d. Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020
3.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
3.1.1. Phương pháp cơ học
Phương pháp xử lý cơ học thường là giai đoạn đầu tiên trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải (giai đoạn tiền xử lý), có nhiệm vụ loại ra khỏi nước thải tất cả các vật có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu quả xử lý cho các giai đoạn sau, cụ thể:
- Loại bỏ hoặc cắt nhỏ những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải như mảnh gỗ, nhựa, gạc bông, giẻ rách, vỏ hoa quả…
- Loại bỏ cặn nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại… - Loại bỏ phần lớn dầu mỡ.
Các cơng trình bố trí trong giai đoạn tiền xử lý gồm song chắn rác, lưới chắn rác, thiết bị nghiền, cắt vụn rác (nếu cần), bể lắng cát, bể điều hòa, tách dầu mỡ, lọc cơ học…
Nước thải cơng nghiệp sản xuất bia có chứa mảnh thủy tinh vỡ (chai vỡ), nhãn giấy, nút chai, hàm lượng chất lơ lửng cao (400 – 800 mg/l)… nên cần phải qua giai đoạn xử lý cơ học trước khi sang các giai đoạn xử lý tiếp theo.
3.1.2. Phương pháp hóa học – hóa lý
Cơ sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các q trình hóa lý diễn ra giữa chất bẩn với hóa chất cho thêm vào.
Các phương pháp hóa học như oxi hóa, trung hịa, trao đổi ion, đơng keo tụ, khử trùng, cịn các phương pháp hóa lý như tuyển nổi, hấp phụ…
Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH:
Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về vùng 6,5 – 7,5.
Trung hồ có thể thực hiện bằng trộn dịng thải có tính axit với dịng thải có tính kiềm hoặc sử dụng các hoá chất như: H2SO4, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, CaCO3… Điều chỉnh pH thường kết hợp ở bể điều hoà hay bể keo tụ.
Đặc trưng chung nước thải ngành bia có giá trị pH kiềm tính do dịng thải của q trình rửa chai có độ pH cao. Mặt khác, nước vệ sinh các thiết bị trong nhà xưởng cũng chứa axit nên có sự dao động pH qua từng cơng đoạn. Vì vậy, cần phải
Thiết kế hệ thống XLNT sử dụng công nghệ MBBR công ty Bia công suất 15triệu lít/năm Lớp QLMT_K62
điều chỉnh pH về giá trị thích hợp cho xử lý sinh học phía sau; cơng đoạn này được thực hiện kết hợp trong bể điều hòa.
Phương pháp keo tụ:
Keo tụ là một hiện tượng làm mất sự ổn định của các hạt huyền phù dạng keo để cuối cùng tạo ra các cụm hạt khi có sự tiếp xúc giữa các hạt.
Người ta sử dụng các loại phèn nhôm, phèn sắt hoặc hỗn hợp hai loại phèn này để làm chất keo tụ.
Hiện nay, thông thường người ta cho thêm các chất trợ keo như polymer hữu cơ để tăng cường q trình tạo bơng và lắng như polyacrylamit. Nó tan trong nước và có tác dụng như những cầu nối kết hợp các hạt phân tán nhỏ thành tập hợp hạt lớn có khả năng lắng tốt hơn. Vì vậy, việc bổ sung thêm chất trợ keo tụ sẽ giúp giảm liều lượng các chất keo tụ, giảm thời gian keo tụ và nâng cao tốc độ lắng các bông keo.
Đối với nước thải ngành bia thì phương pháp này khơng thích hợp vì trong nước thải bia, hàm lượng các chất hữu cơ ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng cao mà các chất này khơng thích hợp cho phương pháp keo tụ.
Phương pháp hấp phụ:
Hấp phụ có nghĩa là sự chuyển dịch một phân tử từ pha lỏng đến pha rắn. Phương pháp này được dùng để loại bỏ các chất bẩn hòa tan trong nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thơng thường đây là các hợp chất hịa 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 nhơm… Trong đó than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất.
Các chất ô nhiễm trong nước thải bia là những chất có khả năng phân hủy sinh học. Hiệu quả khử các chất này bằng phương pháp sinh học tương đối dễ nên không cần sử dụng phương pháp hấp phụ.
Tuyển nổi:
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt. Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước.
Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng sản quý và cũng được dùng trong xử lý nước thải để tách các hạt keo lơ lửng, tách dầu mỡ... Tuy nhiên, đối với nước thải ngành bia, do hàm lượng các chất lơ lửng không cao lắm và khả năng tự lắng tương đối tốt nên phương pháp tuyển nổi hầu như không được áp dụng.
Phương pháp trao đổi ion:
Trao đổi ion là một q trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit và chúng hoàn toàn tan trong nước.
Phương pháp này được dùng để loại các ion kim loại cũng như các chất chứa asen, xianua, chất phóng xạ ra khỏi nước; đồng thời nó cịn được dùng phổ biến để làm mềm nước, loại ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước cứng.
Đối với nước thải bia thì phương pháp này hầu như khơng được sử dụng.
Phương pháp khử trùng:
Dùng các chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán... để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn tiếp nhận
Thiết kế hệ thống XLNT sử dụng công nghệ MBBR công ty Bia cơng suất 15triệu lít/năm Lớp QLMT_K62
hoặc tái sử dụng. Khử trùng có thể dùng các hóa chất hoặc tác nhân vật lý như ozon, tia tử ngoại.
Các chất khử trùng thường dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javen, vơi clorua, các hypoclorit, cloramin B...
Trong q trình xử lý nước thải, cơng đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối quá trình. Đối với nước thải ngành bia, sau khi qua các phương pháp xử lý cơ học, hóa học, hóa lý và sinh học thì hàm lượng các vi sinh vật gây bệnh đã giảm đáng kể nhưng để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đổ vào nguồn hoặc tái sử dụng thì cần phải qua bước khử trùng cuối cùng.
3.1.3. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ơ nhiễm hữu cơ có trong nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào, đồng thời tổng hợp năng lượng cho quá trình sống. Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ơ nhiễm được chuyển hố và nước thải được làm sạch.
Q trình xử lý sinh học nước thải có thể chia làm hai q trình là phân huỷ yếm khí và phân huỷ hiếu khí; có thể xử lý trong điều kiện tự nhiên hay trong điều kiện nhân tạo.
3.1.3.1. Xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên.
Cơ sở của phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên là dựa vào hoạt động sống của hệ vi sinh vật có trong đất, nước mặt để chuyển hố các hợp chất ơ nhiễm.
Xử lý nước thải trong hồ sinh học:
Thực chất của quá trình xử lý này là sử dụng khu hệ vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, nguyên sinh vật…) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước.
Hồ sinh học là dạng xử lý trong điều kiện tự nhiên được áp dụng rộng rãi hơn cả vì có những ưu điểm như: tạo dịng nước tưới tiêu và điều hịa dịng thải, điều hồ vi khí hậu trong khu vực, khơng u cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản lý đơn giản, hiệu quả xử lý cao. Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu diện tích lớn và khó điều khiển được q trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với khu vực xung quanh.
Theo nguyên tắc hoạt động của hồ và cơ chế phân giải các chất ô nhiễm mà người ta chia ra làm 3 loại hồ: