Quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy rượu, bia

Nước thải tại nhà máy sản xuất bia có thể chia thành 2 loại:

• • Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp: Nước rửa chai ở công đoạn cuối, nước xả từ hệ thống xử lý nước cấp, nước làm mát máy và nước rửa sàn vệ sinh nhà máy, nước thải nhà vệ sinh sau khi qua bể phốt và nước thải từ các khu vực sinh hoạt của công nhân viên chức trong nhà xưởng.
  • Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao: Nước thải từ công đoạn nấu, nước thải từ công đoạn lên men và lọc bia, nước rửa chai ban đầu, nước thải từ công đoạn chiết chai.

Trong các nguồn thải nói trên thì lượng nước thải sinh ra trong công đoạn rửa thiết bị là nguồn ô nhiễm chính vì tại đây các sản phẩm dư thừa còn lại khi vệ sinh sẽ được thải bỏ và trôi theo dòng nước thải.

Tất cả các nguồn nước thải phát sinh nói trên sẽ được thu gom lại và chảy tự nhiên nhờ vào trọng lực qua song chắn rác (S01). Song chắn rác này có tác dụng giữ lại các tạp vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các loại vật thải khác nhằm bảo vệ các thiết bị như đường ống, mương dẫn. Các rác thải này được lấy lên định kỳ để làm trống song chắn rác, tránh hiện tượng tắc lọc.

Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ được cho chảy tự nhiên vào mương tách mỡ lắng cặn (B01). Tại mương tách mỡ lắng cặn này, với cấu tạo chuyên biệt,  nước thải bị phân tách làm 3 lớp:

• • Lớp nhẹ nổi trên bề mặt bao gồm: dầu, mỡ, rác, bọt xốp…
  • Lớp trung gian ở giữa mà thành phần chính là nước thải tương đối đồng nhất.
  • Lớp cặn lắng dưới đáy bao gồm: bùn, đất, cát…

Lớp nhẹ nổi bên trên cũng như lớp cặn lắng dưới đáy sẽ được hút bỏ định kỳ bằng xe bồn chuyên dụng. Còn lớp ở giữa sẽ chảy tự nhiên nhờ trọng lực sang hố thu (B02).

Tại hố thu (B02), nước thải được bơm lên tấm lọc rác tinh (S02) bởi 1 trong 2 bơm P01.01 & P01.02 (1 bơm chạy, 1 bơm dự phòng và hoạt động luân phiên) sau đó được cho chảy xuống bể điều hòa (B03).Tấm lưới lọc rác tinh này được lắp đặt nhằm giữ lại các rác thải có kích cỡ nhỏ hơn. Lưới có kích thước lỗ từ 0.5 đến 1mm  để hạn chế tối đa các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá trình rửa thùng lên men, thùng nấu, nước lọc bã hèm ở nhà máy bia. Các vật thải này được lấy ra khỏi bề mặt lưới bằng hệ thống cào để duy trì tác dụng của tấm lọc rác.

Bể điều hòa (B03) cần thiết cho hệ thống xử lý nước thải bia vì lưu lượng và nồng độ biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất. Bể điều hòa có tác dụng:

• • Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong ngày.
  • Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý sinh học sau đó.
  • Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong bể xử lý sinh học bằng cách bố trí dàn ống sục khí dưới đáy bể điều hòa với mục đích khuấy trộn, tại đây nước thải được trộn lẫn, làm đồng đều các thành phần (BOD, COD, pH, N, P, Nhiệt độ…).
  • Là nơi cố định các độc chất đối với quá trình xử lý sinh học để cho hiệu suất của quá trình này được tốt hơn.

Nước thải từ bể điều hòa sau đó được bơm lên bồn định lượng bởi 2 bơm P03.01 & P03.02, rồi sau đó nước thải sẽ tự chảy xuống bể trung hòa.

Tại bể trung hòa (B04) có trang bị hệ châm kiềm/axit để đảm bảo cho pH nước thải luôn duy trì trong khoảng 6.5 đến 7.5 trước khi vào bể kỵ khí. Ngoài ra còn bố trí thêm hệ châm Urê/H₃PO₄ đảm bảo không gây thiếu hụt dinh dưỡng trong quá trình tổng hợp tế bào của vi sinh vật để cho bể sinh học hoạt động tốt.

Nhờ vào 2 bơm P04.01 & P04.02 (1 bơm chạy, 1 bơm dự phòng và hoạt động luân phiên) nước thải từ bể trung hòa sẽ được bơm vào bể kỵ khí (B06). Tại đây nước thải được phân phối đều trên diện tích đáy bể. Nhờ hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất hữu cơ hòa tan trong nước được hấp thụ, phân hủy và chuyển hóa thành khí. Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi hạt cặn nổi lên gặp tấm chắn khí, khí sẽ được thoát lên trên và được thu vào hệ thống thu khí metan ở phía trên thành bể, còn cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn, nước đã tách khí đi vào ngăn lắng. Tại đây bùn lắng xuống đáy qua cửa phân phối tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí, phần dư sẽ được đưa sang bể chứa bùn. Nước ra khỏi bể kỵ khí có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp được chảy tràn qua bể trung gian thông qua máng thu nước.

Từ bể trung gian 1 (B05) nước thải sẽ được cho chảy tự nhiên qua bể vi sinh hiếu khí.

Tại bể sinh học hiếu khí này sẽ thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và dạng lơ lửng. Trong bể sinh học được cấp khí và khuấy trộn nhằm tăng hàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải. Nước thải sau khi qua bể vi sinh được dẫn đến bể lắng để loại bỏ bùn hoạt tính. Một phần bùn được tuần hoàn trở lại bể vi sinh để duy trì ổn định mật độ vi sinh vật, phần bùn còn lại được bơm về bể chứa bùn.

Tại bể khử trùng nước sau khi xử lý vi sinh vẫn còn chứa một hàm lượng vi khuẩn nhất định sẽ được hòa trộn với dung dịch nước chlorine (nồng độ 6-9 ppm) và lưu trong thời gian 30 phút để khử trùng (chủ yếu là vi khuẩn đường ruột coliform). Cuối cùng nước thải đã xử lý sẽ chảy ra hệ thống thoát nước chung của khu vực hoặc tập trung vào bể chứa để tái sử dụng (tưới cây, rửa đường, nuôi cá…).

Hệ thống xử lý bùn bao gồm các công trình đơn vị: bể chứa bùn và máy ép bùn. Bùn dư từ bể lắng được đưa vào bể chứa bùn. Tại đây cùng với thời gian, bùn vi sinh sẽ bị phân hủy thành nước dơ & xác bùn. Nước dơ sẽ được xử lý theo chu trình, còn xác bùn cùng với các cặn lắng khác sau khi nén được cô đặc lại rồi bơm đến máy ép bùn, trên đường đến máy ép, Polymer được châm thêm vào để hỗn hợp kết vón tách nước. Bùn sau khi ép tách nước sẽ được chuyển đến bãi thải của nhà máy. Sau đó bùn này được đem đi xử lý hoặc đưa đi để làm phân compost.