Đặc trưng nước thải sản xuất bia

    Đặc trưng nước thải sản xuất bia và phương án xử lý.

    Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia Sài Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử hơn 100 năm.    
    Bốn loại nguyên liệu chính không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon, nước và nấm men. Chất lượng của chúng quyết định đến chất lượng của bia thành phẩm. Hiểu biết đầy đủ các tính chất của nguyên liệu, tác dụng của chúng đối với quá trình sản xuất và sản phẩm bia là cơ sở của quá trình điều hành sản xuất và xử lý nước thải sản xuất bia, từ đó có thể điều hành quá trình công nghệ một cách hợp lý nhất.

Nhà máy sản xuất bia

    Công nghiệp sản xuất bia là một trong những ngành công nghiệp đòi hỏi tiêu tốn một lượng nước lớn cho mục đích sản xuất và vì thế sẽ thải ra môi trường một lượng nước thải lớn. 
    Cụ thể như sau: 
  •     Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây ô nhiễm nên có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.
  •     Nước thải từ công đoạn nấu - đường hóa: bao gồm
  •     Nước thải trong quá trình rửa bã sau nấu,
  •     Nước thải do vệ sinh nồi nấu gạo, malt, hoa; vệ sinh thiết bị lọc dịch đường và thiết bị tách bã. Đặc tính của nước thải này có mức độ ô nhiễm rất cao, có chứa bã malt, bã hoa, tinh bột, các chất hữu cơ, một ít tanin, chất đắng, chất màu…
  •    Nước thải từ công đoạn lên men:
  • Nước vệ sinh các tank lên men, thùng chứa, đường ống, sàn nhà… có chứa bã men, bia cặn và các chất hữu cơ.
  •     Nước thải từ công đoạn hoàn tất sản phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết chai, đóng nắp, thanh trùng. Nước thải chủ yếu từ công đoạn này là nước vệ sinh thiết bị lọc, nước rửa chai và téc chứa. Đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớn trong sản xuất bia. Nước thải từ công đoạn này có chứa bột trợ lọc, một ít bã men, bia còn lại từ bao bì tái sử dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…
  •     Nước rửa sàn các phân xưởng, nước thải từ nồi hơi, nước từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng chlorit cao.
  •     Xút và axit  thải ra từ hệ thống CIP, xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này có lưu lượng nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn tái sử dụng cho các mục đích khác.
  •     Bên cạnh nước thải sản xuất, một nguồn ô nhiễm khác đó là nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, nhà 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 mức trung bình, nếu nước thải này không được xử lý thích đáng cũng gây ra những tác động xấu đến môi trường.

    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: [4]
        - 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. 
Thành phần nước thải sản xuất bia của một số Công ty năm: 

TT

Chỉ tiêu

Nước thải trước xử lý

1

pH

6-9,5

2

Hàm lượng cặn lơ lửng, mg/l

150-300

3

BOD5, mg/l

700-1500

4

COD, mg/l

850-1950

5

Tổng Nitơ (TN)

15-45

6

Tổng Phốtpho (TP)

4,9-9,0

7

Coliform, MPN/100 ml

<10.000


    Xử lý nước thải 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. Đây là công nghệ đang được ứng dụng phổ biến xử lý nước thải sản xuất bia nói riêng và ngành công nghiệp thực phẩm nói chung cho hiệu quả tốt và ổn định.
    Hiện nay, hầu hết các nhà máy bia đều có hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia. Tuy nhiên, không phải nhà máy nào cũng xử lý nước ra đạt tiêu chuẩn. Vì vậy, vấn đề môi trường phát sinh từ ngành bia cần được quan tâm và khắc phục.

Bể SBR xử lý nước thải sản xuất bia

    Phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào, đồng thời tổng hợp năng lượng cho quá trình sống. Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm được chuyển hoá và nước thải được làm sạch.
    Quá trình xử lý sinh học nước thải sản xuất bia có thể chia làm hai quá trình là phân huỷ yếm khí và phân huỷ hiếu khí; có thể xử lý trong điều kiện tự nhiên hay trong điều kiện nhân tạo.
    Nước thải sản xuất bia trước khi đưa vào xử lý sinh học cần qua các phương pháp xử lý cơ học, hóa học, hóa lý để loại bỏ các tạp chất thô, các thành phần gây bất lợi cho phương pháp xử lý sinh học. 

    Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn rõ hơn!