V. Sơ bộ về các ph-ơng án giải quyết ô nhiễm của ngành công nghiệp sản xuất bia:
d. Các công đoạn phụ trợ:
Thu hồi n-ớc mát từ quá trình làm lạnh nhanh: Sử dụng n-ớc nóng hiệu quả là một trong những vấn đề mấu chốt của tiết kiệm năng l-ợng. N-ớc làm mát dịch đ-ờng trong quá trình lạnh nhanh (từ 100ºC về 10ºC) có thể đạt 85ºC (với các thiết bị trao đổi nhiệt tốt) cần đ-ợc tuần hoàn và tái sử dụng để tận dụng n-ớc và nhiệt. Sử dụng tank có bảo ôn để trữ tr-ớc khi sử dụng. N-ớc này có thể sử dụng lại ở những khu vực có nhu cầu nh- làm n-ớc nấu, n-ớc cấp nồi hơi, hệ thống vệ sinh CIP, rửa chai và thanh trùng. Thùng chứa n-ớc nóng cần tính toán cân đối với quy mô thu hồi để cho không có thừa n-ớc nóng thải vào hệ thống n-ớc thảị
Thu hồi n-ớc ng-ng: N-ớc ng-ng từ các nồi nấu là n-ớc tinh khiết, có chứa nhiệt năng. Các thực hành phổ biến cho thấy n-ớc ng-ng đ-ợc dùng để làm n-ớc cấp cho nồi hơị Nếu đầu t- các đ-ờng ống và các tank chứa n-ớc ng-ng để tái sử dụng sẽ có thời gian thu hồi vốn rất ngắn.
Bảo ôn: Bảo ôn các bề mặt nóng và lạnh là giải pháp đơn giản và dễ làm nhất, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong tiết kiệm năng l-ợng. Các bề mặt này gồm thân nồi hơi, nồi nấu, các đ-ờng cấp hơi nóng, hơi lạnh, các tank lên men và chứa bia thành phẩm.
Kiểm soát nhiệt độ bốc hơi của hệ thống làm lạnh: cần vận hành hệ thống máy lạnh sao cho nhiệt độ ng-ng tụ thấp nhất có thể, phụ thuộc vào điều kiện khí hậụ Cứ giảm đ-ợc 1ºC cho ng-ng tụ thì sẽ giảm đ-ợc mức tiêu thụ điện năng của máy lạnh đi 1%.
Trên đây là một số những biện pháp điển hình nhất đã đ-ợc nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả tại nhiều nhà máy bia ở Việt Nam và trên thế giớịTrong phần sau ta sẽ đi sâu vào các ph-ơng pháp xử lí cho từng dòng chất thải cụ thể.
2.Các ph-ơng pháp xử lí chất thải từ công nghiệp sản xuất bia:
Chất thải khí:
Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phát sinh do sử dụng nồi hơi, hơi và mùi hoá chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu và của các chất thải hữu cơ nh- bã hèm, men... ch-a đ-ợc xử lý kịp thờị Với các khí SO2, CO2, NOx ta có thể xử lý bằng cách dùng xyclon tách bụi, sau đó hấp thụ bằng dung dịch xút, kiềm. Với bụi tinh bột ta có thể dùng thiết bị lọc bụi để thu hồị Và ở hầu hết các nhà máy bia đều có cơ cấu thu hồi khí CO2: Bao gồm balông chứa, thiết bị rửa, máy nén CO2, thiết bị loại n-ớc, lọc than hoạt tính, thiết bị lạnh, thiết bị ng-ng tụ CO2, 1 tank chứa CO2, 1 thiết bị bay hơi CO2, hệ thống đ-ờng ống, phụ kiện. Toàn bộ CO2 trong quá trình lên men sẽ đ-ợc thu lại và sử dụng cho việc bão hòa CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc.
Nh-ng qua thực tế kiểm tra nồng độ các chất thải CO, SO2, NOx,H2S, CO2, NH3 tại các khu vực sản xuất khác nhau trong nhà máy nh- ngoài phân x-ởng lên men, tại trung tâm nhà máy, tại khu vực máy lạnh, khu vực ống khói nồi hơi và đối chiếu
với "Chất l-ợng không khí - Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp với bụi và các chất vô cơ (TCNV 5939:2005)" cho thấy nhà máy sản xuất bia không có vấn đề lớn về ô nhiễm không khí.
Chất thải rắn:
Chất thải rắn của công nghiệp sản xuất bia bao gồm xỉ than từ lò hơi, bã hèm, bã men, bã lọc biă chủ yếu bao gồm chất trợ lọc),cặn nóng và một l-ợng khá lớn những chai lọ hỏng, nhãn mác...
Với xỉ than (từ lò hơi) ta có thể tận dụng để dùng để sản xuất vật liệu xây dựng cho việc, xây dựng, làm đ-ờng xá v.v...
Với bã hèm, bã men: vì vẫn còn giữ một l-ợng dinh d-ỡng lớn nên có thể dùng làm thức ăn cho gia súc.
Nếu men bia chất l-ợng tốt (chứa nhiều vitamin và chất đạm) thì có thể sử dụng 30% làm men giống còn lai làm thức ăn gia súc.
Bã lọc bia không thể sử dụng làm thức ăn gia súc (vì chứa chủ yếu là chất trợ lọc). Ta có thể sử dụng bã lọc bia để làm phân bón.
Cặn nóng: Dịch đ-ờng sau khi chuyển sang thiết bị lắng xoáy, dịch trong đ-ợc chuyển qua thiết bị lạnh nhanh vào hệ thống lên men, cặn còn lại trong đáy thiết bị gọi là cặn nóng. Cặn nóng còn chứa dịch nha, bã hoa, các chất keo tụ từ protein. Đối với thiết bị lắng xoáy hiệu quả cao thì l-ợng cặn nóng chỉ chiếm 0,2 ữ
0,4% tổng l-ợng dịch, có hàm l-ợng cơ chất 15ữ20%.
Cặn nóng có thể đ-ợc xử lý bằng nhiều cách, hoặc đem trộn với bã, hoặc thải vào hệ thống n-ớc thảị Nh-ng nếu cặn nóng đi vào hệ thống n-ớc thải sẽ làm tăng tải l-ợng BOD của n-ớc thải lên 110.000 mg/kg cặn nóng.
Chai lọ hỏng, nhãn mác:với những chai lọ, nhãn mác, vỏ đựng hộp giấy ta có thể tân thu và tái chế nguồn phế liệu nàỵ
N-ớc thải:
Tr-ớc khi đ-a vào xử lý ta có thể áp dụng một số biện pháp đã đề cập ở phần giảm thiểu ô nhiễm để giảm thiểu l-ợng n-ớc thải cần xử lý.
Vấn đề môi tr-ờng lớn nhất trong nhà máy bia là l-ợng n-ớc thải rất lớn chứa nhiều chất hữu cơ, pH cao, nhiệt độ caọ Việc l-u giữ và thải bỏ l-ợng men thải lớn và bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men sau mỗi lần lọc làm tải l-ợng hữu cơ trong n-ớc thải rất lớn. Nguồn n-ớc thải không đ-ợc kiểm soát và không đ-ợc xử lý sẽ dẫn đến phân hủy các chất hữu cơ, làm giảm ôxy hòa tan trong n-ớc cần thiết cho thủy sinh. Ngoài ra quá trình này còn gây ra mùi khó chịụ Các thành phần khác có trong n-ớc thải nh- nitrat, photphat gây ra hiện t-ợng phì d-ỡng cho các thực vật thủy sinh.
Việc lựa chọn ph-ơng pháp nào để xử lí n-ớc thải công nghiệp bia phụ thuộc vào đặc tính của n-ớc thải, l-u l-ợng n-ớc thải, điều kiện kinh tế kĩ thuật, diện tích mặt bằng sử dụng để xây dựng khu vực xử lý.
Đối với n-ớc thải công nghiệp bia, chủ yếu sử dụng ph-ơng pháp sinh học vì đặc tính của loại n-ớc thải này là có chứa hàm l-ợng các chất hữu cơ cao ở trạng thái
hòa tan và lơ lửng. Chủ yếu là hydratcacbon, protein, các axit hữu cơ. Đây đều là các chất có khả năng phân hủy sinh học tốt.
D-ới đây là các ph-ơng pháp xử lý sinh học th-ờng dùng:
ạ Ph-ơng pháp bùn hoạt tính:
Trong ph-ơng pháp này n-ớc thải sẽ đ-ợc xử lý trong các bể aeroten với tỷ lệ thức ăn/vi sinh vật F/M từ 0.05 đến 0.1 kg BOD5/kg bùn/ngàỵ Bùn hoạt tính có dạng bông màu vàng nâu, kích th-ớc 3.10-3ữ 5.10-3 cm, dễ lắng. Những bông này có chứa các vi sinh vật sống và chất rắn(khoảng 40%). Những loại vi khuẩn tham gia vào quá trình xử lý th-ờng là các loại trực khuẩn không tạo nha bào gam âm. Các loài vi khuẩn dị d-ỡng với nhiều kiểu trao đổi chất sẽ làm bùn hoạt tính có khả năng thích nghi tốt với nhiều loại n-ớc thải khác nhaụ