Thiết lập hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia, rượu với hiệu suất xử lý cao, chi phí vận hành thấp và nguồn nước đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT là điều vô cùng quan trọng. Để làm rõ vấn đề này mời bạn đọc hãy cùng GMC Vina tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây nhé!
Nước thải nhà máy bia
Để có thể sản xuất 1 lít bia thì mọi người cần đến ít nhất 6 lít nước. Với lưu lượng nước sử dụng như vậy hoàn toàn có thể minh chứng cho việc sử dụng lượng nước lớn và nước vô cùng quan trọng trong khâu sản xuất bia. Không những vậy nước còn được sử dụng cho việc rửa chai, rửa trang thiết bị máy móc, nhà xưởng...
Dùng với lượng nước lớn thì lượng nước thải và hàm lượng chất gây ô nhiễm được tạo ra vô cùng lớn vì vậy cần có quy trình xử lý hiệu quả nhằm đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường.
Tìm hiểu chi tiết nước thải nhà máy bia
Nguồn gốc phát sinh nước thải
Nước làm nguội và nước ngưng tụ, hai loại nước sẽ không được tính vào nguồn nước bị ô nhiễm vì vậy có thể tận dụng lại nếu trải qua quá trình xử lý sơ bộ.
Nước lẫn với bã mạch nha và bột sau khi tiến hành lấy dịch đường, nguồn nước này có thể xử lý nhanh chóng bằng cách tách ra khỏi nước, nước này chứa khá nhiều chất hữu cơ nên cũng có thể tái sử dụng trong những trường hợp cần thiết.
Nước rửa, thanh trùng vỏ chai và két chứa. Loại nước này được xếp vào một trong những nguồn nước có mức độ ô nhiễm rất nghiêm trọng, bởi để thanh trùng và tẩy rửa nên chúng không chỉ chứa những hợp chất hữu cơ mà còn có những hợp chất từ mực in hoặc có thể chứa thêm các kim loại khác như đồng, kẽm...
Nước thải từ việc vệ sinh các trang thiết bị lên men, tẩy rửa sàn nhà lên men. Loại nước này cũng cần được xử lý triệt để bởi nó chứa rất nhiều xác nấm men, những loại này dễ tự phân hủy và gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường không lường trước.
Nước thải khi vệ sinh nhà xưởng, cọ rửa thùng nấu, làm sạch bồn chứa. Nước này có chứa các hợp chất hữu nhưng không nghiêm trọng nên có thể tiến hành xử lý để đảm bảo môi trường và tái sử dụng.
Không những vậy, còn có nước thải từ nồi hơi, nước thải từ phòng thí nghiệm, nước thải sinh hoạt của công nhân nhà xưởng... Những loại nước thải này nếu muốn tái sử dụng trong sinh hoạt thông qua những hệ thống xử lý nước thải kỹ lưỡng.
Thành phần và tính chất
- Hàm lượng chất hữu cơ tồn tại trong nước cao
- Những chất rắn lơ lửng và những chất rắn lắng đọng
- Nhiệt độ luôn ở mức cao vượt quy định
- Độ pH có biên độ dao động lớn
- Gồm nhiều thành phần cấu thành nên nước thải nên chúng thường có màu xám đen
- Những hóa chất mang theo thường những hợp chất được sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, soda...
Nước thải nhà máy bia có nhiều tính chất đặc biệt
Nước thải bia sẽ được phân chia thành 2 loại, cụ thể:
Tải lượng ô nhiễm cao vượt ngưỡng
Đối với loại nước thải này, hàm lượng COD lên đến 10.000 mg/l. Nguồn gốc phát sinh chủ yếu từ khâu nấu, lọc bia và tẩy rửa thùng chứa, thùng lên men. Nếu được tiền xử lý lọc bớt cặn trước khi được thủy vực tiếp nhận.
Tải lượng ô nhiễm ít hơn
COD khoảng từ 200 – 300 mg/l, loại này phát sinh chủ yếu từ công đoạn thanh trùng, rửa chai, rửa sàn hoặc tẩy rửa thông thường. Tuy nhiên, chúng ta vẫn cần có những kế hoạch loại bỏ các tạp chất gây ô nhiễm môi trường.
Sản xuất bia cũng khá giống với các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải thường sẽ bị ảnh hưởng bởi hợp chất hữu cơ cao và những loại hợp chất này thường dễ bị phân hủy và quá trình này diễn ra khá nhanh chóng. Nhìn chung, chủ yếu carbohydrate, protein, xenlulozơ. Tỷ số BOD/COD cũng cần được quan tâm đặc biệt, chúng sẽ dao động từ 0,6 – 0,7 (> 0,5) nên nước thải bia còn có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học.
Loại nước thải này nếu không được xử lý sẽ có mùi hôi thối, nồng độ oxy hòa tan trong nước cũng ở mức thấp nhưng ngược lại có hàm lượng nito, photpho cao. Điều này dễ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa cho các vùng thủy vực lân cận nhà xưởng.
| Thông số | Đơn vị | Giá trị | QCVN 40:2011/BTNMT (CỘT B) |
| pH | - | 6 - 9,5 | 5,5 - 9 |
| Chất rắn lơ lửng | mg/l | 250 - 400 | 0,2 |
| BOD | mg/l | 1900 - 3500 | 50 |
| COD | mg/l | 2300 - 5000 | 150 |
| Tổng nito | mg/l | 35 - 55 | 40 |
| Tổng photpho | mg/l | 10 - 20 | 6 |
| Coliform | MNP/100 ml | 10^3 | 5000 |
Bảng số liệu về thành phần có trong nước thải nhà máy bia ta có thể thấy được rằng nguồn nước chưa qua xử lý của quá trình sản xuất bia có nồng độ chất ô nhiễm vượt ngưỡng so với QCVN 40:2011/BTNMT. Nếu lượng nước thải khổng lồ này không được xử lý mà đưa trực tiếp ra ngoài môi trường thì hậu quả vô cùng nặng nề.
Gợi ý phương pháp xử lý nước thải nhà máy bia
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Triển khai phương pháp xử lý hóa học sẽ dựa trên nguyên lý đưa nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động đối với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hòa tan không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Tùy thuộc theo giai đoạn và mức độ xử lý.
Phương pháp trung hòa
Dùng để đưa môi trường nước thải có các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính có độ pH 6.5 – 8.5.
Phương pháp keo tụ
Sử dụng để làm trong hoặc khử màu nước thải bằng cách dùng chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải thành phần những bông có kích thước lớn.
Phương pháp ozon hóa
Đây là phương pháp xử lý nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo bằng ozon. Ozon dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ.
Tuyển nổi
Là phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất có hại ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên trên bề mặt nước khi bám theo các bọt khí.
Trao đổi ion
Phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit). Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong tự nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion.
Tách bằng màng
Phương pháp tách các chất tan ra khỏi các hạt keo bằng cách dùng màng bán thấm. Đây là màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Áp dụng phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh dựa trên cơ chế vi sinh sử dụng chất ô nhiễm làm thức ăn, làm biến đổi thành phần ô nhiễm.
Quy trình xử lý nước thải nhà máy bia
Nước thải nhà máy sản xuất bia sẽ được thu gom và phân luồng riêng biệt. Các nguồn sẽ được thải theo hệ thống thoát nước. Có hệ thống xử lý sơ riêng biệt trước khi thu gom về hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia chung.
Tham khảo quy trình xử lý nước thải nhà máy bia hiệu quả
Song chắn rác
Nhiệm vụ để loại bỏ tất cả các loại rác thô còn sót lại có trong nước thải sản xuất bia. Chúng có thể gây tắc nghẽn đường ống và làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu quả xử lý của các giai đoạn sau.
Lượng rác thải sau khi được tách ra được thu gom và đưa đi xử lý. Nước thải qua song chắn rác sẽ chảy về bể thu gom.
Bể thu gom
Công đoạn thu gom nước thải giữ vai trò quan trọng hết sức quan trọng trong công tác xử lý nước thải. Hệ thống thu gom không đồng bộ dẫn đến việc thu gom không hiệu quả. Nguồn nước thải từ hố thu gom sẽ được bơm vào bể điều hòa.
Bể điều hòa
Tùy thuộc vào từng quy mô sản xuất của các doanh nghiệp mà lưu lượng nước thải sẽ có sự điều chỉnh trong ngày. Vì vậy, bể điều hòa là công trình đơn vị không thể thiếu được hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục trong các công trình xử lý nhằm tránh hệ thống xử lý nước thải làm việc quá tải.
Nước thải trong bể điều hòa được sục khí liên tục từ máy thổi khí. Bể có hệ thống đĩa phân phối khí nhằm tránh hiện tượng yếm khí bên dưới đáy bể. Nguồn nước thải sau bể điều hòa được bơm trực tiếp qua bể phản ứng.
Bể kỵ khí (UASB)
Tận dụng nguồn dinh dưỡng có trong nước thải, nhóm vi sinh vật kỵ khí nhanh chóng phát triển. Chúng sử dụng chất dinh dưỡng có trong nước làm thức ăn gián tiếp biến đổi chất hữu cơ thành các chất đơn giản hơn dưới dạng khí thoát ra ngoài khỏi nước thải.
Quá trình phân giải chất hữu cơ có thể đơn giản hóa bằng các phương trình hóa học dưới đây:
- Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí -> CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng lượng
- Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí + năng lượng -> C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới)
Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogas.
Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính xảy ra đồng thời với nhau:
- Phân hủy các chất hữu cơ phân tử (thủy phân)
- Tạo các axit
- Tạo methane
Nước thải tiếp theo sẽ được dẫn qua bể Aerotank.
Bể hiếu khí (Aerotank)
Tại bể hiếu khí, nước thải được xáo trộn với các vi sinh vật hiếu khí nhờ hệ thống cấp không khí. Quá trình này tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển.
Vi sinh vật hiếu khí lấy các chất ô nhiễm có trong nước thải (COD, BOD, Nito, Photpho, kim loại nặng...) làm thức ăn, tăng sinh khối và kết thành các bông bùn. Nhờ có sự tác động của các sinh vật hiếu khí, các chỉ tiêu COD, BOD được xử lý hiệu quả.
Bể lắng
Bể lắng là bể tách bùn sinh học ra khỏi nước sạch. Hỗn hợp bùn và nước thải rời khỏi bể hiếu khí chảy tràn vào bể lắng. Tại đây, tiến hành quá trình tách nước và bùn. Những bông bùn sẽ lắng xuống dưới đáy của bể lắng nhờ trọng lực.
Phần nước trong được tập trung tại bề mặt và được thu gom bằng hệ thống ống thu nước bề mặt, nước tự chảy vào bể khử trùng. Một phần bùn được tuần hoàn trở lại bể hiếu khí để duy trì nồng độ bùn bên trong bể.
Khối lượng bùn dư sau khi tách một phần nước sẽ được đơn vị thu gom đưa ra xử lý. Phần nước tách bùn được dẫn hồi lại bể điều hòa và tiếp tục quá trình xử lý nước thải.
Bể khử trùng
Khử trùng là quy trình kết thúc chuỗi xử lý nước thải nhà máy bia. Tại bể khử trùng, hóa chất khử trùng được sử dụng để phá hủy, tiêu diệt coliform. Các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể bỏ trong quá trình xử lý nước thải.
Trong nước thải của chuỗi hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia còn chứa khá nhiều vi khuẩn khác nhau do đó khi xả trực tiếp sẽ tăng nguy cơ ảnh hưởng rất lớn vì vậy việc khử trùng nước thải trước khi xả thải là điều vô cùng cần thiết.
Đánh giá tổng quan ưu điềm và nhược điểm của công nghệ
Ưu điểm
- Hệ thống xử lý các chỉ tiêu BOD, COD, nito cao
- Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia được đề xuất phù hợp với đặc điểm và tính chất của nguồn nước thải.
- Nồng độ các chất ô nhiễm sau khi xử lý sẽ đạt tiêu chuẩn xả thải theo đúng quy chuẩn.
- Diện tích xây dựng phù hợp
- Dễ xây dựng, thời gian thi công nhanh chóng.
- Vận hành đơn giản, ổn định.
Nhược điểm
- Lượng bùn, dầu mỡ, chất thải rắn sau quá trình xử lý cần được thu gom và xử lý định kỳ.
- Quá trình vận hành khá lâu bởi công tác nuôi vi sinh bên trong bể kỵ khí.
Toàn bộ thông tin về xử lý nước thải nhà máy bia đã được GMC Vina chia sẻ chi tiết với bạn đọc. Rất hy vọng từ những thông tin phía trên, quý doanh nghiệp, quý đọc giả có thể tự tin chọn lựa cho mình hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia phù hợp nhất. Và cũng đừng quên, theo dõi chúng tôi thường xuyên để nhận được những thông tin mới nhất bạn nhé!
