Quá trình sản xuất bia, mặc dù mang lại lợi ích kinh tế, lại đồng thời gây ra một lượng đáng kể chất thải gây ô nhiễm. Việt Nam đang đối diện với thách thức cân nhắc giữa nhu cầu tiêu thụ bia và tác động tiêu cực đối với môi trường từ ngành sản xuất bia. Việc đặt ra hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia hiệu quả có thể giúp đảm bảo rằng sự phát triển kinh tế không gây hại đến môi trường và hệ sinh thái.
MỤC LỤC BÀI VIẾT
Nguồn phát sinh nước thải trong nhà máy bia
Công đoạn nấu – đường hoá: Trong giai đoạn này, nước thải được sinh ra từ các hoạt động như nấu bia, lên men và vệ sinh các thiết bị. Nước thải chứa nhiều tinh bột, cặn, bã hoa và các hợp chất hữu cơ từ quá trình nấu nước. Hàm lượng ô nhiễm trong nước thải ở giai đoạn này thường rất cao.
Quá trình chiết rót bia: Trong giai đoạn này, nước thải được tạo ra từ việc chiết bia sang các chai đựng hoặc do bia rơi ra ngoài trong quá trình chiết rót.
Giai đoạn thành phẩm: Các công đoạn như lọc, bão hòa CO2, chiết, đóng nắp và hấp chai cũng tạo ra nước thải. Nước thải ở giai đoạn này có thể chứa bột trợ lọc, xác men và bia chảy tràn.
Súc rửa chai đựng: Quá trình súc rửa chai đựng bia tạo ra nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm. Nước thải ở đây có thể có pH cao do các công đoạn rửa chai qua nhiều lần và sử dụng các dung dịch kiềm.
Làm nguội thiết bị giải nhiệt: Việc làm nguội các thiết bị giải nhiệt tạo ra nước thải có nhiệt độ cao.
Rửa ngược hệ thống xử lý nước thải: Quá trình rửa ngược hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia cũng tạo ra nước thải chứa các chất ô nhiễm từ quá trình xử lý nước.
Hoạt động sinh hoạt hàng ngày: Nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt hàng ngày của cán bộ, công nhân viên cũng đóng góp vào tổng lượng nước thải trong nhà máy bia.
Quá trình vận hành của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia
Hầm tiếp nhận nước thải
Song chắn rác: Đây là một phần quan trọng của bước tiếp nhận, được đặt tại cửa vào kênh dẫn nước thải. Mục đích là để giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao nilon và các vật thải khác trước khi nước thải tiếp tục vào các giai đoạn xử lý tiếp theo. Song chắn rác có thể được chia thành hai loại: song chắn rác thô và song chắn rác mịn, dựa trên khoảng cách giữa các thanh. Trong trường hợp này, sử dụng song chắn rác mịn với khoảng cách giữa các thanh là 25 mm.
Bể gom: Nước thải sau khi đi qua song chắn rác sẽ tiếp tục vào bể gom, nơi nó được tập hợp và điều hòa lưu lượng trước khi chuyển tiếp vào các giai đoạn xử lý nước thải nhà máy bia tiếp theo. Bể gom thường được xây dựng bằng bê tông hoặc gạch.
Lưới lọc: Ở bước này, nước thải sẽ tiếp tục được xử lý thông qua lưới lọc để giữ lại các chất lơ lửng nhỏ. Lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1 mm, và khi tang trống quay với vận tốc thích hợp, nước thải sẽ được lọc qua bề mặt trong hoặc ngoài lưới. Điều này tùy thuộc vào cách bố trí hệ thống đường dẫn nước thải. Các vật thải như mẫu trấu, huyền phù và các tạp chất khác sẽ được giữ lại bằng hệ thống lưới lọc này.
Bể điều hòa lưu lượng và độ pH trong quá trình xử lý nước thải nhà máy bia
Bằng cách sử dụng bể điều hòa, nhà máy sản xuất bia có thể tạo ra môi trường thích hợp cho quá trình xử lý nước thải tiếp theo. Việc duy trì lưu lượng, điều chỉnh độ pH và đảm bảo nồng độ chất bẩn đều có vai trò quan trọng trong việc đạt được hiệu suất tốt trong quá trình xử lý nước thải.
Duy trì lưu lượng: Bể điều hòa giúp duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi. Điều này quan trọng để đảm bảo quá trình xử lý nước thải tiếp theo diễn ra trong điều kiện ổn định.
Điều chỉnh độ pH: Bể điều hòa cũng có nhiệm vụ điều chỉnh độ pH của nước thải. Điều này làm cho nước thải có giá trị pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Quá trình này có thể yêu cầu việc thêm acid hoặc kiềm vào bể để điều chỉnh độ pH vào khoảng từ 6,6 đến 7,6.
Hệ thống khuấy trộn: Bể điều hòa thường được trang bị hệ thống thiết bị khuấy trộn. Chức năng của hệ thống này là đảm bảo nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể được hòa tan và san đều. Hệ thống khuấy cũng giúp ngăn chặn quá trình cặn lắng trong bể và pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có.
Thu gom và xả bọt, váng nổi: Bể điều hòa thường được trang bị thiết bị để thu gom và xả bọt, váng nổi. Điều này giúp loại bỏ các tạp chất và chất bẩn khỏi bề mặt của nước thải.
Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) và MBBR
Bể UASB là một phần quan trọng trong quy trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia. Tại đây, diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải khi không có oxy. Quá trình này bao gồm ba giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thực hiện quá trình thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản hơn như monosaccharide và amino acid. Điều này tạo nguồn thức ăn và năng lượng cho các quá trình hoạt động sinh học tiếp theo.
Giai đoạn 2: Nhóm vi khuẩn tạo men acid tiếp tục chuyển đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ như acid acetic, acid butyric và acid propionic. Trong giai đoạn này, pH của dung dịch thường giảm xuống.
Giai đoạn 3: Các vi khuẩn tạo methan chuyển hóa hiđrô và acid acetic thành khí methane (CH4) và khí cacbonic (CO2). Trong giai đoạn này, pH của môi trường tăng lên.
Bể Sinh học MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí. Quá trình oxy hóa sinh học diễn ra trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải để sinh trưởng và tồn tại dưới dạng bông bùn dễ lắng. Bề mặt tiếp xúc giữa nước thải, oxy và vi sinh vật là quan trọng để tăng tốc độ quá trình.
Bể lắng và bể lọc áp lực khi xử lý nước thải nhà máy bia
Bể Lắng – Xử lý nước thải nhà máy bia có vai trò loại bỏ các bông bùn và tạp chất từ nước thải sau quá trình xử lý sinh học. Bể lắng thường được thiết kế với hệ thống tấm lamella để tăng cường hiệu suất lắng. Nước sạch được thu thập trên bề mặt của bể lắng thông qua máng tràn răng cưa.
Bể lọc áp lực sử dụng cụm lọc áp lực đa lớp vật liệu như sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng và tạp chất không hòa tan trong nước thải.
Bể nano dạng khô
Bể nano dạng khô được sử dụng để loại bỏ triệt để các chất lơ lửng còn sót lại trong nước và khử trùng nước thải. Nước sau khi qua bể này đạt yêu cầu xả thải theo quy định.
Mục tiêu là loại bỏ các tạp chất, tối ưu hóa chất lượng nước thải và đảm bảo nước thải đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải và bảo vệ môi trường. Các công nghệ và bước xử lý nước thải nhà máy bia này cùng đóng góp vào việc giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường từ quá trình sản xuất.
