tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia sài gòn củ chi công suất 3000 m3 ngày đêm

Nước thải sẽ được tiền xử lý qua song chắn rác, để nhằm loại bỏ các tạp chất thô, sau đó được đưa qua bể thu gom để thu gom triệt để lượng nước thải, sau đó nước thải được đưa qua bể điề

mg/L), COD (2300 mg/L), SS (300 mg/L), tổng N (45 mg/L), tổng P (16 mg/L), và yêu cầu nước thải sau xử lý phải đạt QCVN 40:2011/BTNMT, loại B trước khi thải vào sông Sài Gòn, công nghệ để xử lý nước thải được đề xuất thiết kế trong đồ án này là Song chắn rác => Bể thu gom

=> Bể điều hòa dạng khuấy => Bể lắng 1 => Bể UASB => Bể Aerotank => Bể lắng 2 => Bể khử trùng Nước thải sẽ được tiền xử lý qua song chắn rác, để nhằm loại bỏ các tạp chất thô, sau đó được đưa qua bể thu gom để thu gom triệt để lượng nước thải, sau đó nước thải được đưa qua bể điều hòa khuấy trộn để điều tiết lưu lượng và cân bằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi được đưa vào công trình bể lắng 1, nhằm lắng các hạt cặn lơ lửng trong nước Tiếp theo, nước thải được đưa qua bể UASB, nhằm xử lý các chất hữu cơ có nồng độ cao, sau đó nước thải tiếp tục được đưa qua bể Aerotank nhằm xử lý các chất hữu cơ còn xót lại, sau đó nước thải được đưa qua bể lắng 2 nhằm lắng các cặn sinh học có trong nước thải Cuối cùng, để đảm bảo chỉ tiêu nguồn nước trước khi thải ra sông, nước thải được đưa sang bể khử trùng nhằm loại

bỏ lượng coliform có trong nước thải Lượng bùn dư từ bể lắng 1 và bể lắng 2 được đưa vào bể nén bùn, nhằm giảm độ ẩm của bùn, sau đó bùn được đưa tiếp qua máy ép bùn để bùn đạt một

ẩm nhất định trước khi có đơn vị khác tới thu gom Hiệu suất của công nghệ đề xuất đạt được đối với các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải là 96,6% đối với COD, 97% đối với BOD, 91% đối với

SS, 54% đối với tổng N, 70% đối với tổng P, và bảo đảm nước thải đầu ra đạt yêu cầu cần phải

xử lý

parameter such as BOD (1100 mg/L), COD (2300 mg/L), SS (300 mg/L), total N (45 mg/L), total P (16 mg/L), what the out of pipe is rearched QCVN 40:2011/BTNMT, column B before discharge out of SG river The method what is used in this design such as: Bar screen => collection pit => equalization tank => sendimentation tank 1 => UASB tank => Aerotank tank => sendimentation tank 2 => disinfection tank => effluence Firstly, the waste water is moved to bar screen It is preliminary treatment process to remove large objects and protect equipment of system (pump, ) After, It is moved over to collection fit where the waste water is concentrated Next to, It is moved

to equalization tank where waste water is digest, make sure that concentrate is suitable Then, the waste water is move to sendimentation tank1 and tank 2 to remove the shallow The UASB and Aerotank is used for dispose COD, BOD with high concentrate After that, To make sure that the waste water is rearch qualify before to dispose, It is moved to disinfection The sludge from sendimentation tank 1 and 2 is moved to thickening tank The total efficiencies of designed system are about 96,6% of removing COD, 97% of removing BOD, 91% of removing SS, 54% of removing total N, and 70% of removing total P The effluent will qualified the offical requirements to be disposed to the natural environment

1

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH 4

DANH MỤC BẢNG 5

MỞ ĐẦU 6

1 Tính cấp thiết của đề tài 6

2 Mục đích nghiên cứu 6

3 Nội dung nghiên cứu 6

4 Phạm vi nghiên cứu 7

5 Phương pháp thực hiện đề tài 7

CHƯƠNG 1 8

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH BIA 8

1 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bia 8

1.1 Đặc tính nguyên liệu 9

1.1.1 Nước 9

1.1.2 Đại mạch 9

1.1.3 Chủng Nấm Men 11

1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 11

1.3 Nguồn phát sinh chất thải [8] 21

2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải ngành Bia 23

2.1 Xử lý cơ học 23

2.2 Xử lý sinh học [4,5] 25

2.3 Xử lý hóa học và hóa lý [6] 26

2.4 Một số công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất Bia 29

CHƯƠNG 2 32

TỔNG QUAN NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN-CỦ CHI CÔNG SUẤT 3000 M 3 /NGÀY 32

2.1 Giới thiệu chung: 32

2

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

2.2 Lịch sử hình thành 34

2.3 Chức năng nhiệm vụ 34

2.4 Dây chuyền sàn xuất của Nhà máy bia Sài Gòn- Củ Chi 34

CHƯƠNG 3 38

ĐỀ XUẤT - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 38

3 Cơ sở lựa chọn công nghệ 38

3.1 Đánh giá nguồn thải 38

3.2 Thông số nước thải 38

3.3 Yêu cầu về chất lượng nước thải 38

3.4 Lựa chọn công nghệ: 43

CHƯƠNG 4 50

TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 50

1/ Hiệu xuất các công trình xử lý nước thải 50

2/ Song chắn rác thô 51

3/ Bể thu gom: 55

4/ Bể điều hòa dạng khuấy 57

5/ Bể lắng 1: 60

6/ Bể UASB: 65

7/ Bể Aerotank 71

8/ Bể lắng 2: 77

9/ Bể nén bùn: 82

10/ Máy ép bùn dây đai 85

11/ Bể khử trùng 85

CHƯƠNG 5 90

TÍNH TOÁN KINH TẾ CHO DỰ ÁN 90

5.1 Tính toán vốn đầu tư dự kiến 90

5.2 Vốn đầu tư trang thiết bị dự kiến 91

5.3 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống 91

VẬN HÀNH, SỰ CỐ, CÁCH KHẮC PHỤC VÀ VẤN ĐỂ ATLĐ 94

3

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

4

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

DANH MỤC HÌNH

Hình1.1 Máy nghiền rác 1 đôi trục……….………… 13

Hình 1.2 Nồi nấu Malt……… ……….………… 14

Hình1.3 Máy lọc ép khung bản……….………….16

Hình 1.4 Tank ủ lên men……….…17

Hình 1.5 Bể lắng cát ngang……….24

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống XLNT Bia của Công ty liên hiệp thực phẩm Hà Tây………29

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống XLNT Công ty Bia Bạch Đằng………30

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống XLNT Công ty Bia Sài Gòn-Củ Chi………31

Hình 2.1 Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi……….……33

Hình2.2 Sơ đồ vị trí của nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi……… 33

Hình 2.3 Sơ đồ dòng chất vào và ra……… ………35

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ đề xuất theo phương án 1……… ………42

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ đề xuất theo phương án 1……… ………44

Hình 4.1 Hình dạng các thanh đan………51

Hình 4.2 Hình dạng của Song chắn rác……….52

Hình 4.3 Phạm vi hoạt động của máy khuấy chìm TSURUMI-MR …….…….57

Hình4.4 Sơ đồ dòng tuần hoàn bùn……… … 70

5

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các chỉ số chất lượng của Malt vàng……… 10

Bảng 1.2 Phương pháp sơ chế Đại mạch và các nguyên liệu thay thế………… 11

Bảng 1.3 Các dạng của Hoa Houblon, ưu nhược điểm và mức độ phổ biến……… 12

Bảng 2.4 Hàm lượng các chất có trong nước thải rửa chai……… 21

Bảng 3.1 Nồng độ nước thải đầu vào và ra cần xử lý của nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi……… … 37

Bảng 3.2 Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp……… 38

Bảng 3.3 Hệ số K q ứng với lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận là sông, suối, khe, rạch, kênh, mương……….………40

Bảng 3.4 Hệ số K q ứng với lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận là hồ, ao, đầm……….….40

Bảng 3.5 Hệ số lưu lượng nguồn thải K f ……….…….41

Bảng 4.1 Lưu lượng nước thải trung bình……….… …48

Bảng 4.2 Hiệu suất các công trình xử lý nước thải……….….49

Bảng 4.3 Thông số thiết kế Song chắn rác……… 53

Bảng 4.4 Thông số thiết kế Bể thu gom……… ……….…55

Bảng 4.5 Thông số thiết kế Bể điều hòa……… 58

Bảng 4.6 Thông số thiết kế Bể lắng 1……….…… 62

Bảng 4.7 Thông số thiết kế Bề UASB……… 68

Bảng 4.8 Thông số thiết kế Bể Aerotank……….………….75

Bảng 4.9 Thông số thiết kế Bể lắng 2……….…… 79

Bảng 4.10 Thông số thiết kế Bể nén bùn……….……….82

Bảng 4.11 Thông số thiết kế máng trộn kiểu lượn……… 85

Bảng 4.12 Thông số thiết kế Bể tiếp xúc……….… 86

Bảng 5.1 Tính toán giá thành xây dựng……….… 88

Bảng 5.2 Vốn đầu tư xây dựng dự kiến……….… 89

6

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, vấn đề môi trường đang được quan tâm hàng đầu, đặc biệt là vấn đề nước thải trong hoạt động sản xuất công nghiệp Phần lớn nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp chế biến, cơ sở sản xuất công nghiệp,… khi xả vào môi trường đều chưa đạt tiêu chuẩn cho phép (TCCP), đã dẫn đến chất lượng môi trường ngày càng bị suy thoái nghiêm trọng, đặc biệt là chất lượng môi trường nước

Ở Việt Nam, trong những năm qua, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nói chung, thì ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng đã có đóng góp rất lớn cho ngân sách nhà nước, góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động Theo Hiệp hội Bia-Rượu-Nước giải khát Việt Nam (VBA) cho biết, sản lượng bia của cả nước ước đạt 3,4 tỷ lít trong năm 2015, tăng gần 4,7% so với cùng kỳ năm 2014 Giai đoạn 2011-2015, sản lượng bia tăng bình quân 7% mỗi năm Song song với phát triển kinh

tế thì ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang là mối quan tâm lớn trong vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước thải Các loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD dễ gây ô nhiễm mơi trường Vì vậy, các loại nước thải này cần phải xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Đứng trước thực trạng này, để bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ nguồn nước nói riêng, cần phải xử lý nước thải (XLNT) tại nhà máy bia đạt TCCP trước khi

xả vào môi trường là một điều cần thiết

Nhận thức được sâu sắc vấn đề này em đã thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế

hệ thống xử lý nước thải Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi công suất 3000

m 3 /ngày.đêm” nhằm giải quyết vấn đề đang tồn tại ở Nhà máy, đó là việc xử lý nước

thải trước khi thải vào môi trường

2 Mục đích nghiên cứu

Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải ngành bia nói chung và của Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi nói riêng

Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất bia của Nhà máy Bia Sài

Gòn-Củ Chi nói riêng Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện thực

tế của Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi đạt tiêu chuẩn đầu ra, và tính toán chi tiết các

công trình đơn vị Công nghệ này có thể áp dụng để XLNT cho các nhà máy bia với qui mô tương tự trong cùng khu vực

3 Nội dung nghiên cứu.

Đề tài được thực hiện gồm những nội dung chính sau:

 Thu thập tài liệu tổng quan về ngành sản xuất bia

 Giới thiệu tình hình phát triển của ngành công nghiệp sản xuất bia

 Giới thiệu về Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi và chất thải sinh ra trong quá trình hoạt động của Nhà máy

 Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi

 Tính toán thiết kế hệ thống XLNT Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi công suất

Phạm vi về mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp lưu lượng nhà máy

và đặc tính của nước thải nhà máy

5 Phương pháp thực hiện đề tài

Đề tài được thực hiện gồm những phương pháp chính sau:

 Thu thập tài liệu về các công nghệ XLNT sản xuất bia đã được áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới

 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khác nhau và so sánh lựa chọn để tìm ra

phương án tối ưu cho Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi

 Trao đổi ý kiến với chuyên gia, GVHD

 Trên cơ sở đó đề xuất công nghệ xử lý và tính toán-thiết kế hệ thống XLNT cho Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi

 Sử dụng các phần mềm Microsoft Word, Excel, Autocad, để viết văn bản, tính toán cụ thể và vẽ hệ thống xử lý

8

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH BIA

1 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bia

 Trên thế giới: [13]

Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu Âu, khởi điểm ở một số nước như Đức, Pháp, Anh,….Với nhu cầu của thị trường ngày càng đa dạng và phong phú về số lượng và chất lượng, thì sản xuất Bia đang chiếm một vị trí quan trọng trong

sự phát triển ngành công nghiệp trên thế giới

Theo hang nghiên cứu thị trường nổi tiếng MarketLine, tổng giá trị đồ uống có cồn trên Thế giới sẽ vượt qua mức 1000 tỷ USD sau năm 2014 Theo MarketLine trong giai đoạn 5 năm (2009-2014) thì quy mô tiêu thụ đồ uống có cồn trên Thế giới được

dự đoán sẽ xấp xỉ con số 210 tỷ lít trong năm 2014, tốc độ tăng trưởng trong giai đoạn này là 10%

Trung Quốc hiện đang giữ vị trí là nhà sản xuất bia hàng đầu trên thế giới trong suốt 6 năm trở lại đây, chiếm đến 22% tổng sản lượng bia trên toàn thế giới, theo sau

là Nga và đứng thứ 3 là Đức Dự kiến với mức tăng trưởng kinh tế như hiện nay, mức sống của người dân trên thế giới ngày càng cao thì ngành công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những năm tới

 Tại Việt Nam

Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của Nhà máy bia Sài Gòn và Nhà máy bia Hà Nội Như vậy, bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120 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 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 bia nước ngoài Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển các ngành sản xuất khác như: Vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút chai và bao bì khác

Với tốc độ phát triển kinh tế ngày càng tăng của đất nước, các ngành công nghiệp từng bước chiếm lĩnh trong nền kinh tế của nước nhà dẫn đến một nền kinh tế công nghiệp hoá cao Công nghiệp phát triển dẫn đến sự suy thoái về môi trường nghiêm trọng do các chất thải từ các nhà máy thải vào môi trường (đất, nước, không khí) Hiện nay, ngành công nghiệp bia trong cả nước phát triển mạnh và có qui mô rộng lớn Ngành bia trong vòng 10 năm qua đã tập trung đầu tư mạnh nhằm nâng cao năng suất, tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm Ngành Bia đã chú trọng đầu tư các dây chuyền thiết bị hiện đại, tiên tiến, đồng bộ và có công nghệ tiên tiến trên thế giới, với tổng vốn đầu tư là 5.499.287 triệu đồng với một năng lực sản xuất lớn hơn 1.000 triệu

9

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

lít Hiện tại, toàn quốc có 469 đơn vị Trong đó, quốc doanh Trung ương gồm có 2 đơn

vị, liên doanh và 100% vốn nước ngoài gồm có 6 đơn vị, quốc doanh địa phương và tư nhân gồm có 461 đơn vị Ngành bia hoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả, đóng góp lớn vào ngân sách của nhà nước, góp phần tăng GDP ngành công nghiệp hằng năm Điều này được thể hiện ở sản lượng sản xuất bia hằng năm của đất nước

Theo Hiệp hội Bia-Rượu-Nước giải khát (VBA) cho biết, sản lượng bia của cả nước ước tính đạt 3,4 tỷ lít trong năm 2015, tăng gần 4,7% so với cùng kỳ năm 2014 Trong 5 năm qua, sản lượng bia tăng bình quân 7% mỗi năm Hiện tại có nhiều cơ sở sản xuất có quy mô lớn từ 200-400 triệu lít/năm như: Nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi (Sabeco), nhà máy bia Mê Linh (Habeco), nhà máy bia Việt Nam (Heineken), Theo

đó, tổng công suất ngành bia đến nay đạt khoảng 4,8 tỷ lít/năm Với những kết quả đạt được trong thời gian qua, VBA đặt mục tiêu đến năm 2020, ngành Bia đạt sản lượng Bia từ 4-4,25 tỷ lít/năm

1.1 Đặc tính nguyên liệu

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon và nước Để tiết kiệm nguồn malt đại mạch hoặc để sản xuất một vài loại bia thích hợp, với thị hiếu của người tiêu dùng bên cạnh malt đại mạch, người ta còn dùng thêm các nguyên liệu phụ như bột mì, gạo, bột ngô, thậm chí cả bột đậu tương đã tách béo

1.1.1 Nước

Đối với bia, nước là một nguyên liệu không thể thay thế được Thành phần hóa học của nước ảnh hưởng đến đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nó tác động trong suốt các quá trình chế biến của công nghệ sản xuất bia

Trên dây chuyền công nghệ chính, nước được dùng trong quá trình nấu, pha loãng dung dịch đường để lên men, như vậy nước trở thành thành phần chính của sản phẩm Ngoài ra, nước còn được dùng ở những quá trình khác như làm lạnh, làm nóng, rửa dụng cụ, thiết bị, vệ sinh khu vực sản xuất

Khối lượng hectolit, kg

Khối lượng 1000 hạt không lựa chọn,g

Độ dài lá mầm, % số hạt có chiều dài 2/3-3/4 hạt

Số hạt trắng đục, %

Hàm ẩm, %

Thời gian đường hóa, phút

Cường độ màu, ml 0,1NI2 / 100ml dịch đường

Lượng chất chiết hòa tan, % theo chất khô

Hiệu số chiết ly (nghiền mịn, nghiền thô)

Hàm lượng đường maltoza, % theo chất chiết

 Tinh bột

Có công thức là (C6H10O5)n, có được chuyển hóa dễ dàng thành đường glucose dưới tác dụng của acid và thành dextrine và maltose dưới tác dụng của amylase Tinh bột là một thành phần quan trọng về mặt số lượng trong đại mạch chiếm từ 55-65%

- Nếu thủy phân trong môi trường acid:

(C6H10O5)n + nH2O => nC6H12O6 (glucose)

- Nếu thủy phân với xúc tác lên men:

Tinh bột => dextrine (C6H10O5)n => mantose (C12H22O11) => glucose (C6H12O6) => 2C2H5OH +2CO2

1.1.3 Chủng Nấm Men

Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm Quá trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzyme trong tế bào nấm men, do đó việc phải nuôi cấy nấm men để tạo điều kiện cho sự hình thành và hoạt động của hệ enzyme là một khâu kỹ thuật rất quan trọng không thể tiến hành một cách tùy tiện Nấm men được sử dụng cho sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces

1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia

1.2.1 Quy trình công nghệ

Công nghệ sản xuất bao gồm các công đoạn chính: Chuẩn bị nguyên liệu Nghiền Đường hóa nguyên liệu (nấu malt, lọc, nấu hoa) Tách bã, làm lạnh dịch đường Lên men Thành phẩm

1.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu:

Nguồn nguyên liệu chính: Đại mạch và hoa houblon

Nguyên liệu thay thế: dạng hạt (bột tiểu mạch, gạo - thóc tẻ, ngô); dạng đường (đường mía và đường củ cải, đường thủy phân, đường invertaza, xiro tinh bột)

Bảng 1.2 Phương pháp sơ chế đại mạch và các nguyên liệu thay thế [2] Nguyên liệu Chế biến Khả năng thay

thế Đại Mạch

Ngâm Đại Mạch trong 6 – 8 ngày đêm

Đại Mạch sản xuất bia đen

Ngâm Đại Mạch trong 7 – 9 ngày đêm

Hòa trộn với nước đường hóa Hạn chế

Gạo

Dùng trực tiếp (xay), chế biến với bột

malt

Nguyên liệu thay thế phổ biến nhất

nghiền mịn

3 Nguyên liệu thay thế

dạng đường

Được bổ sung trực tiếp vào dịch đường

ở giai đoạn nấu hoa Houblon bia, từ 10 – 15% Tùy thuộc loại

 Hoa Houblon:

Đây là thành phần rất quan trọng và không thể thay thế được trong quy trình sản xuất bia, giúp mang lại hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm

Bảng 1.3 Các dạng của hoa Houblon, ƣu nhƣợc điểm và mức độ phổ biến [2] Dạng Một số ƣu nhƣợc điểm Mức độ phổ biến

Hoa Houblon (tươi hoặc

Chiếm 40% tổng lượng Houblon của thế giới dùng cho sản xuất bia

Houblon chiết ly

Houblon đồng phân

1.2.3 Nghiền:

Mục đích: Malt được nghiền có diện tích tiếp xúc với nước tăng sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ nhanh hơn quá trình đường hóa và thủy

phân các thành phần khác nhanh và triệt để hơn

Các dạng nghiền: nghiền khô, nghiền khô có phun ẩm vào hạt, nghiền nước

Ưu điểm của phương pháp nghiền khô:

- Nghiền tốt malt có độ nhuyễn kém

- Dễ vệ sinh sau khi nghiền

Khuyết điểm của phương pháp nghiền khô:

- Sản phẩm sau khi nghiền không giữ được nguyên lớp vỏ bên ngoài

- Quá trình nghiền Malt tạo ra nhiều bụi

- Dung tích nhỏ (190 kg/m2)

14

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

Hình 1.1 Máy nghiền 1 đôi trục

1.2.4 Đường hóa nguyên liệu:

Malt sau khi được nghiền sẽ hoà tan chung với nước theo một tỷ lệ phù hợp với từng loại sản phẩm và dưới tác dụng của các enzyme ở nhiệt độ nhất định sẽ được đường hoá trong “nồi nấu malt” Tương tự như vậy, gạo (nguyên liệu thay thế khác) sẽ được hồ hoá, sau đó được phối trộn lại với nhau trong nồi nấu malt để được đường hoá trước khi được bơm sang nồi lọc

Mục đích chính của giai đoạn này là để phân giải và chia nhỏ kết cấu của tinh bột, malt và dùng nước sôi để xử lý thành một dạng hồ nhão.Sau khi kết thúc quá trình nấu, đường hóa sẽ thực hiện lọc để loại bỏ các chất rắn Sau đó, tại nồi lọc, người ta lọc hết chất lỏng ra khỏi trấu cũng như các chất xơ và mầm để lấy hết lượng đường còn bám vào trong trấu dịch đường này sẽ được đun sôi và houblon hoá nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa Đồng thời quá trình này cũng giúp tăng độ bền keo của dịch đường, thành phần sinh học của nó được ổn định và tăng hoạt tính sức căng bề mặt tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt Sau khi quá trình đun sôi và houblon hoá kết thúc thì toàn

bộ lượng oxy đã bay ra ngoài theo hơi nước và trong dịch đường có rất nhiều cặn Do

đó dịch đường cần được bơm qua bồn lắng cặn để tách cặn trước khi đưa qua bộ phận làm lạnh nhanh, đưa nhiệt độ xuống đến mức cần thiết phù hợp với nhiệt độ lên men

15

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

Hình 1.2 Nồi nấu Malt

 Nấu dịch đường với hoa Houblon:

Dịch đường ban đầu và dịch rửa bã được trộn lẫn với nhau trong thiết bị đun hoa, luôn giữ nhiệt độ không dưới 70oC, đun sôi trong khoảng 1,5h – 2,5h; quá trình Houblon hóa khoảng 70 phút

 Một số phương pháp nâng cao hệ số sử dụng hoa Houblon:

- Nghiền hoa nạp vào thiết bị đun sôi

- Trích ly hoa bằng dịch đường: nấu hoa sơ bộ ở nhiệt độ thấp

- Xử lý Houblon bằng dung dịch kiềm

- Xử lý hoa bằng siêu âm

- Tái sử dụng bã hoa: đã được ứng dụng từ lâu nhưng có nhiều nhược điểm nên nay ít được áp dụng

- Trích ly chất đắng và cô đặc dưới dạng cao hoa: giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất

 Các phương pháp đường hóa nguyên liệu:

 Đường hóa phân đoạn:

Phương pháp cổ điển, trước đây sử dụng rộng rãi theo phương pháp lên men chìm Với ưu điểm: hiệu suất đường hóa cao; nhược điểm: vốn đầu tư thiết bị nhiều, thời gian đường hóa 1 mẻ kéo dài và năng lượng tiêu tốn hơn so với phương pháp toàn

khối Gồm:

- Phương án tam phân đoạn: thường sử dụng trong sản xuất bia đen, hoặc bia vàng chất lượng cao

- Phương án nhị phân đoạn: dùng phổ biến trong công nghiệp sản xuất bia vàng

- Phương án nhất phân đoạn

Ngoài ra còn có một số phương án cải tiến từ các phương án trên như: Phương pháp rút gọn, đường hóa dưới áp suất, đường hóa từng phần của bột nghiền, …

 Đường hóa theo phương pháp toàn khối:

Phương pháp cổ điển, nhưng vẫn được áp dụng rộng rãi, đặc biệt ở Châu Âu như: Anh, Bỉ, Pháp, …Ưu điểm: công nghệ đơn giản nên dễ cơ giới hóa và tự động hóa các giai đoạn sản xuất Gồm phương án tăng dần nhiệt độ và phương án giảm dần nhiệt độ

 Đường hóa khi có sử dụng nguyên liệu thay thế:

 Trường hợp thay thế ít (10 – 15%): xử lý nguyên liệu thay thế bằng cách: hầm nhừ hoặc đường hóa theo phương pháp phân đoạn

 Trường hợp thay thế nhiều: không sử dụng những phương án nêu trên được, cần làm các công việc sau:

- Malt đại mạch phải nghiền thô, bột nghiền có kích thước to hơn bình thường

16

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

- Phần nguyên liệu hạt chưa ươm mầm nghiền thật mịn

- Dùng nước mềm và hạ pH của nó xuống 5,3 – 5,4 bằng cách axit hóa

- Dùng các loại chế phẩm enzyme để tăng cường hoạt lực thủy phân

 Hệ thống cổ điển làm nguội dịch đường theo kiểu hở gồm hai bộ phận: bể làm

nguội dịch đến 60oC và hệ thống làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men; gồm: máy làm lạnh kiểu phun, giàn làm lạnh đồng trục

 Hệ thống làm nguội theo kiểu kín và tách cặn dịch đường gồm: thùng làm nguội

kín hạ nhiệt độ xuống 60oC và giàn làm lạnh kiểu kín hạ nhiệt độ xuống 6 –

10oC Có hai loại: thùng đơn chức năng và thùng đa chức năng Dùng máy ly tâm hoặc máy lọc để tách cặn của dịch đường trước khi lên men

C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2

Quá trình lên men gồm hai giai đoạn:

 Quá trình lên men chính: nhằm thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về

chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường, nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính từ 6 – 10o

C trong khoảng thời gian từ 6-10 ngày Có hai loại: lên men chìm hoặc lên men nổi

 Lên men chìm: Dịch đường Houblon hóa sau khi tách cặn và làm lạnh đến nhiệt

độ cần thiết (6 – 10oC), được đưa sang khu vực lên men chính bao gồm các thiết bị dạng hở Sau khi dịch đường đã chiếm 1/3 thể tích của thùng lên men thì nạp nấm men vào dịch Sau đó bơm dịch vào đến thể tích cẩn thiết

 Lên men nổi: sau 3 ngày lên men (giống lên men chìm), nấm men bắt đầu lơ lửng trên bề mặt dịch men Thời gian lên men kéo dài 5 – 6 ngày Sau đó bia non được đưa đi tàng trữ trong 3 tuần hoặc hơn

 Quá trình lên men phụ: nhằm chuyển hoá hết phần đường có khả năng lên

men còn tồn tại trong bia non, đồng thời làm ổn định thành phần, bão hòa CO2 và tính chất cảm quan của sản phẩm Lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non xuống còn 1-3oC và áp suất 0,5-1at trong thời gian 14 ngày cho bia hơi và 21 ngày cho bia đóng chai, lon Quá trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn lắng, làm trong bia và bão hòa CO2, làm tăng chất lựơng và độ bền của bia Nấm men

Hình 1.4 Tank ủ lên men

1.2.7 Công đoạn thành phẩm:

- Lọc bia: nhắm loại bỏ tạp chất không tan như nấm men, protein, houblon làm cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit

- Bão hòa CO2 và chiết chai: trước khi tríêt chai, bia được bão hòa CO2 bằng khí

CO2 thu được từ quá trình lên men chứa trong bình áp suất

- Các dụng cụ chứa bia (chai, lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đó thực hiện quá trình chiết chai ở điều kiện chân không để hạn chế khác nhau để đảm bảo chất lượng trong thời gian bảo hành

Bã Hoa Houblon

Khí

CO2

Nước lạnh và glycol

Bã men Men giống

Nước cấp

để rửa cấp

Nước cấp cho sản xuất

Bão hòa CO2

Chiết chai, lon

Đóng nắp Thanh trùng

Kiểm tra, dán nhãn, đóng thùng

Rửa chai

Xút Hơi nóng

Nước thải Tách bã

Sản phẩm

ta lọc hết chất lỏng ra khỏi trấu cũng như các chất sơ và mầm để lấy hết lượng đường còn bám vào trong trấu, lượng bã thu được sau khi lọc ta dùng nước nóng để rửa lại một lần nữa nhằm thu lượng dung dịch đường còn sót Tất cả lượng dịch đường này sẽ được đun sôi và houblon hoá nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa Đồng thời quá trình này cũng giúp tăng độ bền keo của dịch đường, thành phần sinh học của nó được ổn định và tăng hoạt tính sức căng bề mặt tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt Sau khi quá trình đun sôi và houblon hoá kết thúc thì toàn bộ lượng oxy đã bay ra ngoài theo hơi nước và trong dịch đường có rất nhiều cặn Do đó dịch đường cần được bơm qua bồn lắng cặn theo phương pháp lắng xoáy để tách cặn trước khi đưa qua bộ phận làm lạnh nhanh, đưa nhiệt độ xuống đến mức cần thiết phù hợp với nhiệt độ lên men.

- Lên men:

Là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng Phản ứng sinh học chính của quá trình này tạo cồn và CO2 Ngoài ra, nhà sản xuất còn thu được một dịch lên men có nhiều cấu tử với tỉ lệ về khối lượng của chúng hài hoà và cân đối Có thể chia quá trình lên men thành hai giai đoạn: quá trình lên men chính nhằm thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường; quá trình lên men phụ nhằm chuyển hoá hết phần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong bia non, đồng thời làm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm

- Làm trong bia:

Đây là quá trình tách các hạt dạng keo, nấm men sót, các phức chất protein – polyphenol, và nhiều loại hạt ly ty khác để tăng thời gian bảo quản và lưu hành sản phẩm trên thị trường, tăng giá trị cảm quan về độ trong suốt của bia

- Đóng gói:

1.3 Nguồn phát sinh chất thải [8]

Ngành công nghiệp sản xuất bia cũng như các ngành công nghiệp khác đều có sự phát sinh chất thải trong quá trình sản xuất và ảnh hưởng đến môi trường cụ thể là chất thải rắn, khí thải và đặc biệt là nước thải sản xuất Cụ thể như sau:

 Về nước thải:

Bia chứa chủ yếu là nước (>90%), còn lại là cồn (3 – 6%), CO2 và các hóa chất hòa tan khác Vì vậy sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn rất nhiều nước do đó sẽ thải ra môi trường một lượng rất lớn nước thải Nước thải của nhà máy bia thường gồm những loại sau:

- Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không bị

ô nhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại

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

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

- Nước thải rửa chai, đây là một trong những dòng thải ô nhiễm lớn trong công nghệ sản xuất bia Về nguyên lý đóng chai thì phải được rửa qua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1-3% NaOH) tiếp đó rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và 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 mang tính kiềm tính

- Kiểm tra nước thải từ nhà máy rửa chai đối với loại chai 0,5 lít cho thấy mức

độ ô nhiễm như bảng [ 2.4 ]

Trong nước rửa thải có hàm lượng đồng và kẽm là do sử dụng loại nhãn dán có in

ấn bằng các loại thuốc in có chứa kim loại Hiên nay, loại nhãn dán có chứa kim loại bị cấm sử dụng ở nhiều nước Trong nước thải tồn tại AOX là do trong quá trình khử trùng có dùng 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 quá trình rửa chai, lon, máy móc 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 nhà máy bia có biện pháp tuần hòan nước và công nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp

liệu, độ ẩm của nguyên liệu, tình trạng, tính năng của thiết bị máy móc…

 Về chất thải rắn:

Gồm có bã thải lúa mạch – gạo, xỉ lò nấu, bã men bia, chất thải rắn sinh hoạt Chủ yếu được phát sinh từ các công đoạn: lọc dịch đường, tách bã, lên men chính – phụ và lọc bia

 Về tiếng ồn, độ rung:

Tiếng ồn, độ rung chủ yếu được phát sinh từ quá trình hoạt động các thiết bị máy

móc như: máy nghiền, máy rửa chai, băng chuyền…

Ngoài ra còn có về tác nhân nhiệt: gồm có nhiệt hầm phát sinh từ khu vực lò nấu, và nhiệt lạnh phát sinh từ khu vực ủ lạnh

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

- Điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm nước thải

- Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình

xử lý hóa lý và sinh học

 Song chắn rác

Song chắn rác giữ lại các thành phần có kích thước lớn, tránh làm tắc máy bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mương dẫn nước Khoảng cách giữa các thanh đan gọi là khe hở Song chắn rác có thể phân thành các nhóm sau:

- Theo khe hở song chắn phân biệt loại thô (30 - 200mm) và loại trung bình (5 - 25mm)

- Theo đặc điểm cấu tạo phân biệt loại cố định và loại di động

- Theo phương pháp lấy rác khỏi song chắn phân biệt loại thủ công và cơ giới Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở của vào kênh dẫn, nghiêng một góc

45 - 60o nếu làm sạch thù công hoặc nghiêng một góc 75 - 80o nếu làm sạch bằng máy Tiết diện song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 - 1 m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song

 Bể lắng cát

Bể lắng cát có nhiệm vụ tách các tạp chất vô cơ chủ yếu là cát và được bố trí trước bể lắng Sử dụng bể lắng cát để tránh ảnh hưởng xấu tới các công trình xử lý nước thải khác Bể lắng cát có thể: Bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng, bể lắng cát

tiếp tuyến, bể lắng cát thổi khí – tiếp tuyến

Bể lắng cát ngang là loại bể lắng cát thông dụng nhất Thường thiết kế hai ngăn: một ngăn cho nước qua, một ngăn cào cát sỏi lắng Hai ngăn này làm việc luân phiên nhau

Bể lắng ngang: Nước thải chuyển động theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,2 – 2,5 giờ Các bể lắng ngang được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15.000 m3

/ngày

Bể lắng đứng: Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,8 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 1,5-2,5 h Hiệu suất của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 - 20%

 Bể điều hòa

Công dụng:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải

- Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải

- Điều hòa lưu lương và chất lượng: Lưu lượng và chất lượng nước thải đi vào

bể thay đổi theo giờ của một chu kì sản xuất, còn lưu lượng nước ra khỏi bể tương đối ổn định trong suốt thời gian làm việc của trạm xử lý

2.2 Xử lý sinh học [4,5]

 Phương pháp hiếu khí:

Là phương pháp xử lý các nhóm vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện được cung cấp ôxi liên tục để oxi hóa các chất hữu cơ và một số chất khoáng có trong nước thải Sản phẩm của quá trình phân hủy này là CO2, H2O, O2

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn sau:

- Ôxy hóa các chất hữu cơ:

Nước thải với bùn hoạt tính sau khi qua bể cho qua bể lắng II Ở đây bùn lắng một phần được đưa trở lại bể Aerotank, phần bùn dư đưa về bể nén bùn Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3–0,6 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng MLSS khoảng từ 1.500 – 3.000 mg/l, thời gian lưu nước từ 3 - 8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 - 0,6; thời gian lưu bùn từ 5 - 15 ngày

26

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

 Mương ozy hóa:

Là dạng cải tiến cảu bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng chuyển động tuần hoàn trong mương Có dạng hình chữ nhật hoặc hình chữ nhật kết hợp với hình tròn

Chiều sâu mương phụ thuộc vào công suất bơm của thiết bị làm thoáng để đảm bảo trộn đều bọt khí và tạo vận tốc tuần hoàn chảy trong mương v > 0,25 - 0,3 m/s; H

= 1 - 4m Chiều rộng trung bình 2 - 6m; thời gian lưu nước từ 8 - 16 giờ, thời gian lưu bùn từ 10 - 30 ngày

Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt keo tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm họat hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do

đó để phá tính bền của hạt keo cần trung hoà điện tích bề mặt của chúng, quá trình này gọi là quá trình keo tụ

Các hạt keo đã bị trung hoà điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này gọi là quá trình tạo bông

Tuy nhiên, khi xử lý, để giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông cặn người ta sử dụng một số hoá chất như: phèn nhôm, phèn sắt, polymer có tác

Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí

và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt

Tuỳ theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các phương thức sau:

 Tuyển nổi bằng khí phân tán: Trong trường hợp này, thổi trực tiếp khí nén vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1- 1 mm Gây xáo trỗn hỗn hợp khí – nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên bề mặt

 Tuyển nổi chân không: Trong trường hợp này, bão hoà không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này ít được sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

 Tuyển nổi bằng khí hoà tan: Sục khí vào nước ở áp suất cao (2 - 4 atm), sau

đó giảm áp suất giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 - 100 mm

 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không thể loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất

có mùi, vị và màu rất khó chịu

Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xỉ mạ sắt… Trong số này than hoạt tính được dùng phổ biến nhất Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước Phương pháp này có

29

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

thể hấp phụ 58 - 95% các chất hữu cơ và màu Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được

là phenol, alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và các hợp chất thơm

 Trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được dùng làm sạch nước nói chung trong đó có nước thải, loại ra khỏi nước các ion kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Pb, Cd, Mn… Cũng như các hợp chất có chứa asen, phosphor, xyanua và cả chất phóng xạ Phương pháp này được dùng phổ biến để làm mềm nước, loại ion Ca2+

và Mg2+ ra khỏi nước cứng Trao đổi ion là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Trao đổi ion cũng là một quá trình hấp thụ trong đó các ion có trong dung dịch thay thế những ion của chất trao đổi không hoà tan gọi là trao đổi ion

Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp Các chất thường được sử dụng như: zeolit, đất sét, nhôm silic, silicagen, pecmutit, các chất điện li cao phân tử, các loại nhựa tổng hợp (polyme không tan)

2.4 Một số công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất Bia

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống XLNT bia của Công ty liên hiệp thực phẩm Hà Tây [1]

Nguồn thải

Tách dòng

Bể hiếu khí

Bể khuấy

Bể kỵ khí

Dòng 1

Bể cân bằng Dòng 2

Bể lắng Hóa chất (vôi) Bùn giống

Bùn thải

Bùn tuần hoàn

Máy thổi khí Nước thải sau xử lý

30

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

Bùn tuần hoàn

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống XLNT Công ty Bia Bạch Đằng [1]

Xe chở bùn

Khí mêtan

Khí đem

xử lý

Hóa chất khử trùng Clo

Nước thải sau xử lý

31

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

Bùn tuần hoàn

Máy ép bùn Máy thổi

khí

32

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN-CỦ CHI CÔNG SUẤT 3000

M 3 /NGÀY 2.1 Giới thiệu chung:

 Tên công ty: Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi

Theo thiết kế, Nhà máy Bia Sài Gòn - Củ Chi sẽ sản xuất hai loại bia chai Trong đó, 60% là bia chai Sài Gòn xanh 450ml và 40% bia chai Sài Gòn đỏ 355ml, tương lai sẽ sản xuất cả bia lon Trong năm 2009, do nhu cầu của thị trường, nên Nhà máy đã sản xuất với tỷ lệ gần 70% bia chai Sài Gòn đỏ, chỉ khoảng từ 32-33% là bia chai Sài Gòn xanh đây là điều rất đáng mừng Sản phẩm sản xuất ra đến đâu là tiêu thụ hết đến đó

33

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

Hình 2.1 Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi

Hình 2.2 Sơ đồ vị trí của nhà máy Bia Sài Gòn-Củ Chi

dự kiến sẽ đạt sản lượng 226 triệu lít, sau khi chuyển 6 tăng từ Nhà máy Bia Sài Gòn - Nguyễn Chí Thanh về, doanh thu dự kiến đạt 2.178 tỷ đồng, lợi nhuận trước thuế 390

tỷ, chưa có một số chi phí như marketing, chi phí quản lý văn phong Theo kế hoạch, cuối năm 2011 sản lượng sẽ được nâng lên 264 triệu lít, và tương lai sản lượng sẽ là

500 triệu lít/năm

Ngày 10/8/2012, Nhà máy bia Sài Gòn-Củ Chi đã long trọng đón nhận Huân chương lao động hạng Ba và kỷ niệm 5 năm sản xuất thương mại Năm 2014, nhà máy được Thủ tướng Chính Phủ tặng thưởng cờ thi đua xuất sắc vì có thành tích tốt trong công tác sản xuất kinh doanh

+ Kinh doanh đúng ngành nghề đã đăng ký giấy phép kinh doanh

+ Thực hiện cam kết hoạt động thương mại

+ Xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch sản xuất kinh doanh đã đề ra, đã đăng ký với khách hàng

+ Thực hiện lao động hợp lí, đúng luật lao động quy định của nhà nước

+ Tuân thủ các chính sách và chế độ quản lý kinh tế của nhà nước, thực hiện đầy đủ, trung thực báo cáo tài chính

+ Về mặt công tác vệ sinh công nghiệp: đảm bảo an toàn song song với công tác phòng cháy chữa cháy

2.4 Dây chuyền sàn xuất của Nhà máy bia Sài Gòn- Củ Chi

Hoa

Hơi nước Chất phụ gia

Bã Hoa Houblon

Khí

CO2

Nước lạnh và glycol

Bã men Men giống

Hình 2.3 Sơ đồ dòng chất vào và ra

Nước cấp

để rửa cấp

Nước cấp cho sản xuất

Bão hòa CO2

Chiết chai, lon

Đóng nắp Thanh trùng

Kiểm tra, dán nhãn, đóng thùng

Rửa chai

Xút Hơi nóng

Nước thải Tách bã

Sản phẩm

đường, khoáng, cũng như một số protein quan trọng phục vụ quá trình lên men ra khỏi những thành phần không hoà tan như vỏ trấu, chất xơ Sau đó, tại nồi lọc, người ta lọc hết chất lỏng ra khỏi trấu cũng như các chất sơ và mầm để lấy hết lượng đường còn bám vào trong trấu Dịch đường này sẽ được đun sôi và houblon hoá nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa Đồng thời quá trình này cũng giúp tăng độ bền keo của dịch đường, thành phần sinh học của nó được ổn định và tăng hoạt tính sức căng bề mặt tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt Sau khi quá trình đun sôi và houblon hoá kết thúc thì toàn

bộ lượng oxy đã bay ra ngoài theo hơi nước và trong dịch đường có rất nhiều cặn Do

đó dịch đường cần được bơm qua bồn lắng cặn theo phương pháp lắng xoáy để tách cặn trước khi đưa qua bộ phận làm lạnh nhanh, đưa nhiệt độ xuống đến mức cần thiết phù hợp với nhiệt độ lên men

 Lên men:

Là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng Phản ứng sinh học chính của quá trình này tạo cồn và CO2 Ngoài ra, nhà sản xuất còn thu được một dịch lên men có nhiều cấu tử với tỉ lệ về khối lượng của chúng hài hoà và cân đối Có thể chia quá trình lên men thành hai giai đoạn: quá trình lên men chính nhằm thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường; quá trình lên men phụ nhằm chuyển hoá hết phần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong bia non, đồng thời làm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm

 Làm trong bia:

Đây là quá trình tách các hạt dạng keo, nấm men sót, các phức chất protein – polyphenol, và nhiều loại hạt ly ty khác để tăng thời gian bảo quản và lưu hành sản phẩm trên thị trường, tăng giá trị cảm quan về độ trong suốt của bia

 Đóng gói:

38

GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3 Cơ sở lựa chọn công nghệ

3.1 Đánh giá nguồn thải

Nước thải được thu gom vào hệ thống xử lý chủ yếu từ các hoạt động của nhà máy, với nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT theo cột B

3.3 Yêu cầu về chất lượng nước thải

Dựa vào QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Có hiệu lực thi hành từ ngày 15 tháng 02 năm 2012

Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp được quy định tại