A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở Việt Nam, trong những năm qua cùng với sự phát triển của công nghiệp nói
chung và sự mở rộng sản xuất đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng của ngành công nghiệp
sản xuất bia nói riêng đã đóng góp rất lớn cho ngân sách nhà nước, góp phần tạo công ăn
việc làm cho người lao động. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích nhà máy mang lại cũng
không thể tránh khỏi những tác động tiêu cực đến môi trường. Cũng như các ngành công
nghiệp khác, nước thải nhà máy bia chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, tuy không
độc hại nhưng đã góp phần làm gia tăng, ô nhiễm môi trường nước.
Với dân số khoảng 90 triệu người, với mức độ tiêu thụ bia trung bình của một
người khoảng 31.5l/năm (2013). Tương đương với khoảng 95 lon bia (4 thùng bia) nên
Việt Nam được coi như là một thị trường phát triển đầy triển vọng. Hiện nay có khoảng
470 nhà máy và cơ sở sản xuất bia với các quy mô khác nhau. Trong đó, có hơn 5 cơ sở
sản xuất với công suất 100 triệu lít/năm, khoảng 20 nhà máy có công suất trên 50 triệu
lít/năm và 11 nhà máy có công suất 20 triệu lít/năm. Ngoài ra, còn có một lượng khá
nhiều các cơ sở sản suất nhỏ, công suất dưới 10 triệu lít/năm và dưới 1 triệu lít/năm.
Trước thực tế hàng loạt các nhà máy sản xuất bia mọc ra ở Việt Nam như vậy, liệu
trong quá trình sản xuất thì phát sinh ra lượng lớn nước thải nhiễm bẩn. Vậy biện pháp
quản lý và xử lý nước thải nhà máy bia ra sao để phù hợp với môi trường Việt Nam.
Trước thực trạng môi trường ngày càng xấu đi như hiện nay, để bảo vệ môi trường sống
của chúng ta nói chung và bảo vệ nguồn nước nói riêng, các doanh nghiệp cần phải thực
hiện một cách nghiêm túc, chặt chẽ và có trách nhiệm hơn về công tác bảo vệ môi trường.
Vấn đề được quan tâm hơn là cần, phải xử lý nước thải tại các khu công nghiệp, cơ sở sản
suất...và tại các nhà máy bia đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi xả vào môi trường là một
vấn đề cần thiết và cần phải xử lý một cách có hiệu quả.

B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1

1. Tình hình phát triên công nghiệp sản xuất bia
1.1. Trên thế giới
Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu Âu như Đức, Anh, Pháp…
với nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn như hiện nay thì ngành sản xuất bia đang chiếm một
vị trí quan trọng trong các ngành công nghiệp trên thế giới. Giới phân tích cho rằng có
một sự tương quan mạnh mẽ giữa tiêu thụ rượu bia và tăng trưởng sản lượng đầu ra của
ngành này, báo trước một tương lai đầy triển vọng cho các tập đoàn giải khát khi nền kinh
tế đang hồi phục.
Trung Quốc là thị trường bia lớn nhất thế giới, trong khi thị trường này ở Ấn Độ
tăng trưởng từ 12 đến 15%/năm. Mức tiêu thụ bia rượu tính theo đầu người ở Trung Quốc
dự kiến sẽ tăng từ 37,8 lít năm 2008 lên hơn 53 lít vào năm 2013. Theo tổng giám đốc tập
đoàn nước giải khát Trung Quốc Kingway Brewery, thị trường bia ở Trung Quốc sẽ tăng
trưởng hai con số trong những năm tới và mức tăng trưởng sẽ lớn hơn nhiều so với các
loại rượu khác.
Dự kiến với mức tăng trưởng kinh tế như hiện nay, mức sống của người dân trên
thế giới ngày càng cao thì công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những năm
tới.
1.2. Ở Việt Nam
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của nhà máy Bia
Sài Gòn và nhà máy Bia Hà Nội, như vậy Bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120 năm. Hiện
nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có những
bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia có từ trước
và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địa phương quản lý, các nhà máy
liên doanh với các hãng bia nước ngoài. Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự
phát triển của các ngành khác như: vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút
chai và bao bì khác.
Theo thống kê hiện nay, cả nước có khoảng trên 320 nhà máy bia và các cơ sở sản
xuất bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/năm. Bia địa phương có 311 cơ


XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2


sở, chiếm 97,18% số cơ sở nhưng chỉ chiếm 37,4% sản lượng bia cả nước (đạt 231 triệu
lít) và đạt 60,73% công suất.
Hiện nay, theo thống kê mới nhất của bộ kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm
2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 92% so
với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của
các công ty nghiên cứu thị trường, ước đạt khoảng 15%/năm. Việt Nam có khoảng 350 cơ
sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu hết các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số
lượng

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ
NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI
2.1 Quy trình công nghệ sản xuất
Chuẩn bị nguyên liệu
và làm lạnh dịch đường

→

→

Nghiền

Lên men

→


Đường hóa nguyên liệu

→

Lọc bã, nấu hoa

→

Thành phẩm

2.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu
Malt đại mạch và nguyên liệu thay thế ( gạo, lúa mì, ngô) được làm sạch rồi đưa
vào xay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động của enzym và giảm thời gian nấu
2.1.2 Nghiền
Mục đích: Malt đã được nghiền có diện tích tiếp xúc với nước tăng
nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ nhanh hơn
thủy phân các thành phần khác nhanh và triệt để hơn.
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3

→

→

sự xâm

quá trình đường hóa và



Gồm: nghiền khô, nghiền có phun ẩm vào hạt, nghiền nước.
2.1.3 Đường hóa nguyên liệu
Malt sau khi được nghiền sẽ hoà tan chung với nước theo một tỷ lệ phù hợp với
từng loại sản phẩm và dưới tác dụng của các enzyme ở nhiệt độ nhất định sẽ được đường
hoá trong “nồi nấu malt”. Tương tự như vậy, gạo (nguyên liệu thay thế khác) sẽ được hồ
hoá, sau đó được phối trộn lại với nhau trong nồi nấu malt để được đường hoá trước khi
được bơm sang nồi lọc.
Mục đích chính của giai đoạn này là hoà tan hết chất đường, minerals, cũng như
một số protein quan trọng phục vụ quá trình lên men ra khỏi những thành phần không
hoà tan như vỏ trấu, chất sơ. Sau đó, tại nồi lọc, người ta lọc hết chất lỏng ra khỏi trấu
cũng như các chất sơ và mầm để lấy hết lượng đường còn bám vào trong trấu. dịch đường
này sẽ được đun sôi và houblon hoá nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol,
các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến
đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa. Đồng thời quá trình này
cũng giúp tăng độ bền keo của dịch đường, thành phần sinh học của nó được ổn định và
tăng hoạt tính sức căng bề mặt tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt. Sau khi quá trình
đun sôi và houblon hoá kết thúc thì toàn bộ lượng oxy đã bay ra ngoài theo hơi nước và
trong dịch đường có rất nhiều cặn. Do đó dịch đường cần được bơm qua bồn lắng cặn để
tách cặn trước khi đưa qua bộ phận làm lạnh nhanh, đưa nhiệt độ xuống đến mức cần
thiết phù hợp với nhiệt độ lên men.
2.1.4. Lọc bã nấu hoa và làm lạnh dịch đường
Lọc bã malt: Sử dụng hai loại thiết bị thông dụng nhất: thùng lọc đáy bằng và
máy lọc ép khung bản.
Nấu dịch đường với hoa Houblon: Dịch đường ban đầu và dịch rửa bã được trộn
lẫn với nhau trong thiết bị đun hoa, luôn giữ nhiệt độ không dưới 70 oC, đun sôi trong
khoảng 1,5h – 2,5h; quá trình houblon hóa khoảng 70 phút.
2.1.5 Lên men

XỬ LÝ NƯỚC THẢI


4


Lên men chính và lên men phụ : Đây là các quá trình quan trọng trong sản xuất
bia. Qúa trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hóa đường thành alcol
etylic và khí cacbonic lên men
Nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính( 6-10 ngày) từ 8 đến 10 0C, sau đó
tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non xuống 1 đến
30C và áp suất 0,5 đến 1 atm trong thời gian 14 ngày cho bia hơi và 21 ngày cho bia đóng
chai, lon. Qúa trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn lắng, làm
trong bia và bão hòa CO2, làm tăng chất lượng và độ bền của bia. Nấm men tách ra, một
phần được phục hồi làm men giống, một phần thải có thể làm thức ăn gia súc. Hạ nhiệt
độ của bia non để thực hiện giai đoạn lên men phụ có thể dùng tác nhân làm lạnh glycol.
2.1.6 Hoàn thiện sản phẩm
Bão hòa CO2 và chiết chai : trước khi chiết chai, bia được bão hòa CO 2 bằng khí
CO2 thu được từ quá trình lên men chứa trong bình áp suất. Các dụng cụ chứa bia( chai,
lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đó thực hiện quá
trình chiết chai ở điều kiện chân không để hạn chế sự tiếp xúc của bia với không khí. Tiếp
theo là đóng nắp và thanh trùng ở các chế độ nhiệt khác nhau để đảm bảo chất lượng
trong thời gian bảo hành.
Trong công nghệ sản xuất bia, nước được dùng vào các mục đích:
+ Làm nguyên liệu pha trộn theo tỷ lệ nhất định để nghiền ướt malt và gạo (hay lúa mì)
và bổ sung tiếp trong quá trình nấu – đường hóa, nấu hoa, thanh trùng.
+ Một lượng nước lớn dùng cho quá trình rửa chai,lon,thiết bị máy móc và sàn thao tác
2.2 Nguồn phát sinh nước thải và đặc tính nước thải công nghệp sản xuất bia
- Trong quá trình sản xuất nước dùng cho các mục đích sau:
Làm nguyên liệu phối trộn malt và gạo theo tỉ lệ thích hợp để nấu bia.
Sản xuất hơi nước dùng cho quá trình nấu bia.
Dùng cho quá trình rửa chai, bơm, các bồn lọc, bồn nấu, các thiết bị máy móc
khác và sàn thao tác.

Dùng giải nhiệt cho hệ thống lạnh.
Nước dùng cho sinh hoạt hằng ngày của cán bộ công nhân viên.
Nước dự trữ cho công tác phòng cháy chữa cháy.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

5


- Lượng nước thải xét về tính chất và đặc trưng của từng loại sẽ bị ô nhiễm với các mức
độ khác nhau. Nước thải nhà máy bia bao gồm : Nước thải sinh hoạt và nước thải sản
xuất.
Nước thải sản xuất: nguồn ô nhiễm đáng quan tâm của nhà máy bia, gồm các nguồn sau:
+ Nước làm lạnh, nước ngưng: được sử dụng theo chu trình khép kín nên lượng nước
thải này không đáng kể và hầu như ko bị ô nhiễm. Do đó có thể thải trực tiếp ra nguồn
tiếp nhận mà không cần sử lý.
+ Nước thải vệ sinh các thiết bị như: bồn nấu, bồn lọc, bồn lên men, đường ống, … chứa
bã hèm, tinh bột bã hoa bia, bã men …
+ Nước từ công đoạn rửa chai: trước tiên chai được rửa bằng dung dịch kiềm loãng
nóng (1 – 3% NaOH) để rửa sạch chất bẩn và nhãn chai, sau đó được rửa lại bằng nước
sạch và thanh trùng. Do đó nước từ quá trình rửa chai có pH cao và cũng chứa các chất ô
nhiễm hữu cơ (do bia và các chất bẩn khác trong quá trình lưu thông vỏ chai gây ra).
Bảng 1.Ô nhiễm nước thải từ máy rửa chai bia

Lưu lượng nước thải từ các quá trình sản xuất bia rất lớn. Theo tài liệu thống kê
của tổ chức y tế thế giới và theo khảo sát thực tế tại một số nhà máy trên địa bàn thành
phố Hồ Chí Minh thì lượng nước thải tạo thành trong quá trình sản xuất bia là 6 – 7 lít
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

6



nước thải/ 1 lít bia. Lượng nước thải này chủ yếu bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ với nồng
độ rất lớn; chủ yếu là các hydratcacbon, protein và các axit hữu cơ; là những chất có khả
năng phân hủy sinh học.
Các dòng nước thải từ quá trình sản xuất bia có đặc điểm rất khác nhau. Nước thải
từ các công đoạn lọc và lên men không nhiều, chỉ chiếm khoảng 3 – 5% lưu lượng nước
thải nhưng tải trọng BOD lại rất cao, chiếm đến 97% tồng tải lượng BOD trong nước thải
sản xuất. Trong khi đó công đoạn rửa chai lại lại tạo ra một lượng nước thải rất lớn nhưng
hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải không cao, nước thải hơi có tính kiềm
Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất bia, còn biến
đổi theo chu kì và mùa sản xuất
Bảng 2.Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia

Nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải từ: nhà ăn, nhà vệ sinh, khu vực văn phòng
… Nước thải này chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất dinh dưỡng (N,P), các chất rắn
lơ lửng, các chất hữu cơ, COD và các vi khuẩn.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

7


Hình 1.Công nghệ sản xuất bia và các dòng thải của nó
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

8



CHƯƠNG 3: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
3.1. Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý nước thải nhà máy bia
3.1.1 Biện pháp ngăn ngừa
Để giảm lượng nước thải và các chất gây ô nhiễm nước thải trong công nghệ sản
xuất bia cần nghiên cứu thăm dò các khả năng sau :
- Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn sử dụng các dòng ít chất ô nhiễm như
nước làm lạnh, nươc ngưng cho quá trình rửa thiết bị, sàn, chai.
- Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như súng phun tia hoặc rửa khô để giảm lượng nước rửa
- Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời bã men, bã malt, bã
hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm trong dòng nước rửa sàn
3.1.2 Phương pháp xử lý nước thải
Đặc tính nước thải của các nhà máy bia là giàu các hợp chất hữu cơ như tinh bột,
xenluloza, các loại đường, axít, các hợp chất phốt pho, nitơ... Các chất này sẽ được oxi
hoá bởi vi sinh vật, tạo ra sản phẩm cuối là CO 2, H2O, NH3 và sản phẩm trung gian là
rượu, aldehit, axit,.. Đây là nguồn gây ô nhiễm cao nếu thải trực tiếp ra môi trường.
Có nhiều phương pháp ứng dụng xử lý nước thải các nhà máy rượu, bia như: sử
dụng màng lọc, phương pháp hoá học, phương pháp sinh học... Trong các phương pháp
trên, thì phương pháp xử lý bằng sinh học cho hiệu quả tối ưu và được sử dụng rộng rãi
nhất.
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ
các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ
và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát
triển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên
sinh khối chúng được tăng lên. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là
quá trình oxi hoá sinh hoá.
•

Quá trình xử lý nước thải có thể chia ra làm 2 quá trình chính là phân huỷ kị khí và
hiếu khí.
Quá trình phân huỷ kị khí


XỬ LÝ NƯỚC THẢI

9


Là quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật kị khí
trong điều kiện không có ôxy. Phương trình cơ bản của quá trình phân hủy kị khí:

Sau khi qua bể kị khí thì còn khoảng 10-20% các chất hữu cơ chưa bị phân hủy và
tiếp tục được phân hủy tiếp, bởi hệ hiếu khí. Hệ thống hai máy thổi khí và phân tán khí
được sử dụng để cung cấp ôxy cho quá trình xử lý hiếu khí. Lượng ôxy đưa vào phụ
thuộc vào lượng ôxy hòa tan trong nước (DO).
Quá trình phân huỷ hiếu khí
Thực chất đây là quá trình phân hủy các chất hữu cơ dưới tác dụng của các vi sinh
vật hiếu khí khi có sự tham gia của ôxi. Phương trình cơ bản của quá trình phân hủy hiếu
khí là:

Mỗi phương phương pháp xử lý đều có các ưu và nhược điểm khác nhau. Đối với
phương pháp xử lý kị khí yêu cầu ít diện tích, có khả năng tạo ra năng lượng dưới dạng
khí sinh học biogas, khả năng tạo bùn chỉ bằng 10% so với hệ thống xử lý hiếu khí, chi
phí vận hành thấp. Tuy nhiên, xử lý kị khí không thể khử triệt để 100%, không xử lý
được nitơ và phốt pho; trong khi đó phương pháp xử lý hiếu khí có khả năng xử lý triệt
để, xử lý được nitơ và phốt pho, nhưng lại cần thể tích lớn, sinh nhiều bùn, tiêu tốn nhiều
năng lượng cho sục khí và chi phí vận hành cao
3.2. Đề xuất hệ thông xử lý nước thải nhà máy bia
3.2.1. Đề xuất hệ thống xử lý

XỬ LÝ NƯỚC THẢI


10


Hình 2: Sơ đồ hệ thống xử lý thải nhà máy bia
3.2.2. Thuyết minh sơ đồ
Nước thải từ các khu vực sản xuất bia được tập trung vào một đường ống, đường
ống này sẽ dẫn về hố thu gom, trước khi vào hố thu gom, nước thải sẽ đi qua song chắn
rác
3.2.2.1. Song chắn rác
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

11


Để tách các tạp chất thô trong nước thải người ta dùng song chắn rác nhằm đảm
bảo đảm cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
Hiệu suất của quá trình tách chất rắn bằng phương pháp này phụ thuộc vào các yếu
tố sau:
Đặc tính cơ học của song, lưới: kích thước mắt sàn, khoảng cách giữa các
thanh chắn, lưu lượng dòng chảy và điều kiện dòng chảy.
Tính chất nước thải: nồng độ chất rắn, kích thước của tạp chất…
Đối với nước thải nhà máy bia, có thể bố trí song chắn rác thô để tách các tạp chất
kích thước lớn trước, rồi dùng song chắn rác mịn để tách các tạp chất có kích thước nhỏ
hơn.
Ưu điểm:
Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt.
Giữ lại tất cả các tạp vật lớn.
Nhược điểm:
Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn.
Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian.

Phải xử lý rác thứ cấp
3.2.2.2. Bể điều hòa
Nước thải sau khi được tập trung về hố thu gom, sẽ được bơm chìm đưa lên bể
điều hòa. Tại bể điều hòa có bố trí hệ thống phân phối khí nén để sục khí liên tục, mục
đích của bể điều hòa là để ổn định lưu lượng, nồng độ, cũng như loại bỏ một phần BOD,
COD có trong nước thải nhà máy bia, đầu dò pH tại bể điều hòa sẽ cho các giá trị pH của
nước thải, căn cứ vào giá trị đó, bơm hóa chất sẽ bơm 1 liều lượng hóa chất thích hợp vào
đường ống để điều chỉnh pH nước thải về trung tính. Bể điều hòa đảm bảo sự hoạt động
ổn định về lưu lượng và nồng độ cho các công trình đơn vị phía sau.
3.2.2.3 Bể lắng I
Từ bể điều hòa nước thải nhà máy bia sẽ được đưa đến bể lắng I loại bỏ tiếp các
chất rắn lơ lửng hữu cơ có thể lắng được (hiệu quả lắng có thể đạt được 50-60%) nhằm
giảm tải trọng hữu cơ cho công trình sinh học phía sau.
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

12


Sử dụng bể lắng ngang để lắng nước thải. Bể lắng được chia làm 4 vùng căn bản:
-

Vùng phân phối nước vào.

-

Vùng lắng.

-

Vùng tập trung và chứa cặn.


-

Vùng thu nước ra.

Hình 3: Cấu tạo bể lắng ngang
3.2.2.4 Bể sinh học UASB
Sau các công trình xử lý cơ học trên nước thải nhà máy bia sẽ đưa sang công trình
xử lý sinh học: hệ thống bể UASB để thực hiện qúa trình xử lí sinh học kị khí. Khí sinh
học thu được từ bể UASB sẽ được thu hồi và tái sử dụng cho các mục đích khác. Sau khi
đã loại bỏ phần lớn BOD, COD tại bể UASB
UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket) là bể xử lý sinh học ở lớp bùn kỵ khí
với dòng hướng lên (lên men ở lớp bùn).
Nước thải sau bể lắng 1 được dẫn qua bể UASB để xử lý kỵ khí. Nước rỉ rác với
đặc tính có COD cao nên sử dụng bể UASB để phân hủy kỵ khí chất hữu cơ.
UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao (COD
15.000 mg/l) và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn là
100mg/l, nếu SS > 3000mg/l không thích hợp để xử lý bằng UASB vì các chất khó phân
hủy sinh học sẽ lưu lại trong bể ngăn cản quá trình phân hủy nước thải.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

13


Xử lý nước thải UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ
được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v < 1m/h). Cấu tạo của
bể UASB thông thường bao gồm: hệ thống phân phối nước dưới đáy bể, tầng xử lý và hệ
thống tách pha.


Hình 4: Cấu tạo bể UASB
Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá
trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi
tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và
khí, qua đó thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước
sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.
Hiệu suất của bể UASB phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, pH, các chất độc
hại trong nước thải....
Ưu điểm của bể UASB:
+ Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ rất cao.
+ Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80%.
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

14


+ Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống của công nghệ sinh học kỵ khí thấp hơn
hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi
sinh vật hiếu khí.
+ Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống.
+ Hệ thống xử lý kỵ khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành.
Nhược điểm của bể UASB:
+ Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải.
+ Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát.
3.2.2.5. Bể Aerotank
Nước thải theo ống thoát nước chảy qua bể trung gian để chuẩn bị cho quá trình
xử lí sinh học hiếu khí. Tại bể trung gian, nước thải được lưu lại nửa giờ sau đó tự động
chảy sang bể Aerotank. Bể Aerotank có nhiệm vụ thực hiện quá trình xử lí sinh học hiếu
khí, tại đây, được bố trí hệ thống phân phối bằng khí nén sục khí liên tục, cung cấp oxi
cho quá trình sinh học hiếu khí xảy ra. Vi sinh vật sử dụng BOD, COD như là chất dinh

dưỡng để tạo sinh khối mới hay còn gọi là bùn hoạt tính.
Bể Aerotank là công trình nhân tạo dùng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học hiếu khí, trong đó người ta cung cấp oxy và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính.
Nước thải sau khi đi qua bể UASB, nồng độ các chất ô nhiễm và nồng độ chất rắn
lơ lửng đã giảm đáng kể nhưng so với quy chuẩn, nồng độ các chất vẫn chưa đảm bảo
nồng độ xả thải cho phép. Do đó, nước sau khi qua bể UASB được phân phối vào bể
Aerotank để tiếp tục xử lý các chất ô nhiễm trong nước, đáp ứng quy chuẩn xả thải hiện
hành theo quy định của pháp luật. Tại các bể sinh học, hệ thống khí được lắp đặt khắp
diện tích bể, cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật sống và hoạt động liên tục, duy trì trạng thái
lơ lửng của bùn hoạt tính.
Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ
nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vô số các vi sinh vật sống
khác. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền và chất dinh dưỡng làm thức ăn để
chuyển hóa chúng theo từng bước xen kẽ và nối tiếp nhau. Một số loài vi khuẩn tấn công
vào các hợp chất hữu cơ có cấu tạo phức tạp, sau khi chuyển hóa thải ra các hợp chất hữu
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

15


cơ có cấu trúc đơn giản hơn nữa và quá trình cứ thế tiếp tục cho đến khi chất thải cuối
cùng không thể dùng làm thức ăn cho bất kỳ loài vi sinh nào nữa.
Nguyên tắc hoạt động của bể Aerotank bao gồm chuỗi chu trình xử lý liên tiếp với
các giai đoạn, các pha sau:
 Giai đoạn 1: Giai đoạn cấp nước – Pha 1: Cấp nước vào bể sinh học

Trong giai đoạn này, bùn hoạt tính và khí được cấp vào bể. Khí sẽ hòa trộn đồng đều
nước thải đầu vào trên toàn diện tích bể, tạo môi trường thuận lợi cho quá trình xử lý
các chất ô nhiễm diễn ra trong bể.
 Giai đoạn 2: Giai đoạn phản ứng – Pha 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước


thải và bùn hoạt tính bằng sục khí
Giai đoạn này ứng dụng quá trình sinh trưởng của vi sinh vật lơ lửng hiếu khí, bao
gồm vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn hiếu khí tùy tiện, nấm, tảo, động vật nguyên sinh, …
Khi nước thải được đưa vào bể với lưu lượng, thể tích nhất định dưới tác động của
oxy được cung cấp từ các máy thổi khí, vi sinh thực hiện quá trình phân hủy các chất
hữu cơ, chuyển hóa chúng thành CO 2, H2O, các sản phẩm vô cơ khác và các tế bào
sinh vật mới.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

16


Hình 5: Quá trình khử nitơ và nitrat

3.2.2.6. Bể lắng II
Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính sau đó được dẫn qua bể lắng II để thực hiện
quá trình lắng nhằm tách nước và bùn. Một phần bùn sẽ được tuần hoàn lại bể Aerotank
để đảm bảo lượng bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư còn lại được bơm bùn đưa về bể
nén bùn thực hiện quá trình tách nước, giảm độ ẩm một phần trước khi đưa vào máy ép
bùn để ép thành những bánh bùn. Trong quá trình bùn được đưa từ bể nén bùn về máy ép
bùn, polymer sẽ được thêm vào bùn nhằm hỗ trợ cho quá trình ép bùn, tránh bánh bùn bị
vỡ vụn
3.2.2.7. Bể khử trùng
Nước thải đầu ra sau lắng II theo đường ống đến bể khử trùng, clorua vôi sẽ được
châm vào nước thải trước khi nước thải nhà máy bia vào bể khử trùng. Bể khử trùng
được thiết kế theo dạng ziczac nhằm hỗ trợ quá trình xáo trộn clorin và nước thải, loại bỏ
các vi sinh vật gây bệnh. Nước thải sau quá trình khử trùng sẽ được đưa về bể chứa nước,
được lưu tại đây từ 2 đến 3 ngày, sau đó sẽ có xe bồn đến chở đi dùng làm nước tưới cây.

3.2.3. Ưu nhược điểm của sơ đồ
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả xử lý cao, thích hợp với đặc tính của nước thải nhà máy bia, nước sau
xử lý có thể trực tiếp thải ra môi trường.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

17


+ Do kết hợp cả hai phương pháp yếm khí và hiếu khí nên giảm được kích thước
bể Aeroten; giảm được chi phí cho việc cấp khí.
+ Lượng bùn tạo ra ít, thu được khí biogas có giá trị kinh tế.
+ Hệ thống vận hành tự động, điều hành đơn giản nên không tốn nhiều nhân lực
để hệ thống hoạt động.
- Nhược điểm:
+ Hệ thống hoạt động liên tục nên khi xảy ra sự cố rất khó khắc phục, ảnh hưởng
đến quá trình xử lý.
+ Thời gian xử lý lâu
+ Cần có thời gian thích nghi trong các bể xử lý sinh học
3.3 Các hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia trên thế giới và việt nam
3.3.1 Trên thế giới
Một trong những công nghệ xử lý nhà máy bia của các nước châu âu được tham
khảo là sử dụng kết hợp phương pháp yếm khí và hiếu khí với thiết bị sinh học yếm khí
USAB được sử dụng nhiều trong các nhà máy bia ở Brazil, Hà Lan và Tây Ban Nha
Hình 6 mô tả một ví dụ về hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kết hợp
giữa yếm khí và hiếu khí của nhà máy sản xuất bia – nước giải khát Bavaria ở Lieshout,
Hà Lan.
Hệ thống xử lý bao gồm :
Bể chứa 1 dùng để điều hòa,điều chỉnh pH, có dung tích V = 3000 m3

Bể axit hóa 2 có dung tích 1500 m3
Bể yếm khí USAB 3 có dung tích 1400 m3
Bể ổn định tiếp xúc 4 có dung tích 200 m3
Bể sục khí (aeroten) 5 có dung tích 10800 m3
Bể lắng thứ cấp 6 có dung tích 1400 m3
Nước thải từ bể axit hóa được tuần hoàn một phần về bể chứa, một mặt có tác dụng tăng
hiệu suất quá trình axit hóa, mặt khác ổn định độ pH của nước thải
Nước thải ra của hệ thống này có COD bằng 50mg/l, cao nhất là 60mg/l
XỬ LÝ NƯỚC THẢI

18


Hinh 6 : Sơ đồ hệ thống xử lý yếm – hiếu khí của nhà máy bia Bavaria, Hà Lan
3.3.2. Tại Việt Nam
Xử lý nước thải Nhà máy bia Sài Gòn - Hoàng Quỳnh thuộc tổng công ty bia Sài Gòn Bình Tây

- Thuyết minh công nghệ
Nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất qua hệ thống thu gom nước thải vào hệ
thống xử lý nước thải của nhà máy.
Nước thải từ cống xả theo mương dẫn qua song chắn rác (SCR) thô vào ngăn tiếp
nhận. Tại SCR thô, các loại rác có kích thước lớn được giữ lại, được công nhân nhà máy
theo dõi, thu gom thường xuyên.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

19


Nước từ ngăn tiếp nhận được bơm lên SCR tinh vào bể điều hòa. Tại SCR tinh các

loại rác thải kích thước nhỏ được giữ lại. Tại bể điều hòa nước thải được bổ sung axit
nhằm điều chỉnh pH, đồng thời hệ thống sục khí hoạt động nhằm hạn chế lắng cặn trong
bể. Nước từ bể điều hòa được bơm qua bể UASB. Tại đây diễn ra quá trình phân hủy kị
khí các chất hữu cơ. Khí thải được thu gom và xử lý riêng. Nước thải từ bể UASB từ
chảy vào bể SBR. Tại SBR, quá trình nạp nước thải và sục khí được kết hợp với nhau.
Sau sục khí nước thải được lắng trong bể trước khi qua bể khử trùng. Tại bể khử trùng,
nước thải được châm clo kết hợp khuấy trộn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

C. KẾT LUẬN
Nước thải nhà máy bia là một trong những loại nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm,
tải trọng COD, BOD, SS cao vượt nhiều lần tiêu chuẩn thải do nhà nước quy định. Nước
thải từ nhà máy sản xuất bia nếu không xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường do đó cần
phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải sao cho nước thải sau khi ra khỏi hệ thống đạt
tiêu chuẩn; không làm ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của môi trường xung quanh.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

20