nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh học mbbr (moving bed bioreactor) hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm

Thuyết minh sơ đồ  Malt và gạo trong bồn chứa đã được loại bỏ tạp chất, kim loại,..., sẽ được đưa vào máy xay, nghiền nhỏ malt để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, công đoạn này nhằm mục

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

a Mu ̣c tiêu nghiên cứu của đề tài 2

b Nô ̣i dung nghiên cứu của đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT – CHẾ BIẾN BIA 3

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BIA 8

1.2.1 Nguồn gốc nước thải bia 8

1.2.2 Thành phần – tính chất nước thải bia 9

1.3 CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA NƯỚC THẢI BIA 12

1.4 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA 12

1.4.1 Phương pháp cơ ho ̣c 12

1.4.2 Phương pháp sinh ho ̣c 15

1.4.3 Phương pháp hóa ho ̣c 16

1.5 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA 18

1.5.1 Nhà máy bia Sabmiller 20

1.5.2 Nhà máy bia Heineken Viê ̣t Nam 22

1.6 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MBBR 24

1.6.1 Giới thiệu chung 24

1.6.2 Giá thể động 25

1.6.3 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ MBBR 27

1.6.4 Các nghiên cứu ứng dụng khác nhau của công nghệ MBBR 29

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 31

2.1.1 Nước thải 31

2.1.2 Giá thể di động 33

2.1.3 Bùn hoạt tính 34

2.2 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 35

2.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 36

2.3.1 Sơ đồ bố trí mô hình thí nghiệm 36

2.3.2 Cơ sở xây dựng mô hình 38

2.3.3 Thông số kỹ thuật mô hình MBBR hiếu khí 40

2.3.4 Nguyên tắc vận hành 41

2.4 QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 42

2.5 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH MẪU 43

2.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 44

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

3.1 QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯỞNG SINH KHỐI 45

3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÍCH NGHI Ở TẢI TRỌNG 0.3 KGCOD/M3.NGÀY 46

3.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 0.6 KGCOD/M3.NGÀY 48

3.4 KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 0.8 KGCOD/M3.NGÀY 57

3.5 KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM Ở TẢI TRỌNG 1.2 KGCOD/M3.NGÀY 66

3.6 SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XỬ LÝ GIỮA CÁC THÍ NGHIỆM 76 3.6.1 Kết quả xử lý xử lý COD 76

3.6.2 Kết quả xử lý BOD5 77

3.6.3 Kết quả xử lý Nitơ 78

3.6.4 Kết quả xử lý TP 82

3.6.5 Kết quả xử lý TSS 83

3.6.6 Quá trình tăng trưởng sinh khối 84

3.7 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ MBBR HIẾU KHÍ 85

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

PHỤ LỤC 91

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Biochemical oxygen demand Nhu cầu oxy sinh hóa

COD Chemical oxygen demand Nhu cầu oxy hóa học

TSS Total suspended solid Tổng chất rắn lơ lửng

OLR Organic loading rate Tải trọng hữu cơ

HRT Hydraulic retention time Thời gian lưu nước

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Quá trình sản xuất – chế biến bia 3

Hình 1.2 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD (Thái Lan) 19

Hình 1.3 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller 21

Hình 1.4 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam 23

Hình 1.5 Mô tả quá trình xử lý của bể MBBR hiếu khí (a) và kị khí (b) 25

Hình 2.1 Khuôn viên khu vực hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia VBL 34

Hình 2.2 Vòi lấy mẫu nước thải bia 34

Hình 2.3 Bể Aerotank 34

Hình 2.4 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 35

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí mô hình MBBR hiếu khí trong nghiên cứu này 36

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí mô hình FBBR kỵ khí nối tiếp MBBR hiếu khí xử lý nước thải bia 37

Hình 2.7 Mô hình MBBR hiếu khí xử lý nước thải bia 41

Hình 2.8 Mô hình hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia 41

Hình 3.1 Sự thay đổi của giá thể K3 qua các tải trọng 45

Hình 3.2 pH nước thải vào và sau xử lý ở thí nghiệm thích nghi 47

Hình 3.3 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở thí nghiệm thích nghi 47

Hình 3.4 pH nước thải vào và sau xử lý ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 50

Hình 3.5 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 51

Hình 3.6 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 51

Hình 3.7 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 52 Hình 3.8 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 53

Hình 3.9 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN ở ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 53

Hình 3.10 Giá trị vào, ra của Nitrate ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 54

Hình 3.11 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 55

Hình 3.12 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 56

Hình 3.13 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 57

Hình 3.14 pH nước thải vào và sau xử lý ở thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 59

Hình 3.15 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 60

Hình 3.16 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 61

Hình 3.17 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia của thí nghiệm ở tải trọng 0.8

kgCOD/m3.ngày 61

Hình 3.18 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 62

Hình 3.19 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 63

Hình 3.20 Giá trị vào, ra của Nitrate của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 63 Hình 3.21 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 64

Hình 3.22 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 65

Hình 3.23 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 66

Hình 3.24 pH nước thải vào và sau xử lý của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 68

Hình 3.25 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 68

Hình 3.26 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 69

Hình 3.27 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý Ammonia của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 70

Hình 3.28 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 71

Hình 3.29 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 71

Hình 3.30 Giá trị vào, ra của Nitrate của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 72 Hình 3.31 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và nước thải sau xử lý của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 73

Hình 3.32 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 74

Hình 3.33 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 75

Hình 3.34 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD ở 3 thí nghiệm 76

Hình 3.35 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý COD trung bình ở 3 thí nghiệm 76

Hình 3.36 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 ở 3 thí nghiệm 77

Hình 3.37 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý BOD5 trung bình ở 3 thí nghiệm 77

Hình 3.38 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý NH4_N ở 3 thí nghiệm 78

Hình 3.39 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý NH4_N trung bình ở 3 thí nghiệm 78

Hình 3.40 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN ở 3 thí nghiệm 79

Hình 3.41 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TKN trung bình ở 3 thí nghiệm 79

Hình 3.42 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý nitrate ở 3 thí nghiệm 80

Hình 3.43 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý nitrate trung bình ở 3 thí nghiệm 80

Hình 3.44 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN ở 3 thí nghiệm 81

Hình 3.45 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TN trung bình ở 3 thí nghiệm 81

Hình 3.46 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP ở 3 thí nghiệm 82

Hình 3.47 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TP trung bình ở 3 thí nghiệm 83

Hình 3.48 Giá trị vào, ra và hiệu quả xử lý TSS trung bình ở 3 thí nghiệm 83

Hình 3.49 So sánh các thành phần sinh khối dính bám trên giá thể K3 qua các tải trọng 84

Hình 3.50 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia áp dụng công nghệ MBBR hiếu khí 85

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nguồn gốc nước thải bia 9

Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải bia 10

Bảng 1.3 Tính chất nước thải một số nhà máy bia 11

Bảng 1.4 Thông số nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD 18

Bảng 1.5 Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller 20

Bảng 1.6 Thông số nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam 22

Bảng 1.7 Thông số các loại giá thể Kaldnes 25

Bảng 1.8 Thông số các loại giá thể Kaldnes phổ biến 27

Bảng 2.1 Thông số chất lượng nước thải bia đầu vào mô hình MBBR hiếu khí 32

Bảng 2.2 Thông số và đặc tính kỹ thuật của giá thể K3 33

Bảng 2.3 Lưu lượng thay đổi theo nồng độ COD đầu vào ở các tải trọng trong quá trình vận hành mô hình thí nghiệm MBBR 38

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật mô hình MBBR hiếu khí 41

Bảng 2.5 Thông số vận hành mô hình MBBR hiếu khí xử lý nước thải bia quy mô phòng thí nghiệm 42

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu phân tích thường xuyên 43

Bảng 2.7 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm 44

Bảng 3.1 Các thông số vận hành thí nghiệm thích nghi 46

Bảng 3.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN, TP) của thí nghiệm ở tải trọng 0.6 kgCOD/m3.ngày 49

Bảng 3.3 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN, TP) của thí nghiệm ở tải trọng 0.8 kgCOD/m3.ngày 58

Bảng 3.4 Kết quả phân tích các chỉ tiêu (COD, NH4_N, TKN, NO2-_N, NO3-_N, TN, TP) của thí nghiệm ở tải trọng 1.2 kgCOD/m3.ngày 67

Bảng 3.5 Hàm lượng sinh khối dính bám lên giá thể K3 ở cuối mỗi tải trọng 84

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước có một vai trò hết sức quan trọng để tạo nên sự sống của tất cả những sinh vật trên Trái đất Đối với cơ thể người, nước chiếm 70% ở lúc sơ sinh và giảm xuống còn 60% khi trưởng thành, 85% khối lượng bộ não được cấu tạo từ nước nên

có thể nói, nước là một trong những nhu cầu thiết yếu để đảm bảo sự sống của con người nói riêng và của sinh vật nói chung Hiện nay, công nghiệp phát triển kéo theo đó là việc thải ra môi trường một lượng lớn nước thải Nếu lượng nước thải này không được xử lý một cách bài bản thì việc ô nhiễm nguồn nước là điều khó tránh khỏi Theo Báo cáo Chất lượng môi trường Quốc Gia năm 2009 cho thấy, gần 70% trong số hơn 1000 000 000 m3 nước thải mỗi ngày từ các khu công nghiệp được xả thẳng ra các nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý đã gây ô nhiễm môi trường nước mặt, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân xung quanh đó

Theo đánh giá của tổ chức nghiên cứu thi ̣ trường Euromonitor International, với dân số gần 90 triê ̣u người, Viê ̣t Nam đang trở thành nước sản xuất bia hấp dẫn nhất khu vực Năm 2012, người Viê ̣t đã tiêu thu ̣ 2.83 tỷ lít bia Bên ca ̣nh đó, mức tiêu thu ̣ bia bình quân đầu người ta ̣i Viê ̣t Nam khoảng 31-32 lít/năm, so với mức 47 lít

ta ̣i Nhâ ̣t Bản, 78 lít ta ̣i Mỹ, hoă ̣c 107 lít ở Đức, thì cơ hô ̣i cho thi ̣ trường bia phát triển còn rất lớn

Theo thống kê của Bộ Kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714.6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngoái Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Viê ̣t Nam, theo thống kê của các công

ty nghiên cứu thị trường, ước đạt 15%/năm

Trước nhu cầu gia tăng năng suất trong ngành chế biến bia ngày mô ̣t nâng cao thì ngày càng có nhiều nhà máy được xây dựng Hiện nay, cả nước có khoảng trên

320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/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 nước thải Các loại nước thải bia chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD rất cao dễ gây ô nhiễm môi trường và cần phải xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Chính vì vâ ̣y, các nghiên cứu khoa ho ̣c về phương pháp xử lý nước thải bia mô ̣t cách có hiê ̣u quả cần được thực hiê ̣n nhiều hơn nhằm phu ̣c vu ̣ cho viê ̣c ứng du ̣ng các công nghê ̣ này trong sản xuất để làm giảm tác đô ̣ng đến môi trường

2 MU ̣C TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

a Mu ̣c tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bia bằng bể sinh ho ̣c hiếu khí MBBR nhằm xác định hiệu quả xử lý, thông số vận hành và tải tro ̣ng hữu cơ tối ưu của mô hình trong xử lý nước thải bia

b Nô ̣i dung nghiên cứu của đề tài

- Tổng quan thành phần, tính chất và các phương pháp xử lý nước thải sản xuất bia

- Lắp đă ̣t và vâ ̣n hành thích nghi mô hình MBBR hiếu khí ở các tải tro ̣ng OLR = 0.3; 0.6; 0.8; 1.2 kgCOD/m3.ngày

- Vận hành và đánh giá hiê ̣u quả xử lý các thông số COD, BOD5, TKN, TP, TSS của nước thải sản xuất bia bằng mô hình MBBR hiếu khí

- Đề xuất thông số vâ ̣n hành thích hợp khi áp dụng công nghệ MBBR xử lý nước thải sản xuất bia

- Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia áp dụng công nghệ MBBR hiếu khí

- Đánh giá sinh khối (theo VS) dính bám trên giá thể K3

3 PHA ̣M VI - GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu được thực hiê ̣n trong phòng thí nghiê ̣m trên mô hình gồm mô ̣t bể MBBR với giá thể K3 Nước thải được sử du ̣ng trong nghiên cứu này lấy từ cột FBBR kỵ khí từ nghiên cứu khác về xử lý nước thải sinh học kỵ khí nước thải bia

4 MÔ HÌNH THỰC HIỆN

Quá trình sinh trưởng bám dính với giá thể K3 quy mô phòng thí nghiệm xử lý nước thải bia

5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

 Có ý nghĩa thực tế sử dụng công nghệ vào xử lý nước thải bia

 Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải bia

 Giảm chi phí thiệt hại, sự cố môi trường

 Hạn chế ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT – CHẾ BIẾN BIA

Hình 1.1 Quá trình sản xuất – chế biến bia

(Nguồn: Phòng Kỹ Thuật Công Ty TNHH Nhà máy Bia Heineken Việt Nam)

Thuyết minh sơ đồ

 Malt và gạo trong bồn chứa đã được loại bỏ tạp chất, kim loại, , sẽ được đưa vào máy xay, nghiền nhỏ malt để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, công đoạn này nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc của tinh bột, tăng khả năng thủy phân tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy quá trình sinh, lý, hóa xảy ra trong nguyên liệu khi nấu, nhằm thu được dịch đường có nồng độ các chất là cao nhất, mức độ

vỡ của hạt gạo và malt ảnh hưởng rất quan trọng đến dịch đường sau này, kết thúc quá trình nghiền malt ta thu được 3 phần gồm: vỏ trấu, tấm thô và tấm nhuyễn, vỏ trấu được giữ lại như một thứ bột trợ lọc trong quá trình lọc lấy dịch

đường, đối với gạo thì phải xây mịn hơn malt, không nên xay malt trước thời gian dài vì hạt malt rất dễ hút ẩm

 Gạo trước khi đưa vào bồn trộn ủ cùng với malt thì phải trải qua công đoạn hồ hóa, mục đích của quá trình này là chuyển tinh bột từ dạng hòa tan, làm cho quá trình tinh bột chuyển hóa thành đường diễn ra nhanh hơn

 Tại bồn trộn ủ, nước 50oC sẽ được đưa từ bên ngoài vào trộn ủ malt, sau đó malt được trao đổi nhiệt tại bồn trao đổi nhiệt ở nhiệt độ 100oC, chỉ tách 1/3 của bồn trộn ủ qua trao đổi nhiệt để hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp là 65oC sẽ đưa sang bồn lọc, nhiệt độ không thể cao hơn 65oC vì nếu nhiệt độ cao hơn nước đường sau quá trình lọc sẽ rất đục và ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm sau này

 Quá trình lọc cháo malt từ bồn trao đổi nhiệt chuyển qua Bồn lọc là một thiết bị

có 2 đáy, quá trình này sẽ tách ra 2 phần là: dịch đường (nước mount: thành phần chủ yếu là nước và các chất hòa tan) và bã hèm

 Bã hèm sẽ được tận dụng bằng cách bán lại cho các công ty sản xuất thức

ăn gia súc

 Dịch đường lúc này là dịch đường hơi đục sẽ tiếp tục được đưa qua bồn đun sôi

 Tại bồn nấu, ở đây, dịch đường được đun sôi với hoa Houblon (nhiệt độ ở

100oC, trong vòng 1 giờ), các chất đắng, tinh daaufm thơm, polyphenol và các thành phần của hoa được hòa tan vào dịch đường tạo cho bia có vị đắng, mùi thơm đặc trưng của hoa houblon và khả năng giữ bọt cho bia Quá trình đun sôi dịch đường có 5 lý do:

 Dễ hòa tan hoa houblon vào dịch đường,

 Bốc hơi các hơi nước dư trong dịch đường,

 Vô trùng dịch đường ở 100oC

 Polyphenol của hoa khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các protein cao phân tử kém bền vững với tanin tạo các phức chất dễ kết lắng làm tăng độ trong của dịch đường và ổn định thành phần sinh học của bia thành phẩm

 Đồng thời quá trình đun hoa còn có tác dụng thanh trùng nước đường, tiêu diệt các vi sinh vật và các hệ Enzym còn lại trong dịch đường

 Trong quá trình đun sôi hoa houblon có nhiều quá trình hóa lý quan trọng xảy ra, quyết định chất lượng bia thành phẩm

 Trước hết là sự hòa tan các thành phần đặc trưng của hoa houblon và sự hòa tan các chất melanoit caramen Sự hòa tan các chất đắng làm thay đổi

vị của nước nha từ chỗ có vị ngọt trở thành vừa ngọt vừa hơi đắng Dầu của hoa houblon có ảnh hưởng đến chất lượng của nước nha, phần lớn dầu của hoa houblon khi đun sôi bay theo hơi nước và thành phần tinh bột thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo mùi thơm dễ chịu, đặc trưng cho bia

 Trong quá trình đun sôi sự đông tụ protein xảy ra theo 2 bước:

 Sự phá hủy cấu trúc protein,

 Đông tụ

 Sự có mặt của protein trong nước nha đã đun sôi với hoa houblon làm cho sản phẩm có thể bị đục và làm giảm độ bền sinh học của bia, kìm hãm quá trình lên men của bia (vì protein hấp thụ trên bề mặt tế bào nấm men gây khó khăn trong quá trình sản xuất bia như: khó lọc, bị đục khi ướp lạnh) Chất tannin của hoa houblon có hoạt tính hóa học cao, có độ hòa tan lớn trong nước, chất này làm kết tủa các protein cao phân tử

 Quá trình đun sôi với houblon làm cho dịch đường thay đổi từ nhạt sang đậm do hiện tượng caramen hóa các chất đường có trong dịch, sự hình thành các melanoil và các chất có màu của houblon chuyển hóa vào dịch

 Tỉ lệ hoa houblon cho vào dịch đường trong quá trình nấu đối với một mẽ bia 5.600HL là:

 Heineken: 11-12 lon

 Tiger: 8-9 lon

 Sau quá trình nấu, ta có được dịch đường nóng ta đưa qua bồn xoáy, thiết bị này làm việc theo lực hướng tâm Tại đây, dịch đường nóng sẽ được tách cặn nóng, cặn sẽ được đưa ra khỏi thiết bị dưới lớp đáy, còn nước đường trong sau khi tách cặn sẽ được đưa qua hệ thống làm lạnh

 Hệ thống làm lạnh, làm lạnh bởi nhiều lớp ngăn, băng những lá thép không rỉ, ở

hệ thống làm lạnh này thì nước đường sẽ được hạ nhiệt độ xuống còn từ 7 – 9oC Quá trình làm lạnh được thực hiện bởi những lý do sau:

 Để tránh sự xâm nhập phát triển của vi sinh vật bên ngoài

 Đảm bảo sự hòa tan oxi cần thiết đủ cho men phát triển trong giai đoạn đầu trước khi lên men

 Đảm bảo sự lắng cặn khi làm lạnh dịch đường, khi quá trình làm lạnh nhanh diễn ra thì các globulin mới có thể lắng xuống được

 Trong quá trình làm lạnh, cũng diễn ra các biến đổi hóa lý:

 Khi bắt đầu làm lạnh, nhiệt độ dịch thể còn cao, trong dịch đường xảy ra quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ như maltoza, glucoza, fructoza,

chất đắng, các hợp chất chứa N2, tannin, nhựa houblon và các sản phẩm được tạo ra như acid gluconic, muravic,

 Nhiệt độ dịch đường giảm dần đồng nghĩa với tốc độ oxi hóa giảm dần, đến 45oC thì quá trình oxi hóa ngưng hoàn toàn, dưới 40oC thì oxi từ không khí không thể hòa tan vào dịch thể

 Quá trình làm lạnh cũng hình thành và kết lắng các chất cặn

 Giai đoạn hạ nhiệt độ từ 60oC xuống đến 8oC phải thực hiện nhanh, nếu không sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nhóm vi sinh vật phát triển như khuẩn sarxin, vi khuẩn acetic, vi khuẩn lactic và E.coli

 Sau khi dịch đường dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ 7 – 9oC thì nước đường tiếp tục được đưa qua bồn lên men để tiến hành lên men bia

 Tại bồn lên men, thì men sẽ được đưa vào cùng với khí O2, men đưa vào phải là men thuần chủng và men đưa vào phải có tỉ lệ men chết dưới 8% đối với bia Tiger và dưới 2 -3% đối với bia Heineken Quá trình lên men sẽ diễn ra tại đây, đây chính là quá trình alcol hóa

 Qua sự trao đổi chất của nấm men dẫn đến sự thay đổi cơ bản trong thành phần hóa học của nước đường, biến nước đường thành một loại nước có hương thơm, vị dễ chịu và độ bền vững cần thiết đó chính là bia

 Thực chất quá trình lên men là quá trình oxi hóa khử xảy ra trong cơ thể

vi sinh vật, dưới tác động của một hệ thống enzyme nên còn được gọi là quá trình oxi hóa khử sinh học

 Nấm men là một loại vi sinh vật mang tính chất thực vật, nó có khả năng phân giải các loại đường, lên men và hô hấp, nên trong quá trình lên men cần phải cung cấp đầy đủ lượng khí cho nấm men hoạt động

Quá trình lên men diễn ra qua 2 công đoạn là lên men chính và lên men phụ

 Quá trình lên men chính thường xảy ra qua 4 giai đoạn:

 Giai đoạn đầu: tạo bọt trắng và mịn chung quanh bề mặt dịch lên men, men đâm chồi

 Giai đoạn thứ 2: giai đoạn tạo bọt thấp, giai đoạn này xuất hiện nhiều bọt đặc và trắng

 Giai đoạn thứ 3: giai đoạn bọt cao, giai đoạn quá trình lên men diễn ra mạnh mẽ nhất

 Giai đoạn cuối: ở giai đoạn này, bọt xẹp xuống dần, bề mặt dịch đường phủ một lớp bọt màu nâu Kết thúc quá trình lên men chính, sản phẩm thu được lúc này gọi là bia non

 Quá trình lên men phụ là quá trình tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau khi đã lên men chính, làm tăng mùi và hương vị chai bia, bão hòa

CO2, làm ổn định chất lượng bia để thu được một loại nước uống bão hòa

CO2, tạo cho người uống sự dễ chịu và có hương thơm

 Trong quá trình lên men phụ, ở nhiệt độ thấp, diacetyl sẽ dần dần giảm đi, diacetyl là sản phẩm phụ trong quá trình lên men, gây cho bia

có hương vị khó chịu

 Trong suốt quá trình nổi bọt, CO2 góp phần đẩy O2 ra làm giảm hiện tượng oxi hóa khử: hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển làm giảm chất lượng bia

 Quá trình “chín bia” khi mùi vị của bã hèm biến mất, vị ngọt sẽ biến mất khi đã lên men hết các chất khô còn lại Vị đắng gắt sẽ mất dần do

sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tannin hình thành các phức chất, kết tủa Nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men kết thúc

 Yêu cầu sau khi kết thúc quá trình lên men phụ:

 Màu sắc vàng, trong suốt,

 Ba không được lẫn những vật lạ,

 Bọt trắng mịn, xốp, dày và có độ bền bọt,

 Có mùi thơm đặc trưng của bia

 Khi kết thúc quá trình lên men, men bia sẽ được thu hồi về bộ phận thu hồi men,

để tận dụng nấu những mẽ bia kế tiếp, men sẽ được tận dụng nấu được 4-5 lần, men sẽ được kiểm tra tế bào chết bằng kính hiển vi, khi lượng tế bào chết cao vượt quá mức qui định thì men bia sẽ được loại bỏ

 Sau quá trình lên men, bia sẽ được chuyển qua bồn ủ bia, tại đây, bia được ủ lại

để cho bia trong hơn, có vị thơm hơn và dịu hơn, bia lúc này là bia chín mùi, lúc này hương vị của sản phẩm đã xuất hiện

 Sau khi bia được ủ xong thì sẽ chuyển sang giai đoạn lọc bia Mục đích của quá trình lọc bia là làm cho bia có độ trong, sáng đúng yêu cầu chất lượng, tách triệt

để các phần tử rắn, khuếch tán trong bia sau khi lắng xuống đáy trong quá trình

ủ, làm cho bia ổn định, gia tăng độ bền vững sinh hóa học cho bia, loại bỏ hầu hết các vi sinh vật (kể cả nấm men còn sót lại trong quá trình lên men) làm đục bia Yêu cầu bia sau khi lọc phải trong, có màu óng ánh khi ánh sáng xuyên qua, phải có độ bền vững hóa học cao, không bị phân tán, không bị biến đổi thành các chất khác trong quá trình bảo quản

 Sau quá trình lọc bia, bia sẽ được chuyển sang bồn bia trong, bia lúc này có màu vàng đặc trưng, hoặc nâu đen đối với bia đen, lúc này bia đã chín mùi, nhưng vẫn chưa uống được, cần phải chuyển sang bồn bia trong để ổn định bia

 Bia sau khi qua bồn bia trong là đã thành bia thành phần, lúc này, sẽ được đem

đi chiết chai, hoặc chiết lon

 Trước khi chiết, bia thường được bão hòa CO2 lần nữa CO2 được nạp vào ngay trước khi chiết bia, trong thùng phối trộn

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BIA

1.2.1 Nguồn gốc nươ ́ c thải bia

 Nguồn gốc của nước thải bia

Công nghệ sản xuất bia tao nên một lượng lớn nước thải xả vào môi trường Hiện nay, tiêu chuẩn nước thải trong quá trình sản xuất bia là 8 – 14L nước thải/lít bia, phụ thuộc vào công nghệ và các loại bia sản xuất

Các loại nước thải từ nhà máy bia, có 3 loại nước thải:

 Nước thải sản xuất,

 Nước thải sinh hoạt,

 Nước mưa và nước chảy tràn bề mặt

Nước thải sản xuất bia tạo ra từ các nguồn: làm sạch malt, bể trộn, bể ngâm, nấu, lên men, lọc, khử trùng, vệ sinh, làm nguội máy (Trong đó, hoạt động làm sạch malt, làm nguội máy, lọc, vệ sinh công ty và khử trùng tạo ra tới 70% tổng lượng nước thải)

Bảng 1.1 Nguồn gốc nước thải bia

1

Từ công đoạn nấu – đường hóa:

- Rửa thiết bị nấu

Nước rửa thiết bị (nồi nấu

đường hóa, lọc, thùng lên men)

- Nước thải dung dịch xút

loãng sau khi rửa

1.2.2 Tha ̀nh phần – tính chất nước thải bia

- Nước thải từ nhà máy sản xuất bia thường có đặc tính chung:

 Chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD, COD, Nitơ, Photpho) do bã nấu, bã hèm, men, hèm loãng, bia dư rơi rớt, rò rỉ vào nước thải.v.v…Các chất hữu cơ trong nước thải bia thường ở dạng lơ lửng lẫn dạng hoà tan, chủ yếu gồm các thành phần: đường, bột hoà tan, ethanol, các axit béo dễ bay hơi,…Khi thải vào các thủy vực tiếp nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh

 Chất rắn lơ lửng

 Chất rắn lắng đọng cao

 Nhiệt độ cao

 pH dao động lớn

 Nước thải thường có màu xám đen

 Các hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất như: CaCO3, CaSO4, H3PO4, xút, Soda,

 Tỷ số BOD/COD dao động trong khoảng 0.6 – 0.7 > 0.5 nên nước thải bia có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học

Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải bia

Thông số Đơn vị Nồng độ(a) Mức nồng độ hiện tại ở

(a) Nguồn: W Driessen and T Vereijken, “Recent Developments in Biological

Treatment of Brewery Effluent”, 2-7/3/2003

(b) Nguồn: Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn Ngành: sản xuất bia

Bảng 1.3 Tính chất nước thải một số nhà máy bia

STT Thông

số Đơn vị

Nhà máy bia

Sabmiller

VN(a)

Hoàng Quỳnh(b) VBL(c) San

Miguel(d)

Sài Gòn –

Củ Chi(e)

(a) Nguồn: Phòng lab, nhà máy bia Sabmiller

(b) Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Hoàng Quỳnh

(c) Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia VBL

(d) Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia San Miguel

(e) Nguồn: Phòng phân tích, nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi

(f) Nguồn: Trần Xuân Thái, Xử lý nước thải: Một mô hình hay tại nhà máy bia Đông Nam Á 12/03/2007

 Nhìn chung, nước thải công nghiê ̣p sản xuất bia bị ô nhiễm hữu cơ cao Tỉ số BOD 5 /COD cao, hàm lượng N, P rất cao thuận lợi cho phương pháp xử lý bằng quá trình sinh học

1.3 CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA NƯỚC THẢI BIA

Đặc điểm của nước thải sản xuất bia là có hàm lượng các chất hữu cơ trong nước cao, nhiệt độ lớn, độ pH dao động trong một phạm vi rộng, có nguy cơ gây ô nhiễm hữu cơ Chỉ số BOD, SS, COD cũng khá cao kết hợp với các chất phụ trợ trong quá trình sản xuất như: CaCO3, CaSO4, NaOH , Na2CO3…sẽ làm cho các chất hữu cơ trong nước phân hủy nhanh, nếu không được xử lý kịp thời thì sẽ gây ra những mùi thối khó chịu, gây ô nhiễm nghiêm trọng, gây nguy hại tới sức khỏe của con người Các phân tích khoa học cho thấy, nước thải công nghiệp sản xuất bia là một trong những loại nước thải mang tính ô nhiễm mạnh và tác động sâu sắc đến môi trường nước Nếu thải ra ngoài môi trường mà không xử lý thì dưới tác dụng của điều kiện môi trường các vi sinh vật sẽ phân huỷ các chất hữu cơ và sinh ra các mùi thối ảnh hưởng tới đời sống của khu vực dân cư xung quanh Nước thải chưa được xử lý thải

ra đồng ruộng sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng ảnh hưởng không nhỏ tới năng suất trồng trọt

1.4 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA

1.4.1 Phương pha ́ p cơ học

Nguyên tắc chung

Nước thải có thành phần hết sức phức ta ̣p Trong nước thải không chỉ chứa các thành phần hóa ho ̣c hòa tan, các loài vi sinh vâ ̣t, mà còn chứa các chất không hòa tan Các chất không hòa tan có thể có kích thước nhỏ hoă ̣c kích thước lớn Người ta dựa vào kích thước và tỷ tro ̣ng của chúng để loa ̣i chúng ra khỏi môi trường nước, trước khi áp du ̣ng các phương pháp hóa lý hoă ̣c các phương pháp sinh ho ̣c [1]

Các vâ ̣t chất có kích thước lớn như cành cây, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ rách, cát, sỏi và cả những gio ̣t dầu mỡ Ngoài ra, vâ ̣t chất còn nằm ở da ̣ng lơ lửng hoă ̣c ở da ̣ng huyền phù [1]

Tùy theo kích thước và tính chất đă ̣c trưng của từng loa ̣i chất mà người ta đưa ra những phương pháp thích hợp để loa ̣i chúng ra khỏi môi trường nước Những phương pháp loa ̣i các chất rắn có kích thước lớn và tỷ tro ̣ng lớn trong nước được

go ̣i chung là phương pháp cơ ho ̣c [1]

Phương pháp xử lý cơ ho ̣c có thể loa ̣i bỏ được đến 60% các ta ̣p chất không hòa tan có trong nước thải và giảm 20% BOD Các công trình trong xử lý cơ ho ̣c bao gồm:

- Song chắn rác hoă ̣c lưới lo ̣c

- Bể lắng cát

- Bể lắng

- Điều hòa lưu lượng dòng chảy

- Quá trình tuyển nổi

1.4.1.1 Song chă ́ n rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các că ̣n bẩn có kích thước lớn hay ở da ̣ng sợi: giấy, rau, cỏ rác Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân hủy că ̣n (bể metan) Đối với các ta ̣p chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu ta ̣o của thanh chắn rác gồm các thanh kim loa ̣i tiết diê ̣n hình chữ nhâ ̣t, hình tròn hoă ̣c bầu du ̣c Song chắn rác được chia làm 2 loa ̣i di đô ̣ng hoă ̣c cố

đi ̣nh, có thể thu gom rác bằng thủ công hoă ̣c cơ khí Song chắn rác được đă ̣t nghiêng mô ̣t góc 60-90o theo hướng dòng chảy

1.4.1.2 Bể ta ́ ch dầu mỡ

Bể tách dầu mỡ thường được ứng du ̣ng trong xử lý nước thải công nghiê ̣p có chứa dầu mỡ, các chất nhe ̣ hơn nước và các da ̣ng chất nổi khác Đối với nước thải sinh hoa ̣t, do hàm lượng dầu mỡ và các chất nổi không lớn cho nên có thể thực hiê ̣n viê ̣c tách chúng ngay ở bể lắng đợt mô ̣t nhờ các thanh ga ̣t thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bề mă ̣t bể lắng

1.4.1.3 Bể lă ́ ng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có tro ̣ng lượng riêng lớn hơn nhiều

so với tro ̣ng lượng riêng của nước như xỉ than, cát ra khỏi nước thải Thông thường, că ̣n lắng có đường kính ha ̣t khoảng 0.25 mm (tương đương đô ̣ lớn thủy lực là 24.5) chiếm 60% tổng số các ha ̣t că ̣n có trong nước thải

Theo chiều dòng thải, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng Trong bể lắng ngang, dòng nước thải theo phương ngang hoă ̣c vòng qua bể với

vâ ̣n tốc lớn nhất Vmax = 0.3 m/s, vận tốc nhỏ nhất Vmin= 0.15 m/s và thời gian lưu nước từ 30-60 giây Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển đô ̣ng theo phương thẳng đứng từ dưới lên với vâ ̣n tốc nước dâng từ 3-3.7 m/s, vâ ̣n tốc nước chảy trong máng thu (xung quanh bể) khoảng 0.4 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao đô ̣ng trong khoảng 2-3.5 phút

Cát trong bể lắng được tâ ̣p trung về hố thu hoă ̣c mương thu cát dưới đáy, lấy cát

ra khỏi bể có thể bằng thủ công (nếu lượng cát < 0.5 m3/ngày đêm) hoă ̣c bằng cơ giới (nếu lượng cát > 0.5 m3/ ngày đêm) Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử du ̣ng la ̣i cho những mu ̣c đích xây dựng

1.4.1.4 Bể lă ́ ng

Bể lắng làm nhiê ̣m vu ̣ tách các chất lơ lửng còn la ̣i trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) có tỷ tro ̣ng lớn hơn hoă ̣c nhỏ hơn tỷ tro ̣ng của nước dưới da ̣ng lắng xuống đáy bể hoă ̣c nổi lên trên mă ̣t nước Thông thường bể lắng có ba loa ̣i chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển đô ̣ng theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển

đô ̣ng theo phương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm (nước chuyển đô ̣ng từ tâm ra xung quanh) thường có da ̣ng hình tròn trên mă ̣t bằng Ngoài ra, còn mô ̣t số da ̣ng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiê ̣u quả lắng [2]

1.4.1.5 Điê ̀u hòa lưu lượng dòng chảy

Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hòa lượng dòng chảy Trong qua trình này thực chất là thiết lâ ̣p hê ̣ thống điều hòa lưu lượng và nồng đô ̣ chất ô nhiễm trong nước thải nhằm ta ̣o điều kiê ̣n tốt nhất cho các công trình phía sau hoa ̣t đô ̣ng ổn đi ̣nh Bể điều hòa dòng chảy có thể bố trí trên dòng chảy hay bố trí ngược dòng chảy

1.4.1.6 Qua ́ trình tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình tách các chất ở da ̣ng rắn hoă ̣c da ̣ng lỏng, phân tán không tan trong nước thải có khối lượng riêng nhỏ, tỷ tro ̣ng nhỏ hơn nước không thể lắng bằng tro ̣ng lực hoă ̣c lắng rất châ ̣m Phương pháp tuyển nổi được thực hiê ̣n bằng cách trô ̣n lẫn các ha ̣t khí nhỏ và mi ̣n vào nước thải, khi đó các ha ̣t khí sẽ kết dính với các ha ̣t của nước thải và kéo theo những ha ̣t vâ ̣t chất này theo bo ̣t khí nổi lên bề

mă ̣t Khí đó ta có thể dễ dàng loa ̣i chúng ra khỏi hê ̣ thống bằng thiết bi ̣ vớt bo ̣t Để tăng hiê ̣u suất ta ̣o bo ̣t, người ta thường sử du ̣ng các chất ta ̣o bo ̣t như eresol, phenol nhằm giảm năng lượng bề mă ̣t phân pha Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các da ̣ng sau:

- Tuyển nổi bằng khí phân tán: Khí nén được thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi để ta ̣o thành các bo ̣t khí có kích thước từ 0.1-1 mm, gây xáo trô ̣n hỗn hợp khí-nước chứa că ̣n Că ̣n tiếp xúc với bo ̣t khí, kết dính và nổi lên bề mă ̣t

- Tuyển nổi chân không: Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí

ra khỏi nước ở áp suất chân không Hê ̣ thống này ít sử du ̣ng trong thực tế vì khó

vâ ̣n hành và chi phí cao

- Tuyển nổi bằng khí hòa tan: Su ̣c không khí vào nước ở áp suất cao (2-4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ ta ̣o thành bo ̣t khí có kích thước 20-100µm

1.4.2 Phương pha ́ p sinh học

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh ho ̣c là quá trình nhằm phân hủy các vâ ̣t chất hữu cơ ở da ̣ng hòa tan, da ̣ng keo và da ̣ng phân tán nhỏ trong nước thải nhờ vào sự hoa ̣t đô ̣ng của các vi sinh vâ ̣t Quá trình này xảy ra trong điều kiê ̣n hiếu khí hoă ̣c ky ̣ khí tương ứng với hai tên go ̣i thông dụng là: quá trình xử lý sinh

ho ̣c hiếu khí và quá trình xử lý sinh ho ̣c ky ̣ khí (yếm khí) [3]

Quá trình xử lý sinh ho ̣c ky ̣ khí thường được ứng dụng để xử lý sơ bô ̣ các loa ̣i nước thải có hàm lượng BOD5 cao (>1000 mg/l), làm giảm tải tro ̣ng hữu cơ và ta ̣o điều kiê ̣n thuâ ̣n lợi cho các quá trình xử lý hiếu khí diễn ra có hiê ̣u quả Xử lý sinh

ho ̣c ky ̣ khí còn được áp dụng để xử lý các loa ̣i bùn, că ̣n (că ̣n tươi từ bể lắng đợt mô ̣t, bùn hoa ̣t tính sau khi nén ) trong tra ̣m xử lý nước thải đô thi ̣ và mô ̣t số ngành công nghiê ̣p

Quá trình xử lý sinh ho ̣c hiếu khí được ứng du ̣ng có hiê ̣u quả cao đối với nước thải có hàm lượng BOD5 thấp như nước thải sinh hoa ̣t sau xử lý cơ ho ̣c và nước thải của các ngành công nghiê ̣p bi ̣ ô nhiễm hữu cơ ở mức đô ̣ thấp (BOD5 < 1000 mg/l) Tùy theo cách cung cấp oxy mà quá trình xử lý sinh ho ̣c hiếu khí được chia làm hai loại:

- Xử lý sinh ho ̣c hiếu khí trong điều kiê ̣n tự nhiên (oxy được cung cấp từ không khí tự nhiên do quang hợp của tảo và thực vâ ̣t nước) với các công trình tương ứng như: cánh đồng tưới, cánh đồng lo ̣c, hồ sinh ho ̣c, đất ngâ ̣p nước [3]

- Xử lý sinh ho ̣c hiếu khí trong điều kiê ̣n nhân ta ̣o (oxy được cung cấp bởi các thiết bi ̣ su ̣c khí cưỡng bức, thiết bi ̣ khuấy trô ̣n cơ giới ) với các quá trình và công trình tương ứng như sau:

 Quá trình vi sinh vâ ̣t lơ lửng (quá trình bùn hoa ̣t tính):

 Bể bùn hoa ̣t tính thổi khí (Aerotank)

 Mương oxy hóa

 Hồ sinh ho ̣c

 Quá trình vi sinh vâ ̣t dính bám (Quá trình màng vi sinh vâ ̣t):

 Bể lo ̣c sinh ho ̣c nhỏ gio ̣t (Biofilm)

 Bể lo ̣c sinh ho ̣c cao tải

1.4.3 Phương pha ́ p hóa học

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp du ̣ng các quá trình vâ ̣t lý và hóa ho ̣c để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác

đô ̣ng với các ta ̣p chất bẩn, biến đổi hóa ho ̣c, ta ̣o thành các chất khác dưới da ̣ng că ̣n hoă ̣c chất hòa tan nhưng không đô ̣c ha ̣i hoă ̣c gây ô nhiễm môi trường Giai đoa ̣n xử lý hóa lý có thể là giai đoa ̣n xử lý đô ̣c lâ ̣p hoă ̣c xử lý cùng với các phương pháp cơ

ho ̣c, hóa ho ̣c, sinh ho ̣c trong công nghê ̣ xử lý nước thải hoàn chỉnh [2]

Những phương pháp hóa lý thường được áp du ̣ng để xử lý nước thải là: keo tu ̣, đông tu ̣, hấp phu ̣, trao đổi ion, thấm lo ̣c ngược và siêu lo ̣c [2]

1.4.3.1 Phương pha ́ p keo tụ và đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các ha ̣t rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở da ̣ng keo và hòa tan vì chúng là những ha ̣t rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các ha ̣t rắn đó mô ̣t cách có hiê ̣u quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác đô ̣ng tương hỗ giữa các ha ̣t phân tán liên kết thành tâ ̣p hợp các ha ̣t, nhằm tăng vâ ̣n tốc lắng của chúng Viê ̣c khử các ha ̣t keo rắn bằng lắng tro ̣ng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điê ̣n tích của chúng, sau đó là liên kết chúng la ̣i với nhau Quá trình trung hòa điê ̣n tích thường được go ̣i là quá trình đông tu ̣ (coagulation), còn quá trình ta ̣o thành các bông lớn hơn từ các

ha ̣t nhỏ go ̣i là quá trình keo tu ̣ (flocculation) [2]

1.4.3.2 Hấp phụ

Phương pháp hấp phu ̣ được dùng rô ̣ng rãi để làm sa ̣ch triê ̣t để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi sử lý sinh ho ̣c cũng như xử lý cu ̣c bô ̣ khi nước thải có chứa mô ̣t hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh ho ̣c và thường có đô ̣c tính cao Nếu các chất cần khử bi ̣ hấp phu ̣ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phu ̣ không lớn thì viê ̣c ứng du ̣ng phương pháp này là hợp lý hơn cả [2]

Các chất hấp phu ̣ thường được sử du ̣ng như: than hoa ̣t tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phu ̣ (tro, xỉ, ma ̣t cưa ) Chất hấp phu ̣ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loa ̣i ít được sử du ̣ng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phu ̣ phổ biến nhất là than hoa ̣t tính, nhưng chúng cần có các tính chất xác đi ̣nh như: tương tác yếu với các phân tử nước và ma ̣nh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phu ̣ các phân tử hữu cơ lớn và phức ta ̣p, có khả năng phu ̣c hồi Ngoài

ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan tro ̣ng là than phải có hoa ̣t tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì mô ̣t số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bi ̣ oxy hóa và bi ̣ hóa nhựa Các chất hóa nhựa bít kín lỗ xốp của than và cản trở viê ̣c tái sinh nó ở nhiê ̣t đô ̣ thấp [2]

1.4.3.3 Phương pha ́ p trao đổi ion

Trao đổi ion là mô ̣t quá trình trong đó các ion trên bề mă ̣t của chất rắn trao đổi với ion có cùng điê ̣n tích trong dung di ̣ch khi tiếp xúc với nhau Các chất này go ̣i là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước [2]

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung di ̣ch điê ̣n ly go ̣i là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm go ̣i là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion go ̣i là các ionit lưỡng tính [2]

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng du ̣ng để loa ̣i ra khỏi nước các kim loa ̣i như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M , các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xa ̣ [2]

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoă ̣c hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân ta ̣o Các chất trao đổi ion vô cơ tư nhiên gồm có các zeolit, kim loa ̣i khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau…, vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước), các oxit khó tan và hydroxit của mô ̣t số kim loa ̣i như: nhôm, crôm, ziriconi Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mă ̣t riêng lớn là những hợp chất cao phân tử [2]

1.4.3.4 Ca ́ c quá trình tách bằng màng

Màng được đi ̣nh nghĩa là mô ̣t pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau Viê ̣c ứng du ̣ng màng để tách các chất phu ̣ thuô ̣c vào đô ̣ thấm của các hợp chất đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuâ ̣t như: điê ̣n thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lo ̣c và các quá trình tương tự khác [2]

Thẩm thấu ngược và siêu lo ̣c là quá trình lo ̣c dung di ̣ch qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lo ̣c Màng lo ̣c cho các phân tử dung môi đi qua và giữ la ̣i các chất hòa tan Sự khác biê ̣t giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lo ̣c thường được sử du ̣ng để tách dung di ̣ch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví du ̣ như các vi khuẩn, tinh bô ̣t, protein, đất sét ) Còn thẩm thấu ngược thường được sử du ̣ng để khử các vâ ̣t liê ̣u có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao [2]

1.4.3.5 Phương pha ́ p điê ̣n hóa

Mu ̣c đích của phương pháp này là xử lý các ta ̣p chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp du ̣ng trong quá trình oxy hóa dương cực, khử âm cực, đô ̣ng tu ̣ điê ̣n và điê ̣n thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điê ̣n cực khi cho dòng điê ̣n mô ̣t chiều đi qua nước thải [2]

Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là tiêu hao điê ̣n năng lớn

1.5 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA

- Nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD (Thái Lan) vận hành từ năm 1995, với công suất 5000 m3/ngày [4]

Bảng 1.4 Thông số nước thải nhà máy bia Boonrod brewery CO.LTD

Nước sau xử lý

Xử lý sinh học hiếu khí

Aerotank

Bể lắng

1.5.1 Nhà máy bia Sabmiller

Nhà máy bia Sabmiller tọa lạc tại lô A, khu công nghiệp Mỹ Phước 2, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương Nhà máy có tổng diện tích khuôn viên là 398.475 m², trong đó phần diện tích đất sử dụng khoảng 80.000 m2, diện tích khu xử lý nước thải: 2000m2

Hệ thống xử lý nước thải được đưa vào hoạt động vào tháng 1/2007 với lưu lượng thiết kế: 2400 m3/ngày, nguồn thải đạt loại A, TCVN 5945 – 2005

Bảng 1.5 Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller STT Thông số Đơn vi ̣ Thông số nước thải

Hình 1.3 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller

Ngăn thu nước - h03

Bể chứa nước sau xử lý Ngăn thu nước - h04

Nước sau xử lý chưa đạt

Hệ thống thoát nước mưa của khu công nghiệp

1.5.2 Nha ̀ máy bia Heineken Viê ̣t Nam

Nhà máy bia Heineken Việt Nam hoạt động với công suất sản xuất là 150 triệu lít/năm

Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế hiện đại và xử lý cho cả nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt

Lưu lượng nước thải hiện tại là 5700 m3/ngày, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại A, QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

Bảng 1.6 Thông số nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam

STT Thông số Đơn vi ̣ Thông số nước thải

 Dây chuyền xử lý:

Hình 1.4 Dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Heineken Việt Nam

(Nguồn: Phòng lab – nhà máy bia Heineken Việt Nam)

Nước thải

Lưới lọc thô

Hố bơm chìm Thiết bị lọc rác tinh

Nước hồi lưu Nước hồi lưu

1.6 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MBBR

1.6.1 Giới thiệu chung

- MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là một dạng của quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bởi lớp màng sinh học (biofilm) Trong quá trình MBBR, lớp màng biofilm phát triển trên giá thể lơ lửng trong lớp chất lỏng của bể phản ứng Những giá thể này chuyển động được trong chất lỏng là nhờ hệ thống sục khí cung cấp oxy cho nước thải hoặc thiết bị khuấy trộn Công nghệ này được phát triển tại Norway (Thụy Điển) vào cuối những năm 1980 và được sử dụng rộng rãi trên nhiều nhà máy của các nước trên thế giới Trong những năm 1980, người ta sử dụng MBBR để loại bỏ Nitơ của nguồn thải ra Biển Bắc Kỹ sư và nghiên cứu sinh ở Thụy Điển nhận ra rằng trong nhiều trường hợp cần có một quá trình sinh học với nồng độ sinh khối cao để tăng hiệu quả xử lý và giảm chi phí (Odegaard và cộng sự,1991) Với mục đích loại bỏ chất hữu cơ, amonia , công nghê này được nghiên cứu và đã chứng tỏ những ưu điểm rõ rệt qua nhiều nghiên cứu khác nhau [5]

- Công nghệ MBBR là công nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí và bể lọc sinh học Bể MBBR hoạt động giống như quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí trong toàn bộ thể tích bể Đây là quá trình

xử lý bằng lớp màng biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể lơ lửng mà những giá thể lơ lửng này lại di chuyển tự do trong bể phản ứng và được giữ bên trong bể phản ứng được đặt ở cửa ra của bể [5]

- Bể MBBR không cần quá trình tuần hoàn bùn giống như các phương pháp

xử lý bằng màng biofilm khác, vì vậy nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính trong bể, bởi vì sinh khối ngày càng được tạo ra trong quá trình xử lý Cũng giống như các quá trình sinh trưởng lơ lửng, sinh khối trong bể MBBR có nồng độ cao hơn, dẫn đến thể tích nhỏ gọn hơn quá trình bùn hoạt tính thông thường Bể MBBR gồm 2 loại: bể hiếu khí và bể kỵ khí Hình 2.5

mô tả quá trình xử lý của bể MBBR [5]

- Trong bể hiếu khí sự chuyển động của các giá thể được tạo thành do sự khuếch tán của những bọt khí có kích thước trung bình được từ máy thổi Trong khi

đó ở bể kỵ khí/thiếu khí thì quá trình này được tạo ra bởi sự xáo trộn của các giá thể trong bể bằng cánh khuấy Hầu hết các bể MBBR được thiết kế ở dạng hiếu khí có lớp lưới chắn ở cửa ra, ngày nay, người ta thường thiết kế lớp lưới chắn có dạng hình trụ đặt thẳng đứng hay nằm ngang

Hình 1.5 Mô tả quá trình xử lý của bể MBBR hiếu khí (a) và kị khí (b)

(Nguồn: Rhodes R Copithorn, P.E, BCEE et “Moving – Bed Biofilm Reactors,”

in Biofilm Reactors, No.35 WEF Press, Ed Alexandria, VA 22314–1994 USA: McGraw-Hill, 2010, pp.215)

- Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích

bề mặt hiệu dụng lớn để lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lửng trong nước và tiếp xúc với chất dinh dưỡng [6]

- Kaldnes Miljøteknologi AS đã phát triển những giá thể động có hình dạng và kích thước khác nhau Tùy thuộc vào đặc tính quá trình tiền xử lý, tiêu chuẩn xả

thải và thể tích thiết kế bể thì mỗi loại giá thể có hiệu quả xử lý khác nhau Hiện tại trên thị trường thì có 5 loại giá thể khác nhau: K1, K2, K3, NatrixTM và Biofilm Chip M Thông số các loại giá thể sẽ được trình bày ở bảng sau:

Bảng 1.8 Thông số các loại giá thể Kaldnes phổ biến

STT Loại giá thể Chất liệu Kích thước (DxL) Diện tích hữu

5 Biofilm Chip M Polyetylen 45 mm x 3 mm 900

(Nguồn: Kaldness Miljøteknologi, 2001)

1.6.3 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ MBBR

1.6.3.1 Ưu điểm

- Hệ thống MBBR không cần quá trình bùn tuần hoàn vì vi sinh vật dính bám trên giá thể lơ lửng và được giữ lại trong bể, những phần chết đi được loại bỏ theo dòng nước đầu ra Do đó, chi phí vận hành cho quá trình tuần hoàn bùn được giảm đáng kể

- Không giống như quá trình bùn hoạt tính lơ lửng, sự phát triển của vi sinh vật trong bể MBBR không phụ thuộc vào quá trình phân hủy chất rắn, vì sinh khối luôn được tạo mới trong quá trình vận hành Do đó, hệ thống MBBR được vận hành liên tục mà không cần thay thế nguồn vi sinh mới

- Hệ thống có khả năng chịu tải trọng hữu cơ cao và màng sinh học có khả năng thích ứng khi nồng độ chất ô nhiễm thay đổi đáng kể Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao: Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao hơn so với hệ thống xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính lơ lửng vì nồng độ vi sinh trên giá thể khá cao, vì vậy tải trọng hữu cơ của bể MBBR cao hơn

- Chủng loại vi sinh vật xử lý đặc trưng: Lớp màng biofilm phát triển tùy thuộc vào loại chất hữu cơ và tải trọng hữu cơ trong bể xử lý

- Thiết bị xử lý dễ vận hành, đa dạng với nhiều loại giá thể khác nhau và có thể vận hành với điều kiện tải trọng cao

- Hiệu quả xử lý cao: với đặc tính của màng biofilm thì hiệu quả xử lý đối với COD, N, khá tốt vì màng biofilm vừa có khả năng loại bỏ COD, vừa có quá trình khử Nitơ do màng vi sinh có các lớp hiếu khí, tùy tiện và kỵ khí

1.6.4 Các nghiên cứu ứng dụng khác nhau của công nghệ MBBR

 Rhodes R Copithorn, P.E, BCEE et al (2010) Biofilm Reactors WEF Press, Alexandria, Virginia Chapter 5

- Ứng dụng mô hình MBBR xử lý BOD của nhà máy xử lý nước thải Moa Point (Welling, New Zealand): hệ thống xử lý nước thải này đã được ứng dụng để xử

lý BOD của nước thải sinh hoạt với kết quả 80% BOD được loại bỏ và nồng độ TSS xấp xỉ 71000 m3/ngày với lưu lượng là 259000 m3/ngày Bể MBBR được thiết kế với 30% thể tích vật liệu loại K1 Nồng độ BOD đầu ra nhỏ hơn 20 mg/L, và nồng độ TSS đầu ra nhỏ hơn 30 mg/L [5]

- Mô hình MBBR cho quá trình Nitrate hóa của nhà máy xử lý nước thải Harrisburg (pennsylvania): Nhà máy Harrisburg tiến hành một nghiên cứu mở rộng quy mô thí điểm để đánh giá quá trình Nitrate hóa của hệ thống gồm hai bể MBBR trong 6 tháng Kết quả cho thấy rằng: Quá trình Nitrate hóa diễn ra hoàn toàn trong bể MBBR thứ nhất với tải trọng 0.7 gN-NH4/m2.ngày Với hai bể MBBR liên tiếp thì quá trình Nitrate hóa diễn ra hoàn toàn ở bể thứ hai với tải trọng là 1.2 gN-NH4/m2.ngày và hiệu suất cao nhất đạt được là 1.8 gN-

 Bjorn Rusten, Bjornar Eikebrokk, Yngve UIgenes, Eivind Lygren (2006)

- Design and operations of the Kaldnes moving bed biofilm reactors Aquateam – Norwegian Water Technology Centre, Norway Aquacultural engineering 34, P.322 – 331 [6]

- Rusten và cộng sự đã nghiên cứu và so sánh khả năng xử lý Nitơ ammonia trong nước nuôi trồng thủy sản – nước ngọt và nước mặn – bằng công nghệ MBBR với giá thể loại K1, ở nhiệt độ là 100oC Trong hai tuần đầu vận hành, tải trọng Nitơ ammonia được loại bỏ là 0.1 gN-NH4/m2 giá thể.ngày ở pH = 4.5 ÷ 5.0 và tăng đến 0.4 - 0.5 gN-NH4/m2 giá thể.ngày ở pH = 6.0 ÷ 6.5 sau 125 ngày Trong khi đó với 67% thể tích giá thể, nhiệt độ môi trường là 90oC, pH = 6.2 và tải trọng Nitơ ammonia là 0.45 gN-NH4/m2.ngày thì khả năng loại bỏ Nitơ ammonia là 0.3 gN-NH4/m2.ngày [6]

- Đối với nước mặn: từ kết quả của mô hình thực tế tác giả đã đưa ra kết luận với

độ mặn của nước là 210

00

⁄ , nhiệt độ là 17.4oC thì nồng độ Nitơ ammonia giảm từ 0.63 mg/L xuống còn 0.07 mg/L, nồng độ N-NO2 giảm từ 0.16 mg/L xuống còn 0.05 mg/L Và tỉ lệ Nitrate hóa giảm 50% khi pH giảm từ 7.3 xuống 6.7 [6]

 Marc – André Labelle, Pierre Juteau, Mario Jolicoeur, Richard Villemur, Serge Parent, Yves Comeau (2005) Seawater denitrification in a closed mesocosm by a submerged moving bed biofilm reactor Department of Civil, Geological and Mining Engineering, Station Centre – ville, Montreal (QC) Canada Water Research

Tỉ suất khử Nitrate và hàm lượng COD hòa tan còn lại ở dòng ra tỉ lệ thuận với

tỉ số COD/N [7]

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nước thải

Mẫu nước thải bia từ Nhà máy bia Heneiken Việt Nam được lấy bằng can nhựa 30L rồi vâ ̣n chuyển về phòng thí nghiê ̣m Môi Trường – Trường Đa ̣i Ho ̣c Tài Nguyên Môi Trường TP Hồ Chí Minh và lưu trữ mẫu trong tủ la ̣nh 5oC khi chưa thí nghiê ̣m Nồng độ các thông số pH, COD, Nitơ, Photpho của mẫu nước thải trước

và sau xử lý được xác đi ̣nh bằng phương pháp chuẩn (Standard Methods of Examination of Water and Wastewater)

- Cách thu mẫu:

Mẫu nước thải đầu vào được lấy cách mặt nước khoảng 10 cm trong thùng chứa nước đầu ra của cột FBBR kỵ khí từ nghiên cứu khác về xử lý sinh học kỵ khí nước thải bia Trước khi lấy mẫu, cần tráng nhiều lần dụng cụ lấy mẫu bằng nước trong thùng lấy mẫu ít nhất là 3 lần

Mẫu nước thải sau xử lý được lấy cách mặt nước khoảng 10 cm trong thùng chứa nước đầu ra Trước khi lấy mẫu, cần tráng nhiều lần dụng cụ lấy mẫu bằng nước trong thùng lấy mẫu ít nhất là 3 lần

- Thời gian lấy mẫu:

Mẫu nước thải vào được lấy ở trong thùng nước đầu ra của cột FBBR kỵ khí từ nghiên cứu khác vào lúc 18h – 18h30 mỗi ngày trong suốt thời gian nghiên cứu Nước thải đầu vào có nồng độ COD dao động 2500 – 5000 mgO2/L được xử lý lại để đạt nồng độ phù hợp với từng tải trọng

Thông số chất lượng nước thải bia đầu vào mô hình MBBR hiếu khí được trình

bày ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông số chất lượng nước thải bia đầu vào mô hình MBBR hiếu khí

Thông số Đơn vị Nồng độ trung bình

2.1.2 Giá thể di động

- Chọn loại giá thể động tham gia vào quá trình xử lý là giá thể loại AnoxKaldnesTM K3 được làm từ Polyethylene với đường kính 25 mm, chiều dài 10

mm, tổng diện tích bề mặt là 500 m2/m3 và khối lượng riêng 0.16 kg/m3 Thông số

và đặc tính kỹ thuật của giá thể K3 cho trong bảng 2.3

Bảng 2.2 Thông số và đặc tính kỹ thuật của giá thể K3

5 Diện tích bề mặt, m2/m3 500

6 Khối lượng đóng gói, Kg/m3 96

7 Số lượng giá thể đóng gói,

8 Thể tích giá thể sử dụng, %

9 Khối lượng 1 giá thể 0.9765 ± 0.0027

(Nguồn: Kaldness Miljøteknologi, 2001)

 Nguyên nhân lựa chọn giá thể AnoxKaldnesTM K3:

 Độ bền cơ học cao,

 Đã được thương mại hóa,

 Muốn đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể K3 trên nước thải bia