Bia được sản xuất lâu đời trên thế giới, là sản phẩm lên men có tác dụng giải khát. Theo thống kê của Euromonitor International (Anh), năm 2019 lượng tiêu thụ bia của Việt Nam đạt 4,6 tỷ lít. Đạt mức tăng 6,6% trong vòng 6 năm (mức tăng trung bình của thế giới 0,2%). Ngành công nghiệp sản xuất bia mang lại lợi nhuận lớn thu hút nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước. Cùng với sự tăng trưởng của ngành công nghiệp sản xuất bia sẽ đặt ra những thách thức trong công tác bảo vệ môi trường. Xử lý nước thải nhà máy bia là vấn đề cần được quan tâm và tập trung xử lý.

Nguồn gốc và tính chất của nước thải nhà máy bia:

• Nước thải phát sinh từ quá trình làm lạnh, nước ngưng. Nguồn nước thải này ít hoặc gần như không bị ô nhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
• Tại công đoạn nấu, đường hóa và lên men phát sinh nước thải từ quá trình vệ sinh máy móc, thiết bị, bể chứa, sàn nhà,…. Nước thải này chứa bã malt, tinh bột, các chất hữu cơ, pH cao.
• Nước thải từ quá trình rửa chai, đây cũng là một trong những dòng thải gây ô nhiễm lớn nhất trong công nghệ sản xuất bia. Về nguyên lý chai bia được rửa qua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1-3% NaOH), rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai, phun kiềm nóng bên trong và bên ngoài chai. Cuối cùng rửa sạch chai bằng nước.
• Bên cạnh nước thải sản xuất, còn có nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, bếp phục vụ cán bộ công nhân viên. Nước thải này chủ yếu chứa các chất gây ô nhiễm BOD, COD, SS, N, P, vi sinh vật ở nước trung bình.

Đặc tính nước thải của nhà máy bia như sau:

Nước thải nhà máy bia giàu các hợp chất hữu cơ như: tinh bột, xenluloza, các loại đường, axit, hợp chất nito, phospho,…. Đây là các chất có khả năng phân hủy sinh học cao. Thành phần các chất ô nhiễm đặc trưng của nước thải nhà máy bia như sau:

(Nguồn: Driessen W, Vereijken T. Recent developments in biological treatment of brewery effluent)

Lượng nước thải phát sinh từ các nhà máy sản xuất bia:

• Định mức cấp nước: 4-8 m³/1000 lít, tải lượng nước thải: 2,5 – 6 m³/1000 lít.

Những vấn đề thường gặp trong hệ thống xử lý nước thải tại các nhà máy bia hiện nay:

• Bùn nổi hoặc không lắng được.
• Vi sinh phát triển không ổn định, thường xuyên bị chết phải cấy lại.
• Thiết kế không xử lý được đúng công suất hoặc không đạt tiêu chuẩn, thể tích bể xử lý không tạo điều kiện cho các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.
• Mùi hôi phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải.
• Quy trình vận hành phức tạp.

Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia

Làm thế nào để xây dựng quy trình xử lý nước thải nhà máy bia đạt chuẩn. Khi lựa chọn công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia xem xét đến các yếu tố:

• Thành phần và đặc tính nước thải.
• Công suất xây dựng hệ thống xử lý nước thải.
• Yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý.
• Tính ổn định của hệ thống.
• Tính hiệu quả về mặt kinh tế và môi trường.
• Quy trình quản lý, vận hành và bảo dưỡng phù hợp với năng lực trình độ quản lý, vận hành của Doanh nghiệp.
• Điều kiện mặt bằng, khí hậu, địa chất của khu vực xây dựng hệ thống xử lý nước thải.

Nước thải nhà máy bia giàu các hợp chất hữu cơ là các chất có khả năng phân hủy sinh học cao. Tỷ lệ BOD5/COD > 0,5 nên công nghệ sinh học kỵ khí kết hợp với hiếu khí được lựa chọn để xử lý nước thải nhà máy bia.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia

Thuyết minh quy trình xử lý nước thải nhà máy bia:

Nước thải phát sinh từ các bộ phận sản xuất theo hệ thống thu gom chảy vào hố thu gom. Trước hố gom có lắp đặt thiết bị lọc rác thô để loại bỏ các chất rắn vô cơ. Phía sau đặt thiết bị lọc rác tinh để loại bỏ tạp chất rắn có kích thước nhỏ như vỏ trấu, bả hèm.

Bể điều hòa:

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải. Khí được sục liên tục để tránh hiện tượng lắng cặn. Hóa chất được châm vào bể để điều chỉnh pH từ 6,5-7,5 nhằm thuận lợi cho quá trình xử lý kỵ khí.

Bể lắng:

Nước thải từ bể điều hòa chảy sang bể lắng 1 để diễn ra quá trình lắng. Các chất có trọng lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể. Nước thải sau khi lắng sẽ qua máng thu và chảy vào bể UASB. Bùn lắng được thu gom và đưa sang bể chứa bùn.

Bể UASB:

Bể UASB hoạt động theo cơ chế dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. Cấu tạo bể UASB gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha. Đầu tiên, nước thải được bơm từ dưới lên, qua tầng bùn kỵ khí. Tại đây, các chất hữu cơ bị phân hủy thành khí CO₂, CH₄ và sinh khối mới qua 4 giai đoạn:

• Thủy phân: Các phức chất và chất không tan chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan.
• Axit hóa: Các chất hữu cơ đơn giản tiếp tục bị phân hủy chuyển hóa thành axit acetic, H₂ và CO₂
• Acetate hóa: Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit hóa thành acetate, H₂, CO₂ và sinh khối mới.
• Methane hóa: Axit axetic, H₂, CO₂, axit fomic và methanol chuyển hóa thành metan, CO₂ và sinh khối mới.

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí  —> CO₂ + CH₄ + H₂S + Sinh khối mới + …

Các khí CO₂, CH₄  bám vào các hạt bùn nổi lên trên bề mặt. Bùn, nước và khí được tách rời nhau bằng hệ thống tách pha rắn – lỏng – khí. Bùn tách khí sẽ rơi xuống lại tầng bùn, khí sinh học theo ống dẫn khí có thể được thu hồi để làm năng lượng. Nước sẽ được dẫn sang bể arotank.

Hiệu suất xử lý BOD, COD, photpho là 80%. Bùn sinh ra từ quá trình kỵ khí sẽ được bơm về bể chứa bùn.

Điều kiện nước thải đầu vào: COD ≥100mg/l, SS < 3.000 mg/l.

Bể MBBR 

Tại bể MBBR, hệ thống cấp khí liên tục tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển. Đồng thời quá trình cấp khí làm cho các vật liệu luôn ở trạng thái lơ lửng và chuyển động xáo trộn liên tục. Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt vật liệu.

Vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải để phát triển thành sinh khối. Vi sinh sẽ phát triển và dày lên nhanh chóng làm giảm các chất hữu cơ trong nước thải. Khi đạt đến một độ dày nhất định, lớp vi sinh vật phía trong không tiếp xúc được nguồn thức ăn sẽ bị chết và bị bong ra. Một lượng nhỏ vi sinh vật còn lại bám trên vật liệu tiếp tục sử dụng các hợp chất hữu cơ để hình thành quần xã sinh vật mới.

Ngoài ra, trong bể MBBR còn xảy ra quá trình Trinitrate hóa và Denitrate. Hai quá trình này giúp loại bỏ nitơ, photpho trong nước thải. Vi sinh vật bám trên bề mặt vật liệu lọc gồm 3 lớp theo thứ tự ngoài vào trong là: vi sinh vật hiếu khí, vi sinh vật thiếu khí, vi sinh vật kị khí. Vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa hợp chất nitơ về dạng nitrite, nitrate. Vi sinh vật thiếu khí và kị khí sẽ tiếp tuc khử nitrate, nitrite về dạng khí N₂ bay lên. Mặt khác quá trình nitơ một phần còn được thực hiện tại bể lắng sinh học.

Từ bể MBBR nước thải được đưa đến bể lắng II

Bể lắng II:

Tại bể lắng II, phần bông bùn và chất rắn lơ lửng sẽ được lắng xuống đáy bể. Phần nước trong theo các ống trung tâm chảy xuống dưới đấy bể. Sau đó, nước thải chảy ngược lên máng thu và chảy vào bể khử trùng. Một phần bùn tại bể lắng sẽ được tuần hoàn lại bể MBBR. Bùn dư sẽ được bơm về bể chứa bùn.

Bể khử trùng:

Tại bể khử trùng được châm thêm hóa chất Clorin để loại bỏ những vi sinh vật có hại trong nước thải.

Ưu nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia:

• Ưu điểm:

+ Xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao

+ Lượng bùn tạo ra ít.

+ Hệ thống vận hành an toàn, ổn định.

+ Có thể tận dụng khí sinh học sinh ra tại bể UASB để làm nhiên liệu.

• Nhược điểm:

+ Người vận hành phải có trình độ chuyên môn cao.

+ Cần có thời gian thích nghi trong các bể sinh học.

Bạn đang tìm Công ty chuyên xử lý nước thải nhà máy bia cho doanh nghiệp của mình. Hãy liên hệ ngay cho Chúng tôi để được tư vấn miễn phí.

Công ty Môi trường Hưng Phương là đơn vị hoạt động nhiều năm trong lĩnh vực xử lý nước thải. Với đội ngũ chuyên gia, kỹ sư có nhiều năm kinh nghiệm, tay nghề cao. Chúng tôi tự tin mang đến cho bạn giải pháp xử lý nước thải tốt nhất, phù hợp nhất với chi phí đầu tư tối ưu.