Công Nghệ Sinh Học Xử Lý Nước Thải Sản Xuất Bia đạt Hiệu Quả Cao.

   Công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia đạt hiệu quả cao.

   Bia là một loại đồ uống thu được từ quá trình lên men dịch các chất chiết từ đại mạch nảy mầm, có bổ sung không quá 15% nguyên liệu đường khác và hoa houblon. Thực tế, ngành công nghiệp bia ở nước ta ngày càng phát triển mạnh và có những bước tiến đáng kể về số lượng và chất lượng. Trong sản xuất bia công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác, sự khác nhau có thể chỉ là sự áp dụng phương pháp lên men nổi hay lên men chìm. Nhưng sự khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, máy móc, nhà xưởng… Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các nhà máy bia rất khác nhau.

   Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp, như ở Cộng Hoà Liên Bang Đức nước sử dụng và nước thải bia như sau:

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

– Tải trọng BOD5: 3 – 6  kg/1000 lít bia; tỷ lệ BOD5/COD = 0,55 – 0,7.

–  Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau:  BOD5 = 1100 đến 1500 mg/l; COD = 1800 – 3000 mg/l;

– Tổng nitơ = 30 đến 100 mg/l; tổng photpho = 10 đến 30 mg/l. Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của nhà máy bia không thể thấp hơn 2 – 3 m3/1000 lít bia sản phẩm. Trung bình lượng nước thải ở nhiều nhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm.

Nhà máy sản xuất bia

   Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao ở trạng thái hoà tan và lơ lửng, trong đó chủ yếu là hiđratcacbon, protêin và các axit hữu cơ, đây là các chất có khả năng phân huỷ sinh học, tỷ lệ giữa BOD và COD trong khoảng 0,5 – 0,7 nên thích hợp với phương pháp xử lý sinh học. Hơn nữa, do nước thải bia có COD, BOD5 cao nên khó xử lý trực tiếp bằng phương pháp sinh học hiếu khí mà thường kết hợp xử lý yếm khí trước rồi qua xử lý hiếu khí. Công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia đang được ứng dụng phổ biến ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành bia nói riêng cho hiệu quả tốt và ổn định.

   Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia nói riêng và cho các nhà máy công nghiệp thực phẩm nói chung là một bài toán kinh tế, kỹ thuật phụ thuộc vào nhiều yếu tố: 

▪ Lưu lượng và đặc trưng của nước thải.

▪ Yêu cầu nước thải sau xử lý .

▪ Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải. 

▪ Điều kiện kinh tế và kỹ thuật.

   

Tư vấn xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia

   Như vậy, từ sự phân tích đặc tính nước thải của nhà máy ta thấy nguồn nước thải phát sinh từ nhà máy có nguồn gốc, thành phần và tính chất khác nhau, được phát sinh từ nước làm mát, nước ngưng, nước vệ sinh các thiết bị nấu, lọc, lên men, nước rửa sàn, nhà xưởng, nước rửa chai, téc chứa…

   Nước thải của nhà máy bia nói chung chứa hàm lượng chất hữư cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng, chủ yếu là các hiđratcacbon, protêin, các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân huỷ sinh học gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng. Mặt khác, các muối nitơ, phốtpho trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực; tỷ lệ BOD5/COD = 0,5 – 0,7 thích hợp với xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. 

  Thuyết minh Quy trình công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia:

   – Tách rác thô, gom nước thải:

   Nước thải sản xuất từ các phân xưởng sản xuất và nước rửa chai, theo đường mương dẫn chảy về khu xử lý. Phần nước xút rửa chai sẽ được thải từ từ vào hệ thống, không làm cho pH nước thải tăng. Bể thu gom được xây dựng trong cùng mặt bằng của khu xử lý. Nước thải trước khi đi vào bể thu gom, phần rác thô có kích thước lớn sẽ được giữ lại tại song chắn rác thô đặt nghiêng 600 ở ngăn tách rác. Rác tách ra sẽ được công nhân vận hành gom vào thùng chứa và mang đi đổ nơi qui định của nhà máy.Nước thải từ hố gom được bơm lên bể cân bằng nhờ 2 bơm chìm (1 bơm dự phòng hoặc hoạt động đồng thời). Các bơm vận hành hoàn toàn tự động nhờ hệ thống điều khiển.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia

   – Tách rác tinh và điều hòa cân bằng:

   Nước thải từ hố gom trước khi bơm vào bể cân bằng, được đi qua 1 thiết bị tách rác tinh dạng trống quay (RDS) có kích thước khe chắn 1mm. Tại đây, toàn bộ rác có kích thước >1mm sẽ được giữ lại trên bề mặt trống và được dao gạt đưa ra ngoài và đổ vào thùng chứa rác, phần nước đi vào bể điều hòa.

   Nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tinh tiếp tục chảy qua bể cân bằng. Bể cân bằng phải có thể tích đủ lớn để đảm bảo điều hòa nồng độ thành phần các chất ổn định cho quá trình xử lý, cũng như điều hòa lưu lượng.

   Để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt, quá trình xử lý sinh học yếm khí đòi hỏi pH = 6,5 – 7,5. Vì thế, cần phải duy trì độ kiềm, không cho pH giảm xuống dưới 6,2 và nồng độ các chất dinh dưỡng đảm bảo tỷ lệ COD : N : P = 350 : 5 : 1. Do đó, tại bể điều hòa, nước được điều chỉnh pH về giá trị thích hợp nhờ bộ pH-controler. Tùy theo giá trị pH trong nước thải mà bơm định lượng xút và axit cho phù hợp. Ngoài ra, để chống lại hiện tượng sinh bọt trong bể yếm khí, bể hiếu khí, nước thải được châm thêm một lượng chất chống tạo bọt nhờ bơm định lượng.

   Để tạo khả năng đồng đều các chất trong nước thải và tránh phân hủy yếm khí gây mùi khó chịu, bể điều hòa được sục khí nén từ ngoài vào.

   Bể lắng

   Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể lắng. Tại đây, hàm lượng chất rắn lơ lửng SS, BOD, COD giảm xuống nhằm giảm tải và đảm bảo điều kiện đầu vào cho các công trình xử lý sinh học phía sau. Nước thải sau khi qua bể lắng được bơm sang bể xử lý yếm khí UASB. Bùn lắng ở đáy bể được đưa sang bể chứa bùn.

   Xử lý sinh học yếm khí (UASB)

   Tại bể UASB nước thải sẽ được phân phối đều trên diện tích đáy bể qua hệ thống ống phân phối có đục lỗ. Nhờ hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất hữu cơ hoà tan trong nước được hấp thụ, phân huỷ và chuyển hoá thành khí (khoảng 70-80 % là CH4, 20-30% là CO2). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi hạt cặn nổi lên gặp tấm chắn khí, khí sẽ được thoát lên trên và được thu vào hệ thống thu khí mêtan ở phía trên thành bể còn cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách khí đi vào ngăn lắng. Tại đây bùn lắng xuống dưới đáy qua cửa phân phối tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí, phần bùn dư sẽ được đưa sang bể chứa bùn. Nước thải ra khỏi bể UASB có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp được chảy tràn qua bể Aeroten SBR thông qua máng thu nước.

   Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR):

   Từ bể UASB, nước thải chảy từng mẻ vào bể SBR xử lý nước thải sản xuất bia qua tuyến ống có lắp van điện để điều khiển tự động. Giai đoạn xử lý sinh học hiếu khí chính xảy ra tại đây.

   Quá trình oxy hóa chất bẩn thực hiện nhờ bùn hoạt tính hiếu khí. Bùn hoạt tính hiếu khí là tập hợp các vi sinh vật có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải thành CO2, nước và các chất vô cơ khác. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để cung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ, dưới đáy mỗi bể có lắp hệ thống phân phối khí. Để vi sinh vật phân hủy hết các chất hữu cơ có trong nước thải thì thể tích bể sinh học phải lớn và thời gian lưu lại trong bể đủ dài.

   Hiệu quả xử lý tại bể SBR phụ thuộc vào các yếu tố sau: Thành phần các chất trong nước thải, pH, hàm lượng oxy, lượng bùn, trạng thái hoạt tính của bùn…

   Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí, nhu cầu không thể thiếu được là oxy. Để vi sinh vật hoạt động tốt, lượng oxy hòa tan trong nước ở bể sinh học ít nhất phải đạt 2 – 4 mg/l. Tùy theo nhiệt độ của môi trường mà lượng oxy trong nước có khác nhau. Lượng oxy được cung cấp ở đây là nguồn oxy không khí thông qua thiết bị cấp khí và ở đáy bể có lắp một dàn ống khuếch tán khí. Nước thải lưu lại trong bể SBR và hầu hết các chất hữu cơ đều được phân hủy; hàm lượng BOD giảm và hàm lượng các thông số khác đạt tiêu chuẩn yêu cầu của nước thải sau xử lý (QCVN 24 – 2009 loại B). Tuy nhiên, trong nước thải vẫn còn chứa một lượng lớn bùn hoạt tính cần được tách ra khỏi nước thải trước khi thải ra môi trường. Vì vậy, nước thải sau chu kỳ sục khí sẽ được để yên nhằm lắng tách bùn. Phần nước trong sẽ được gạn ra khỏi nhờ thiết bị gạn nước bề mặt Decanter sau đó đi vào bể khử trùng. Phần bùn lắng sẽ tham gia vào chu trình xử lý mới, lượng bùn dư sẽ được bơm qua bể nén bùn và tiếp tục xử lý.

   Quá trình hoạt động của hệ thống từ lúc nước thải vào đến khi ra khỏi bể SBR được điều khiển hoàn toàn tự động từ trung tâm điều khiển. (quá trình này cũng có thể vận hàng bằng tay).

Trạm xử lý áp dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia.

   Khử trùng

   Nước thải sau khi qua bể SBR và được lắng gạn trong đã đạt một số tiêu chuẩn của nước thải nhưng trong nước thải vẫn còn chứa vi sinh vật và mầm bệnh. Vì vậy, để đảm bảo an toàn, nước thải cần được khử trùng trước khi thải vào môi trường. Để đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với clo hoạt tính, thể tích của bể khử trùng phải đủ lớn để nước thải lưu lại trong bể khử trùng tối thiểu là 30 – 45 phút.

   Hiệu quả và kinh tế nhất là khử trùng bằng dung dịch hypoclorit. Nồng độ clo hoạt tính sử dụng để khử trùng nước thải sau xử lý thông thường là 4 – 5ppm. Quá trình cung cấp clo được thực hiện nhờ 2 bơm định lượng (1 dự phòng) và 1 mixer hòa trộn. Bơm định lượng hypoclorit được điều khiển bằng tín hiệu của thiết bị decanter lấy nước ra từ bể SBR.

   Bể chứa bùn yếm khí và bể nén bùn hiếu khí

   Lượng bùn dư từ bể SBR được bơm vào bể nén bùn nhờ bơm chìm. Bùn sau khi được bơm đầy bể nén sẽ được để yên. Khi đó, bùn sẽ được tách ra làm 2 phần: phần bùn đặc lắng xuống đáy và đưa sang thiết bị tách bùn còn phần nước trong phía trên được bơm về hố gom.

   Lượng bùn dư từ bể yếm khí và bể lắng bậc 1 được bơm vào bể chứa bùn.

    Thiết bị ép bùn

   Việc xử lý cặn, bùn trong xử lý sinh học là hết sức cần thiết. Nếu xử lý không tốt sẽ lên men yếm khí sinh mùi hôi thối, gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Để tránh tình trạng này, lượng bùn dư sẽ được làm khô bằng thiết bị ép bùn.

   Bùn từ các bể được bơm chuyên dụng loại trục vít bơm vào ngăn hòa trộn của thiết bị ép bùn. Tại đây có bổ sung lượng hóa chất polymer bằng hệ thống bơm định lượng. Bùn hòa trộn với hóa chất keo tụ được định lượng bằng bơm định lượng, sau đó bùn được bơm lên lưới lọc. Quá trình làm khô bùn được thực hiện tại đây. Phần bùn khô được giữ lại trên lưới và được dao gạt ra ngoài, phần nước trong chảy xuống máng và được đưa về hố gom.

   Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn rõ hơn về công nghệ sinh học xử lý nước thải sản xuất bia!