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 qua bể trung hòa (B04) bởi 1 trong 2 bơm P03.01 & P03.02 (1 bơm chạy, 1 bơm dự phòng và hoạt động luân phiên). Tại bể trung hòa 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 được phân phối từ dưới lên trên. Nhờ các vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy và khí biogas bay lên khi qua đệm bùn kỵ khí. Khí biogas sinh ra này sẽ được thu hồi. Nước sau khi qua bộ phận tách ba pha (khí – lỏng – rắn) theo máng thu chảy vào đường ống phân phối sang bể trung gian 1.

Từ bể trung gian 1 (B05) nước thải sẽ được cho chảy tự nhiên qua bể trung gian (B07). Sau đó nhờ vào 2 bơm P01 & P02 (hoạt động luân phiên), nước thải được bơm qua bể vi sinh.

Hoạt động của bể vi sinh/lắng kết hợp: Tại pha sục khí của bể vi sinh, nước thải được trộn đều với không khí được cấp từ ngoài vào qua dàn đĩa phân phối khí dưới đáy bể bằng 2 máy thổi khí (AB04.01 & AB04.02), hỗn hợp khí và nước được trộn lẫn với bùn vi sinh nhờ máy khuấy chìm đồng thời quá trình xử lý BOD, nitơ, photpho và các chất trong nước thải diễn ra mạnh mẽ. Sau một thời gian nhất định quá trình chuyển sang pha lắng, tại đây khí được ngừng cung cấp vào bể tạo môi trường yên tĩnh và với khả năng lắng nhanh dựa vào trọng lực, bùn vi sinh sẽ lắng xuống đáy bể để lại lớp nước trong phía trên. Lớp nước này sau đó được xả xuống bể khử trùng thông qua thiết bị thu nước bề mặt có cấu tạo đặc thù.

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…).

Bùn vi sinh dư được bơm ra định kỳ và tập trung lại tại 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 đưa qua máy ép bùn băng tải ép khô trước khi được chuyển đi chôn lấp hoặc làm phân bón.