“Làm thế nào để xử lý nước thải nhà máy bia hiệu quả?” là câu hỏi mà nhiều doanh nghiệp sản xuất bia đang quan tâm. Để xử lý loại nước thải này đạt hiệu quả nhanh và tối ưu chi phí, quy trình công nghệ là một trong những yếu tố mà các doanh nghiệp cần quan tâm.
Sự phát triển của ngành sản xuất bia và đặc trưng ô nhiễm
Bia là loại đồ uống lâu đời nhất của nhân loại, chúng xuất hiện từ khi con người biết săn bắt thú rừng, gieo hạt, trồng cây lương thực cách đây khoảng 12.000 năm và đã được phân phối cùng bánh mì thời cổ đại Ai cập và phát triển vào đầu của thời kỳ trung cổ năm 1568.
Ở Việt Nam, bia được người Pháp mang đến từ thế kỷ thứ 19, bia Sài Gòn (1875) và bia Hà Nội (1890). Từ năm 1990, nhờ chính sách mở cửa của Nhà nước, các công ty đầu tư trang thiết bị, công nghệ hiện đại nên ngành Bia Việt Nam đã có bước phát triển tốt, dần dần đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước.
Hình 1. Dây chuyền sản xuất bia hiện đại.
Cùng với sự phát triển của công nghệ sản xuất thì công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia cũng được chú trọng và phát triển. Nước thải nhà máy bia sẽ phát sinh chủ yếu từ:
- Nước rửa, thanh trùng vỏ chai và két chứa. Nước này được xếp vào loại ô nhiễm nghiêm trọng, bởi vì để thanh trùng và tẩy rửa nên nó không chỉ chứa những hợp chất hữu cơ mà còn những hợp chất màu từ mực in, hoặc các kim loại như Cu, Zn.
- Nước lẫn với bã mạch nha và bột sau khi tiến hành lấy dịch đường, nước này có thể xử lý đơn giản bằng cách tách bã ra khỏi nước, nước này chứa rất nhiều chất hữu cơ nên cũng có thể được tái sử dụng cho những trường hợp cần thiết.
- Nước thải khi vệ sinh nhà xưởng, cọ rửa thùng nấu, làm sạch bồn chứa.
- Nước thải sinh hoạt của nhân viên nhà máy.
Nhìn chung, nước thải nhà máy bia sẽ có những đặc tính như:
- Hàm lượng chất hữu cơ tồn tại trong nước cao.
- Những chất rắn lơ lửng và những chất rắn lắng đọng cao.
- Độ pH có biên độ dao động lớn.
- Những hóa chất mang theo thường là những hợp chất được sử dụng trong quá trình sản xuất như: CaCO3, CaSO4, H3PO4, xút (NaOH), Soda,…
Với thành phần có trong nước thải nhà máy bia, nếu lượng nước thải khổng lồ này không qua xử lý mà bị đưa ra ngoài môi trường thì hậu quả sẽ không thể nào tưởng tượng được. Vậy nên, việc xử lý nước thải nhà máy bia được Nhà nước Việt Nam quy định rõ các chỉ tiêu phải đạt quy chuẩn QCVN 40:2011 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường.
Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia đạt chuẩn môi trường
Tuy rằng để xử lý nước thải nhà máy bia có thể áp dụng nhiều quy trình công nghệ khác nhau, thế nhưng sẽ có những công nghệ mang lại hiệu quả cao hơn và giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí. Dưới đây là một điển hình:
Hình 2. Sơ đồ công nghệ tóm tắt quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia hiện nay.
Quy trình xử lý nước thải nhà máy bia áp dụng công nghệ sinh học: Xử lý kỵ khí (UASB) – Thiếu khí (Anoxic) – Hiếu khí (Aerotank) được xem là một trong những công nghệ hiệu quả nhất để loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải nhà máy bia hiện nay.
Mô tả các yếu tố có trong quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia:
– Bước 1. Lược rác
Đầu tiên, nước thải sẽ được lược rác để tách các rác thải có kích thước lớn trôi vào hệ thống làm nghẹt các bơm, van,…, sau đó nước thải từ nhà máy sản xuất bia sẽ được đưa vào bể điều hòa.
– Bước 2: Trung hòa nồng độ ô nhiễm của nước thải tại bể điều hòa
Tại bể điều hòa, nước thải có nồng COD cao và COD thấp được trung hòa về nồng độ COD thích hợp. Tránh tình trạng sốc tải do COD quá cao hoặc quá thấp. Ngoài ra, độ pH của nước thải cũng sẽ được kiểm tra và điều chỉnh hợp lý ở giai đoạn này.
Điều cần lưu ý ở giai đoạn này đó là thời gian lưu nước, thành phần nước thải nhà máy bia có rất nhiều các chủng men kết hợp nguồn hữu cơ dồi dào có sẵn trong nước thải, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men rượu xảy ra mạnh. Phải kiểm soát điều này tránh để tụt pH sâu làm ảnh hưởng đến việc trung hòa chất ô nhiễm.
– Bước 3: Đưa nước thải vào bể kỵ khí và tiến hành bước đầu tiên của quá trình xử lý sinh học
Sau quá trình cân bằng COD, pH và lưu lượng nước thải đầu vào tại bể điều hòa, nước thải sẽ được đưa vào hệ thống xử lý sinh học với giai đoạn đầu tiên đó là xử lý kỵ khí (bể UASB).
Tại giai đoạn này, với sự tiếp xúc mạnh mẽ với các chủng vi sinh vật kỵ khí, quá trình phân hủy sinh học diễn ra mạnh mẽ tạo khí CH4, hơi nước làm giảm nồng độ COD đang còn cao của nước thải. Hiệu suất xử lý kỵ khí đóng vai trò quan trọng đối với các giai đoạn phía sau. Việc đảm bảo hiệu suất xử lý COD ở giai đoạn này cao và ổn định sẽ giúp hiệu suất xử lý nước thải nhà máy bia của toàn hệ thống được đảm bảo tối ưu.
Cần đảm bảo các điều kiện sau để giúp vận hành tốt bể UASB như:
- Độ pH nên để ở mức dao động từ 7 – 7.2.
- Đảm bảo nhiệt độ hoạt động được ổn định từ 33 – 35 độ C.
- Lượng tải trọng hữu cơ chỉ nên ở mức 10 – 15 kg/m3 trong 1 ngày.
Với các chủng vi sinh vật kỵ khí được chọn lọc và nuôi cấy trong công nghệ hiện đại của Viện Nghiên cứu sinh thái Hoa Kỳ (Ecological Laboratories Inc,), Men vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS sẽ là giải pháp tối ưu giúp hiệu suất xử lý COD của bể kỵ khí UASB của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia được đảm bảo.
Hình 3. Men vi sinh Microbe-Lift BIOGAS giúp tối ưu quá trình xử lý nước thải kỵ khí tại hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia.
– Bước 4: Đưa nước thải vào giai đoạn xử lý thiếu khí – hiếu khí (Anoxic – Aerotank)
Sau khi được phân hủy ở bể kỵ khí UASB, những chất hữu cơ còn lại sẽ được xử lý ở cụm bể thiếu khí – hiếu khí (Anoxic – Aerotank).
- Tại bể Anoxic, xảy ra quá trình khử Nitrat thành khí Nitơ giúp giảm chỉ tiêu Nitơ tổng trong nước thải. Để đảm bảo hiệu suất xử lý nước thải nhà máy bia, cần đảm bảo điều kiện vận hành như: DO< 0,5 mg/l, pH từ 6.5 – 8.0, …Kết hợp bổ sung các chủng vi sinh vật khử Nitrat để quá trình được đảm bảo.
- Tại bể Aerotank, xảy ra hai quá trình quan trọng đó là quá trình phân hủy COD và quá trình Nitrat hóa giúp chuyển hóa Nitơ Amonia thành Nitơ Nitrat, Nitơ Nitrit giúp giảm chỉ số Nitơ Amonia trong nước thải.
Để đảm bảo hiệu suất xử lý nước thải nhà máy bia, cần thường xuyên kiểm tra các thông số tại cụm bể này như DO, pH, SV30,… để tránh những sự cố bất ngờ có thể xảy ra. Ngoài ra, sử dụng các chủng men vi sinh đặc chủng dành riêng cho môi trường hiếu khí và thiếu khí này như Microbe-Lift IND và Microbe-Lift N1 sẽ giúp ổn định, tăng hiệu suất xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải và giảm thiểu tối đa các sự cố do vi sinh gây ra.
Hình 4. Bộ đôi sản phẩm Microbe-Lift IND và Microbe-Lift N1 giúp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải nhà máy bia tại cụm bể Anoxic – Aerotank.
– Bước 5: Lắng nước thải tại bể lắng
Sau quá trình xử lý tại bể Aerotank, các hợp chất hữu cơ sẽ được các chủng vi sinh vật hiếu khí phân hủy thành bông cặn. Nước thải có lẫn bông cặn sẽ được đưa vào bể lắng để lắng phần bông cặn này. Phần cặn lắng được sẽ được chuyển trực tiếp một phần đến bể nén và một phần được tuần hoàn trở về bể Aerotank để tiếp tục xử lý chất ô nhiễm tại đây. Phần nước trong ở bể lắng sẽ được chuyển đến bể khử trùng.
– Bước 6: Khử trùng nước thải tại bể khử trùng
Khi nước thải đến bể khử trùng, phần lớn các hợp chất ô nhiễm như BOD, COD, TSS… đã được loại bỏ nhưng vẫn còn vi khuẩn Coliform và vi sinh vật gây bệnh ở mức cao. Do đó, tại bước khử trùng này, các vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh sẽ được loại bỏ hoàn toàn trước khi nước thải được đưa ra ngoài môi trường.
Có nhiều cách để khử trùng khi xử lý nước thải nhà máy bia như:
- Clo hóa: Clo sử dụng thường có dạng nước, dạng khí hoặc clorua vôi. Để đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa nước thải và Clo, thể tích bể phải lớn để nước thải lưu lại trong bể khử trùng khoảng 30 – 45 phút. Đây cũng là cách được sử dụng phổ biến nhất.
- Ozon hóa: Chất này có tác dụng oxy hóa các hợp chất của Nitơ, Photpho,… từ đó giúp giải quyết được hiện tượng phì dưỡng hóa trong nước.
- Dùng tia cực tím, tia UV cũng khá hiệu quả, tuy nhiên sẽ đắt hơn.
- Điện phân muối ăn.
Trên đây là quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia áp dụng công nghệ sinh học để xử lý chất ô nhiễm đang được nhiều doanh nghiệp sử dụng. Làm thế nào để tăng hiệu suất xử lý nước thải nhà máy bia tại cụm xử lý sinh học, hãy liên hệ ngay Biogency qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn phương án chi tiết nhất!
>>> Xem thêm: Ứng dụng vi sinh Microbe-Lift xử lý hồ sinh học nhà máy sản xuất bia Hà Tây
