch cân bằng hóa học: “Mọi sự thay đổi của các yếu tố xác định trạngthái của một hệ cân bằng sẽ làm cho cân bằng chuyển dịch về phía chống lại những thayđổi đó” Khí H2 sinh ra từ các phản ứng trên nếu không được giải phóng sẽ gây ra áp lựclớn (nồng độ cao), làm cho cân bằng chuyển dịch về phía không sinh ra H2 nữa và hiệu quảlên men axit axetic giảm xuống

Nhờ có quá trình metan hóa làm giảm nồng độ axetat, hơn nữa H2 được các vi khuẩnmetan hóa sử dụng để khử CO2 tạo khí CH4 nên nồng độ khí H2 giảm, cân bằng sẽ chuyểndich theo hướng tạo ra sản phẩm axetat và H2 Nếu quá trình này diễn ra liên tục thì hiệuquả xử lý nước thải rất cao

- Các chất độc

Các chất ức chế hoặc độc đối với các vi sinh vật phân giải yếm khí khá đa dạng:+ Amon: Ức chế quá trình metan hóa

+ Hydrocacbua halogen hóa: Ức chế quá trình metan hóa

+ Hydrocacbua vòng thơm: Ảnh hưởng lớn tới nhóm vi khuẩn metan hóa

+ Một số kim loại nặng

• Đặc điểm thiết bị UASB

Các dạng thiết bị xử lý yếm khí rất đa dạng và phong phú Từ loại đơn giản như hầmBiogas đến phức tạp như thiết bị UASB Các dạng xử lý yếm khí như: thiết bị yếm khí tiếpxúc, thiết bị yếm khí giả lỏng, thiết bị xử lý chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính dòng hướnglên (UASB), thiết bị dạng tháp đệm

Trong đó, UASB là dạng xử lý được sử dụng rộng rãi trong xử lý nhiều loại nướcthải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao; nó rất phù hợp cho xử lý nước thải bia Cấu tạo

Bể UASB được thể hiện trên hình vẽ 3.1

Hình 3.2.Sơ đồ cấu tạo bể UASB.

1 Vùng phản ứng kị khí; 2 Vùng lắng cặn; 3 Cửa dẫn hỗn hợp bùn nước sau khi đãtách khí đi vào ngăn lắng; 4.Cửa tuần hoàn cặn; 5.Máng thu nước; 6 Nước sang Aeroten;

7 Khí sản phẩm thu được; 8 Ống dẫn hỗn hợp khí

 Nguyên tắc hoạt động

Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đều trên diệntích đáy bể Nước thải từ dưới lên với vận tốc 0,6 – 0,9 m/s để giữ cho lớp bùn luôn ởtrạng thái lơ lửng Hỗn hợp bùn kị khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan trong nướcthải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (70 – 80% mêtan, 20 – 30% cácbonic) vànước Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí được sinh ra nổi lên trên bề mặt làm xáo trộn

và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng Khi hạt cặn nổi lên va phải tấmchắn phía trên bị vỡ ra, khí thoát lên trên cặn rơi xuống dưới Hỗn hợp bùn nước đã táchhết khí được chuyển vào ngăn lắng.Hạt cặn trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy vàtuần hoàn lại vùng phản ứng kị khí Nước trong được thu vào máng và được dẫn sang bể

xử lý đợt II (Aeroten) Khí biogas được thu về bình chứa rồi theo ống dẫn ra ngoài

Bùn trong bể được hình thành hai vùng rõ rệt: ở chiều cao khoảng 1/4 tính từ đáy lên,lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ có nồng độ từ 5000 – 7000 mg/l, phía trên lớpnày là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000 – 3000 mg/l gồm các bông cặn chuyển động giữalớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống Bùn trong bể là sinh khối đóng vaitrò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ.Nồng độ cao của bùn hoạttính trong bể cho phép bể làm việc với tải trọng chất hữu cơ cao

Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc hiệu quả đòi hỏi thời gian vậnhành khởi động từ 3 – 4 tháng Nếu cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩn tạo mêtan trước với