Tiểu luận cộng nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất bia

Bài Luận Đề Tài: Công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất bia MỤC LỤC……………………………………………………………… I Tổng quan ngành sản xuất bia Việt Nam……………………………2 Giới thiệu bia…………………………………………………2 Tình hình sản xuất bia xu hướng phát triển Việt Nam… II Nguyên vật liệu………………………………………………………….3 Nước…………………………………………………………………3 Mạch nha……………………………………………………………3 Gạo………………………………………………………………… Hoa bia………………………………………………………………4 Men………………………………………………………………….4 III Quy trình sản xuất bia………………………………………………… Xay nguyên liệu…………………………………………………6 Nấu………………………………………………………………6 Lên men…………………………………………………………6 Lọc bia hoàn thiện sản phẩm……………………………… Đóng chai, lon, keg trùng sản phẩm………………… Các phận phụ trợ…………………………………………… a Các trình vệ sinh b Quá trình cung cấp c Quá trình cung cấp lạnh cho sản xuất d Quá trình cung cấp khí nén e Quá trình thu hồi sử dụng CO2 Các vấn đề môi trường phát sinh………………………………10 IV Nguồn gốc thành phần nước thải trình sản xuất bia……11 Nguồn gốc nước thải………………………………………… 11 Thành phần tính chất nước thải……………………………… 11 Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia….12 V Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Hầm tiếp nhận………………………………………………….14 a Song chắn rác b Bể gom c Lưới lọc Bể điều hoà…………………………………………………….14 Bể UASB………………………………………………………15 Bể sinh học MRRB…………………………………………….16 Bể lắng…………………………………………………………19 Bể lọc áp lực………………………………………………… 19 Bể nano dạng khô………………………………………………20 VI Ưu, nhược điểm công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia… 20 Ưu điểm……………………………………………………… 20 Nhược điểm…………………………………………………….20 VII Kết luận…………………………………………………………….20 I Tổng quan ngành sản xuất bia Việt Nam: Giới thiệu bia: Đức: “Bia loại đồ uống thu nhận nhờ lên men không qua chân cất, sử dụng hạt đại mạch nảy mầm, hoa huoblon, nấm men nước” Pháp: “Bia loại đồ uống thu cách len men rượu dịch chiết chất từ đại mạch nảy mầm, có bổ sung không 30% nguyên liệu thay khác hoa huoblon” Việt Nam: “Bia đồ uống len men có độ cồn thấp, len men từ nguyên liệu malt, huoblon, nấm men nước’ Bia loại nước uống mát, bổ, có độ cồn thấp, có bọt xốp mịn va hương vị đặc trưng hoa huoblon Đặc biệt CO2 bia có tác dụng làm giảm nhanh khát người uống, giúp tiêu hoá nhanh ăn uống ngon miệng Nhờ ưu điểm này, bia sử dụng rộng rãi hầu khắp nước giới sản lượng ngày tăng Bia người chế biến sử dụng từ 1000 năm trước công nguyên Quê hương thứ đồ uống lạc Babilon định cư vùng hạ lưu sông Hố (vùng Lưỡng Hà) Qua gần 1000 năm phát triển, ngày nay, công nghệ sản xuất bia đạt đến mức hoàn chỉnh Thực chất Công nghệ bia công nghệ Enzym Công nghệ vi sinh vật Với bia, sử dụng mức tạo cho người thoải mái dễ chịu tăng sức lực cho thể Hàm lượng rượu ethylic bia thấp so với rượu, ảnh hưởng xấu người Thành phần chất hoà tan bia có ích cho thể người Tình hình sản xuất bia xu hướng phát triển Việt Nam: Năm 2003, suất bia nước đạt 1.29 tỉ lít/năm, năm 2004 vượt lên 1.37 tỉ lít/năm, năm 2005 1.5 tỉ lít/năm, năm 2007 1.7 tỉ lít/năm Vì quy hoạch tồng thể phát triển ngành bia rượu, nước giải khát Việt Nam đến năm 2010, Bộ Công Nghiệp điều chỉnh lại tiêu năm 2010 sản lượng bia nước 2.5 tỉ lít Mục tiêu đến năm 2010, ngành bia-rượu-nước giải khát ngành kinh tế mạnh, khuyến khích sử dụng nguyên liệu nước, sản phẩm chất lượng cao, có uy tín, thương hiệu Với định hướng phát triển đại hoá công nghệ, ưu tiên sử dụng thiết bị nước, tập trung đầu tư nhà máy có công suất lớn, quy hoạch xây dựng trung tâm nghiên cứu Ngày nay, vệ sinh an toàn thực phẩm yếu tố đầu định đến chất lượng sản phầm an toàn cho người sử dụng Vì nhà máy có phương pháp kiểm tra khâu quy trình sản xuất bia II Nguyên vật liệu: 1.Nước - Bơm từ giếng lên - Qua xử lý: + Loại tạp chất + Khử muối + Diệt vi khuẩn Nước dùng cho nấu bia phải tinh khiết 2.Mạch nha: Hình 1: Lúa mạch Được ủ từ lúa mạch Nhập từ châu Âu Chế biến mạch nha gồm: + Ngâm nước + Ủ cho nảy mầm + Sấy Mạch nha nguồn nguyên liệu cho ta chất chiết “len men được” 3.Gạo: - Hình 2: Hạt lúa - Gạo nguyên liệu phụ Được sử dụng nguồn bổ trợ cho hương vị Là nguồn nguyên liệu chiết có sẵn chỗ 4.Hoa bia: Hình 3: Hoa houblon - Được nhập từ châu Âu, châu Úc, châu Mỹ - Có tác dụng tăng thêm mùi vị độ đắng - Hoa bia phải đun sôi để hòa tan chất đắng vào bia 5.Men: Hình 4: Men - Là loại nấm đơn bào Kích thước đường kính tế bào men vào quãng 1/100 mi-li-mét Có nhiều dòng men khác Mỗi dòng men có đặc tính đặc thù riêng biệt chúng Men đặc trưng III Quy trình sản xuất bia: Malt Gạo Điện Đường Nước Hoa Houplon Điện Hơi CHUẨN BỊ - Nghiền NẤU - Hồ hóa, đường hóa Lọc dịch đường Nấu hoa Lắng nóng Bụi Tiếng ồn Nước thải Bã hèm Nhiệt Men Mùi Sơ đồ 1: Sơ đổ quy trình sản xuất bia Xay nguyên liệu: Malt gạo (gọi tắt nguyên liệu) đưa đến phận nghiền nguyên liệu thành mảnh nhỏ, sau chuyển sang nồi nấu để tạo điều kiện cho trình chuyển hóa nguyên liệu trích ly tối đa chất hoà tan nguyên liệu Các nhà sản xuất bia thường sử dụng thiết bị nghiền khô nghiền ướt Nấu Quá trình nấu gồm công đoạn: • Hồ hóa đường hóa: nguyên liệu sau xay nghiền chuyển tới thiết bị hồ hóa đường hóa cách điều chỉnh hỗn hợp nhiệt độ khác Hệ enzyme thích hợp chuyển hóa chất dự trữ có nguyên liệu thành dạng hòa tan dịch: enzyme thủy phân tinh bột tạo thành đường, thủy phân chất protein thành axít amin chất hoà tan khác sau đưa qua lọc hèm để tách đường chất hoà tan khỏi bã bia • Lọc dịch đường: dịch hèm đưa qua máy lọc nhằm tách bã hèm khỏi nước nha • Đun sôi với hoa houblon: dịch đường sau lọc nấu với hoa houblon đun sôi 60-90 phút Mục đích trình nhằm ổn định thành phần dịch đường, tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng hoa huoblon • Lắng nóng dịch đường: dịch sau nấu đưa qua bồn lắng xoáy nhằm tách cặn trước chuyển vào lên men Quá trình nấu sử dụng nhiều lượng dạng nhiệt điện cho việc vận hành thiết bị; nước phục vụ mục đích gia nhiệt đun sôi Lên men • Làm lạnh bổ sung ôxy: dịch đường sau lắng có nhiệt độ khoảng 9095oC hạ nhiệt độ nhanh đến 8-10oC bổ sung ôxy với nồng độ 6-8 mg O2/lít.Quá trình lạnh nhanh thực thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất lạnh nước lạnh 1-2oC • Chuẩn bị men giống: Nấm men nuôi cấy phòng thí nghiệm, sau nhân điều kiện thích hợp để đạt mật độ nấm men cần thiết cho lên men • Lên men chính: dịch đường cấp bổ sung ôxy, làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp để tiến hành trình lên men với thời gian điều kiện phù hợp Khí CO2 sinh trình lên men thu hồi Thời gian lên men thường 5-7 ngày Trong trường hợp lên men chìm, sau kết thúc lên men nấm men kết lắng xuống đáy tank lên men lấy gọi men sữa Nấm men lấy phần để tái sử dụng cho lên men tank thải bỏ Trong trường hợp lên men nổi, nấm men tập trung lên bề mặt tách phần khỏi dịch lên men • Lên men phụ: dịch sau kết thúc giai đoạn lên men chuyển sang giai đoạn lên men phụ để hoàn thiện chất lượng bia (tạo hương vị đặc trưng) Quá trình lên men diễn chậm, tiêu hao lượng đường không đáng kể, bia lắng bão hoà CO2 Thời gian lên men từ 1421 ngày tuỳ thuộc vào yêu cầu loại bia Lọc bia hoàn thiện sản phẩm • Lọc bia: Sau lên men, bia đem lọc để đạt độ theo yêu cầu Việc lọc bia thực với trì nhiệt độ lạnh cho bia trước sau lọc khoảng -1oC đến 1oC Tác nhân quan trọng để lọc bia loại bột trợ lọc khác Sau lọc chúng trở thành chất thải vấn đề gây ô nhiễm lớn trình sản xuất • Hoàn thiện sản phẩm: bia lọc xử lý qua số công đoạn qua hệ thống lọc trao đổi chứa PVPP silicagel để loại bớt polyphenol protein bia, tăng tính ổn định bia trình bảo quản Nhằm mục đích tăng tính ổn định bia người ta sử dụng thêm enzyme chất bảo quản phép sử dụng sản xuất bia • Pha bia: Trong công nghệ sản xuất bia gần nhà sản xuất tiến hành lên men bia nồng độ cao (phổ biến khoảng 12,5-16 độ plato) để tăng hiệu suất thiết bị tiết kiệm lượng Trong trình lọc hoàn thiện sản phẩm họ pha loãng bia nồng độ mong muốn theo tiêu chuẩn sản phẩm thiết bị chuyên dùng Quá trình pha loãng bia yêu cầu nước tiêu chuẩn cao hàm lượng ôxy hòa tan 0,05 ppm  Bão hoã CO2: Bia sau lọc bão hòa thêm CO2 để đảm bảo tiêu chuẩn bia thành phẩm trước đóng chai, lon • Lọc bia vô trùng: có nhiều nhà máy bia trang bị hệ thống lọc màng để sản xuất bia tươi đóng chai/lon không trùng 5 Đóng chai, lon, keg trùng sản phẩm Để đáp ứng nhu cầu khác người tiêu dùng đảm bảo việc vận chuyển bia đến nơi tiêu thụ, nhà sản xuất bia phải tiến hành khâu bao gói Các bao bì phải rửa tiệt trùng trước chiết rót Khâu rửa bao bì tốn nhiều hóa chất lượng kèm theo nước thải với tải lượng BOD cao Bia chiết vào chai, lon, keg thiết bị chiết rót Tùy theo yêu cầu thị trường, thời gian lưu hành sản phẩm thị trường từ tháng đến hàng năm Do yêu cầu chất lượng bia sau đóng vào bao bì khác Việc kiểm soát tốt thông số trình chiết hàm lượng ôxy/không khí chai/lon đòi hỏi nghiêm ngặt cần phải lựa chọn tốt thiết bị chiết rót từ đầu tư Quá trình đóng chai/lon cần độ xác cao hàm lượng ôxy/không khí, mức bia chai Nếu thiết bị làm việc không xác dẫn đến nhiều sản phẩm hỏng, mức hao hụt bia cao, gây tải lượng hữu cao nước thải Sau chiết, sản phẩm trùng Quá trình trùng thực nhờ nước qua thang nhiệt độ yêu cầu Yêu cầu kỹ thuật cho khâu trùng tính đơn vị trùng Đơn vị trùng (PE) = t x 1,393 (T - 60) Trong đó: t thời gian trùng (phút); T nhiệt độ trùng (ºC) Các phận phụ trợ a Các trình vệ sinh Trong sản xuất bia trình vệ sinh đóng vai trò quan trọng để đảm bảo yêu cầu công nghệ an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm, để tránh ô nhiễm chéo từ môi trường vào sản phẩm Công việc chủ yếu thực tay nhờ trợ giúp bơm, vòi phun cao áp Vệ sinh thiết bị nhờ hệ thống vệ sinh thiết bị (CIP) tự động hoá mức độ khác Các giai đoạn quy trình CIP bao gồm: - Khâu tráng rửa ban đầu: Các bồn chứa đường ống rửa nước thường để loại chất bẩn bám bề mặt Nước rửa không tái sử dụng mà thải hệ thống xử lý nước thải - Khâu rửa hoá chất: Sau kết thúc trình rửa ban đầu, bồn chứa đường ống súc rửa dung dịch xút nóng nhiệt độ 7085oC để tẩy chất bẩn bám bề mặt Thời gian tuần hoàn xút nóng 15-30 phút tuỳ thuộc vào mức độ bẩn thiết bị Xút nóng thu hồi thiết bị chứa để tái sử dụng Sau tuần hoàn xút nóng, thiết bị tráng rửa nước Một số thiết bị sau rửa xút tráng rửa phải rửa tiếp dung dịch axit sau tráng rửa nước nhiều lần đến - Khâu súc rửa cuối cùng: Các bồn đường ống súc rửa lần cuối với dung dịch nước nhiệt độ môi trường để làm chất tẩy rửa lại Phần nước thu hồi tái sử dụng cho khâu súc rửa sơ Do vậy, khả đảm bảo mức độ vệ sinh thực phẩm, quy trình súc rửa, tái sử dụng cho phép tiết kiệm tài nguyên nước hóa chất sử dụng b Quá trình cung cấp Hệ thống nồi đốt than dầu với áp suất tối đa 10 bar, áp suất làm việc khoảng 4-6 bar Thiết bị cung cấp nồi chạy nhiên liệu hóa thạch (than đá, ga), khí sinh học, điện Từ nồi hơi, nước dẫn ống chịu áp cung cấp cho thiết bị cần gia nhiệt Hiệu suất nồi hơi, chế độ vận hành, việc bảo ôn cách nhiệt, việc tận thu sử dụng nước ngưng có ý nghĩa lớn việc xem xét hiệu hệ thống cung cấp nhiệt nhà máy bia c Quá trình cung cấp lạnh cho sản xuất Trong nhà máy bia trình có sử dụng lạnh trình làm lạnh dịch đường từ khâu nấu, trình lên men, trình nhân bảo quản giống men, trình làm lạnh bia thành phẩm bồn chứa bia thành phẩm, trình làm lạnh nước phục vụ lên men vệ sinh Hệ thống máy lạnh với môi chất thường sử dụng ammoniac làm lạnh glycol nước môi chất thứ cấp cho thiết bị lên men trao đổi nhiệt Việc tính toán công suất máy lạnh, thiết kế hệ thống cung cấp lạnh hợp lý đảm bảo chi phí vận hành thấp, hiệu sản xuất cao d Quá trình cung cấp khí nén Khí nén dùng nhiều trình nhà máy sản xuất bia Khí nén cung cấp máy nén khí, chứa sẵn bình chứa Máy nén khí tiêu tốn nhiều điện năng, khí nén dự trữ áp suất cao balông chứa khí, dễ bị rò rỉ, hao phí thoát đường ống e Quá trình thu hồi sử dụng CO2 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, tank chứa CO2, thiết bị bay CO2, hệ thống đường ống, phụ kiện Toàn CO2 trình lên men thu lại sử dụng cho việc bão hòa CO2 bia thành phẩm trình lọc Các vấn đề môi trường phát sinh - Vấn đề môi trường lớn nhà máy bia lượng nước thải lớn chứa nhiều chất hữu cơ, pH cao, nhiệt độ cao Việc lưu giữ thải bỏ lượng men thải lớn bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men sau lần lọc làm tải lượng hữu nước thải lớn Theo sơ đồ hình 2, trình sản xuất bia phát thải môi trường ba dạng rắn, lỏng khí IV Nguồn gốc thành phần nước thải trình sản xuất bia Nguồn gốc nước thải - - - Nấu – đường hóa: Nước thải công đoạn giàu chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ vỏ trấu, mảnh hạt bột, cục vón…cùng với xác hoa, tanin, chất đắng, chất màu Công đoạn lên men lên men phụ: Nước thải công đoạn giàu xác men – chủ yếu protein, chất khoáng, vitamin với bia cặn Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp chai Nước thải chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ngoài… Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm: - Nước lẫn bã malt bột sau lấy dịch đường Để bã sàn lưới, nước tách khỏi bã - Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men loại thiết bị khác - Nước rửa chai két chứa - Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ - Nước thải từ nồi - Nước vệ sinh sinh hoạt – Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp Thành phần tính chất nước thải Thành phần tính chất nước thải đầu vào: - Đặc trưng nước thải bia có hàm lượng chất hữu protein cacbonnateous cao Nước thải lọc bã hèm công nghệ Đây loại nước thải ô nhiễm mạnh Nước thải phát sinh từ công nghệ lọc phèn, nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu chất hữu cơ, cặn bã hèm VSV Chỉ tiêu ô nhiễm sau: COD = 4000-5000mg/l SS = 200-300mg/l - Nước thải lọc dịch đường: loại nước thải thường bị nhiễm bẩn hữu lượng Gluco nước mức cao, môi trường thuận lợi cho phát triển loại vi sinh vật Ngoài ra, nước thải lọc đường có độ đục độ màu cao - Nước thải thiết bị giải nhiệt coi có nhiệt độ cao 40-45oC có lượng dầu mỡ không đáng kể Trong sản xuất bia công nghệ thay đổi từ nhà máy sang nhà máy khác, khác phương pháp lên men hay chìm Sự khác lượng nước sử dụng cho mục đích rửa chai, máy móc thiết bị, sàn nhà, số lượng công nhân sử dụng nước cho sinh hoạt,…Điều dẫn đến tải lượng nước thải hàm lượng chất ô nhiễm nhà máy bia khác Thông số pH BOD5 Đơn vị Nhà máy mg/l 185 - 2400 Nhà máy 5.7 - 11.7 775 Nhà máy 1622 COD Tổng Nito Tổng Phospho Chất không tan Tải lượng nước thải mg/l mg/l mg/l mg/l m3/1000lit 310 - 3500 48 - 348 1.4 - 9.09 158 - 1530 3.2 1220 19.2 7.6 - Bảng 1: Phân tích đặc tính nước thải số nhà máy bia Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Nước thải vào Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể UASB Cấp khí Bể MBBR 2944 - Sơ đồ 2: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải V Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Hầm tiếp nhận: a Song chắn rác: thường làm kim loại, đặt cửa vào kênh dẫn giữ lại tạp chất vật thô giẻ, rác, bao nilon, vật thải khác giữ lại, để bảo vệ thiết bị xử lý bơm, đường ống, mương dẫn… Dựa vào khoảng cách thanh, người ta chia song chắn rác thành hai loại: – Song chắn rác thô có khoảng cách từ 60 đến 100mm – Song chắn rác mịn có khoảng cách từ 10 đến 25mm – Chọn song chắn rác mịn có khoảng cách 25mm đặt cố định, nghiêng góc 600 đặt cửa vào bể gom lấy rác vào cuối ngày b Bể gom: nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước vào công trình xử lý Bể gom thường làm bê tông, xây gạch Trong quy trình bể gom có tác dụng điều hòa lưu lượng nước thải c Lưới lọc: để giữ lại chất lơ lửng có kích thước nhỏ Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1mm Khi tang trống quay với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải lọc qua bề mặt hay ngoài, tùy thuộc vào bố trí đường dẫn nước vào Trong nhà máy bia mẫu trấu, huyền phù… bị trôi trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm, giữ lại nhờ hệ thống lưới lọc có kích thước lỗ 1mm Các vật thải lấy khỏi bề mặt lưới hệ thống cào Bể điều hòa: Hình 6: Bể điều hòa Bể điều hòa dùng để trì lưu lượng dòng thải vào gần không đổi, quan trọng điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho trình xử lý sinh học Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan san nồng độ chất bẩn toàn thể tích bể không cho cặn lắng bể, pha loãng nồng độ chất độc hại có Ngoài có thiết bị thu gom xả bọt, váng Tại bể điều hòa có máy định lượng lượng acid cần cho vào bể đảm bảo pH từ 6,6 – 7,6 trước đưa vào bể xử lý UASB Bể UASB: Hình 7: Bể UASB Tại diễn trình phân hủy chất hữu cơ, vô có nước thải oxy Nước thải đưa trực tiếp vào phía đáy bể phân phối đồng đó, sau chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ chất hữu cơ, vô tiêu thụ Quá trình chuyển hóa chất bẩn nước thải vi sinh yếm khí xảy theo ba bước: – Giai đoạn 1: nhóm vi sinh vật tự nhiên có nước thải thủy phân hợp chất hữu phức tạp lipit thành chất hữu đơn giản có trọng lượng nhẹ monosacarit, amino acid để tạo nguồn thức ăn lượng cho vi sinh hoạt động – Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi hợp chất hữu đơn giản thành acid hữu thường acid acetic, acid butyric, acid Propionic Ở giai đoạn pH dung dịch giảm xuống – Giai đoạn 3: vi khuẩn tạo metan chuyển hóa hiđrô acid acetic thành khí metan cacbonic pH môi trường tăng lên Bể sinh học : Hình 8: Bể MBBR Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động điều kiện cung cấp oxy liên tục Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi sinh vật gọi trình oxy hóa sinh hóa Các vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu có nước thải thu lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, phần chất hữu bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3- , SO42- ,…Vi sinh vật tồn bùn hoạt tính bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas Nitrobacter Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, Geotrichum tồn Để thực trình oxy hóa sinh hóa chất hữu hòa tan, chất keo chất phân tán nhỏ nước thải cần di chuyển vào bên tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn sau: – Chuyển chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật; – Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm chênh lệch nồng độ bên bên tế bào; – Chuyển hóa chất tế bào vi sinh vật, sản sinh lượng tổng hợp tế bào Tốc độ trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất, mật độ vi sinh vật mức độ ổn định lưu lượng nước thải trạm xử lý Ở điều kiện xử lý định, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa chế độ thủy động, hàm lượng oxy nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng nguyên tố vi lượng… Tải trọng chất hữu bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm Nồng độ oxy hòa tan nước thải bể sinh học hiếu khí cần luôn trì giá trị lớn 2,5 mg/l Tốc độ sử dụng oxy hòa tan bể sinh học hiếu khí phụ thuộc vào: – Tỷ số lượng thức ăn (chất hữu có nước thải) lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M; – Nhiệt độ; – Tốc độ sinh trưởng hoạt độ sinh lý vi sinh vật (bùn hoạt tính); – Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trình trao đổi chất; – Lượng chất cấu tạo tế bào; – Hàm lượng oxy hòa tan Các phản ứng sinh hóa trình phân hủy chất hữu nước thải gồm có: · Oxy hóa chất hữu cơ: · Tổng hợp tế bào mới: · Phân hủy nội bào: Ưu điểm công nghệ so với công nghệ tru ền thống: – Tất thiết kế nhằm mục đích hiệu xử lý, tiết kiệm lượng Với công nghệ sinh học xử lý nước thải, cần mật độ vi sinh vật cao nhằm mục đích đẩy nhanh trình oxy hóa sinh hóa Nói nôm na nhiều vi sinh ăn chất hữu có nước trình xử lý nhanh Vấn đề cho bề mặt tiếp xúc nước thải, oxi vi sinh vật cao tốt – Giá thể lưu động MBB ứng dụng rộng rãi giới vài năm trở lại Giá thể MBB dạng hình cầu có kích thước 20 cm, có tỷ trọng nhẹ nước nên trình sục khí, giá thể vi sinh bám dính di chuyển khắp nơi bể MMB Với mật độ trình oxy hóa để khử BOD, COD NH4 diễn nhanh gần 10 lần so với phương pháp truyền thống Bảng 2: So sánh hệ thống MBBR hệ thống bể sinh học hiếu khí Điều quan trọng phương pháp MBB không cần phải tuần hoàn bùn hiếu khí lại phương pháp eroten, nhược điểm việc tuần hoàn bùn làm giảm hoạt động vi sinh hiếu khí vi sinh phải nằm bể lắng, dưỡng khí, bơm bùn hoàn lưu bểaeroten làm cho vi sinh bị “shock” tải trọng, hiệu xử lý không cao phương pháp giá thể MBBR Nước thải dệt nhuộm có hàm lượng N, P nước nhỏ nên không cần phải xây dựng bể thiếu khí noxic để khử N, P bể MBBR chứa đựng giá thể di động nơi lưu trú cho chủng vi sinh bám dính khử N, P Hai loại vi khuẩn tham gia vào trình Nitrosomonas Nitrobacter Ta có phương trình sau: Như bể sinh học hiếu khí MBBR có nhiệm vụ xử lý chất hữu lại nước thải Trong bể MBBR diễn trình oxy hóa chất hữu hòa tan dạng keo nước thải tham gia vi sinh vật hiếu khí Tại bể MBBR có hệ thống sục khí khắp diện tích bể nhằm cung cấp ôxy, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sống, phát triển phân giải chất ô nhiễm Vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ chất hữu dạng keo hòa tan có nước để sinh trưởng Ở điều kiện thuận lợi, vi sinh vật phát triển mạnh, sinh khối tăng tồn dạng bùn dễ lắng tạo thành bùn hoạt tính Sau trình oxy hóa (bằng sục không khí) với đệm vi sinh di động, bùn hoạt tính (tức lượng vi sinh phát triển hoạt động tham gia trình xử lý) bám giữ giá thể bám dính di động dạng cầu Nước thải sau qua bể MBBR tự chảy vào bể lắng sinh học Bể lắng – Xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Hình 9: Bể lắng Nước thải sau qua bể MBBR phân phối vào vùng phân phối nước bể lắng sinh học lamella Cấu tạo chức bể lắng sinh học lamella tương tự bể lắng hóa lý Nước thu bề mặt bể lắng thông qua máng tràn cưa Hiệu suất bể lắng tăng cường đáng kể sử dụng hệ thống lắng lamella Bể lắng lamella chia làm ba vùng bản: - Vùng phân phối nước; - Vùng lắng; - Vùng tập trung chứa cặn Nước cặn chuyển động qua vùng phân phối nước vào vùng lắng bể hệ thống lắng lamella, với nhiều lớp mỏng xếp theo trình tự khoảng cách đinh Khi hỗn hợp nước cặn qua hệ thống này, bùn va chạm với nhau, tạo thành bùn có kích thước khối lượng lớn gấp nhiều lần bùn ban đầu Các bùn trượt theo lamella tập hợp vùng chứa cặn bể lắng Bể lọc áp lực: Bể lọc áp lực sử dụng công nghệ bể lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh than hoạt tính để loại bỏ chất lơ lửng, chất rắn không hòa tan, nguyên tố dạng vết, halogen hữu nhằm đảm bảo độ nước Nước sau qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải môi trường theo QCVN 24:2009 cột B Bể nano dạng khô Nước thải sau qua bể lọc áp lực vào bể nano dạng khổ để loại bỏ triệt để chất lơ lửng sót lại nước, khử trùng nước thải Nước sau qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải theo quy định hành pháp luật Lượng nước này, phần sử dụng để làm mát máy móc nhà máy; phần đưa tới nguồn tiếp nhận qua mương thoát nước Sau nước thải đưa nguồn tiếp nhận đạt loại A theo QCVN 40:2011/BTNMT VI ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA a Ưu điểm: - Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất nguồn nước thải; - Nồng độ chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hành; - Diện tích đất sử dụng tối thiểu - Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý b Nhược điểm: - Nhân viên vận hành cần đào tạo chuyên môn; - Chất lượng nước thải sau xử lý bị ảnh hưởng công trình đơn vị trạm không vận hành yêu cầu kỹ thuật; - Bùn sau trình xử lý cần thu gom xử lý định kỳ VII Kết luận Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: Khi chọn công nghệ xử lý phải vào yêu cầu sau: - Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải - Diện tích mặt có, điều kiện mà nhà máy chấp nhận - Tiêu chuẩn đầu dòng thải - Đặc tính nguồn tiếp nhận Kinh phí đầu tư ban đầu chi phí vận hành Đảm bảo khả xử lý nhà máy mở rộng sản xuất [...]... công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Nước thải vào Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể UASB Cấp khí Bể MBBR 2944 - Sơ đồ 2: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải V Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia 1 Hầm tiếp nhận: a Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ... - Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ - Nước thải từ nồi hơi - Nước vệ sinh sinh hoạt – Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp 2 Thành phần tính chất nước thải Thành phần và tính chất nước thải đầu vào: - Đặc trưng nước thải bia là có hàm lượng các chất hữu cơ protein và cacbonnateous cao Nước thải lọc bã hèm trong công nghệ Đây là loại nước. .. trong nước, và khử trùng nước thải Nước sau khi qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải theo quy định hiện hành của pháp luật Lượng nước này, một phần được sử dụng để làm mát máy móc trong nhà máy; một phần được đưa tới nguồn tiếp nhận qua mương thoát nước Sau đó nước thải sẽ được đưa ra nguồn tiếp nhận đạt loại A theo QCVN 40:2011/BTNMT VI ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA. .. đúng các yêu cầu kỹ thuật; - Bùn sau quá trình xử lý cần được thu gom và xử lý định kỳ VII Kết luận Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: Khi chọn một công nghệ xử lý phải căn cứ vào các yêu cầu sau: - Lưu lượng, thành phần và tính chất của nước thải - Diện tích mặt bằng hiện có, cũng như các điều kiện mà nhà máy có thể chấp nhận - Tiêu chuẩn đầu ra của dòng thải - Đặc tính của nguồn tiếp nhận Kinh phí... công nghệ so với công nghệ tru ền thống: – Tất cả mọi thiết kế đều nhằm mục đích là hiệu quả xử lý, tiết kiệm năng lượng Với công nghệ sinh học xử lý nước thải, chúng ta cần mật độ vi sinh vật cao nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình oxy hóa sinh hóa Nói nôm na là càng nhiều vi sinh ăn chất hữu cơ có trong nước thì quá trình xử lý sẽ nhanh hơn Vấn đề ở đây là làm sao cho bề mặt tiếp xúc giữa nước thải, ... động dạng cầu Nước thải sau khi qua bể MBBR sẽ tự chảy vào bể lắng sinh học 5 Bể lắng – Xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia Hình 9: Bể lắng Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng sinh học lamella Cấu tạo và chức năng của bể lắng sinh học lamella tương tự như bể lắng hóa lý Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn răng cưa Hiệu suất bể lắng... vitamin cùng với bia cặn Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp chai Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài… Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm: - Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã - Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác - Nước rửa chai... MÁY SẢN XUẤT BIA a Ưu điểm: - Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn nước thải; - Nồng độ các chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hiện hành; - Diện tích đất sử dụng tối thiểu - Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý b Nhược điểm: - Nhân viên vận hành cần được đào tạo về chuyên môn; - Chất lượng nước thải sau xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu một trong... hòa CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc 7 Các vấn đề môi trường phát sinh - Vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải rất lớn chứa nhiều chất hữu cơ, pH cao, nhiệt độ cao Việc lưu giữ và thải bỏ lượng men thải lớn và bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men sau mỗi lần lọc làm tải lượng hữu cơ trong nước thải rất lớn Theo sơ đồ hình 2, quá trình sản xuất bia phát thải ra môi... lỏng và khí IV Nguồn gốc và thành phần nước thải trong quá trình sản xuất bia 1 Nguồn gốc nước thải - - - Nấu – đường hóa: Nước thải của các công đoạn này giàu các chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón…cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của công đoạn này rất giàu xác men