\s
I HC QUC GIA THÀNH PH H CHÍ MINH
I HC BÁCH KHOA
NG
NGUY NGHIÊN CU NG DNG CÔNG NGH
MBBR (MOVING BED BIOFILM REACTOR)
 X C THI SN XUT BIA

Chuyên ngành : Công ngh ng
MSHV : 10251018

LU THÀNH PH H CHÍ MINH, 12/2012
ii

C HOÀN THÀNH TI
I HC BÁCH KHOA
I HC QUC GIA TP H CHÍ MINH

Cán b ng dn khoa hc : TS. Trn ng Long


Ngày, tháng, nm sinh : 08/10/1987 Ni sinh : An Giang
Chuyên ngành : Công ngh Môi trng
1- TÊN  TÀI: Nghiên cu ng dng công ngh MBBR (Moving Bed Biofilm
 x lc thi sn xut bia.
2- NHIM V LUN VN:
 Lp mô hình nghiên cu, k hoch ly mu, phân tích các thông s c thi
u ra ca mô hình i vc thi t b cân bng ca nhà
máy bia Sabmiller.
 u qu x lý ca mô hình i vi tính chc th
ra.
  xung công ngh
3- NGÀY GIAO NHIM V : 01/05/2012
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V : 15/12/2012
5- H VÀ TÊN CÁN B HNG DN: TS. Trn ng Long
Ni dung và  cng Lun vn th c Hi ng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN B NG DN
TS. TRN NG LONG
CN B MÔN
 
QL. CHUYÊN NGÀNH
NG KHOA QL NGÀNH

iv

L

và công tác, 





 , 








 

  



 công
tác và 

. 



, 



v


Hin nay, công nghip sn xuc gii khát  Vin
m phc v nhu cu na xã hi. Quá trình sn xut có th phát
c tht hong ca h
thng x c thi hin hu gp phi nhi u ng
dng công ngh MBBR (Moving B x c thi sn xut
a chn cho vic nâng cp h thng x c thi hin hu tr nên
n. Mô hình s dng hai loi giá th u kin hiu khí tun t là
K3 và F10  4  các mc ti trng 1 Kg/m
3
.ngày, COD dòng vào <400 mg/l, TN <60
mg/l, TP <13 mg/l thc 8h,  mc ti trng 1.5, 3, 4.5 KgCOD/m
3
.ngày,
COD dòng vào <2200mg/l, TN <80 mg/l, TP <21 mg/l và th
ng là 32, 16, 10h. Kt qu cho thy  mc ti trng 1 và 1.5 KgCOD/m
3
.ngày, c hai
loi giá th u th him tt, dòng ra COD <43 mg/l, TN <14 mg/l, TP <4
mg/l c QCVN 24:2009/BTNMT, loi A.  các mc ti tr
t loi A theo tiêu chut loi B theo thiêu chun trên,
t hiu qu x n 92%.

vi

ABSTRACT




 IX




 X
DANH MC CÁC T VIT TT XIII
 1




 1
1.1. T VN  2
1.2. C TIÊU NGHIÊN 

U 3
1.3. I 

NG  M VI NGHIÊN 

U 3
1.3.1. ng nghiên cu ca lum 3
1.3.2.  3
1.4.  P NGHIÊN 

U 4


 4
1.4.5. c tin 4
 5


 5
2.1. 

NG QUAN 



C THI SN XUT BIA 6
2.1.1. Quá trình sn xut bia 6
2.1.2. Thành phn ô nhim 8
2.1.3. Công ngh x c thi sn xut bia 10
2.1.4. Tng quan H thng x c thi nhà máy bia Sabmiller 11
2.2. TNG QUAN CÁC BIN PHÁP X LÝ SINH HC 16


vii

2.2.1. Pc 16
2.2.2. c loi b nitrogen 21
2.3. 

NG QUAN 

CÔNG NGH MBBR 27

3.3.3. Thí nghim 2 59
3.3.4. Thí nghim 3 59
3.3.5. Thí nghim 4 60
3.3.6. Thí nghim 5 60
3.3.7. Thí nghim thích nghi, thí nghim 6; 7; 8; 9 61
3.4. QUY TRÌNH LY MU VÀ  PHÁP PHÂN TÍCH 62
3.4.1. Quy trình ly mu 62
3.4.1.  62
 64
KT QU VÀ BÀN LUN 64
4.1. KT QU VN HÀNH  GIAI N THÍCH NGHI 65
4.1.1. S phát trin ca lp màng vi sinh trên giá th K3 65
4.1.2. S phát trin ca lp màng vi sinh trên giá th F10  4 68
4.2. KT QU TRÊN MÔ HÌNH MBBR VI GI TH K3 71
4.2.1. So sánh hiu qu x ng MLSS trên mô hình
có tun hoàn và không tuc  ti trng OLR=1.5 KgCOD/m
3
.ngày 71
4.2.2. t qu phân tích trên mô hình vi giá th K3 74
4.3. KT QU TRÊN MÔ HÌNH MBBR VI GIÁ TH F10-4 79
4.2.1. Din bin ca ch tiêu pH 80
4.2.2. Din bin ca ch tiêu DO 80
4.2.3. Hiu qu x lý COD 81
4.2.4. Hiu qu x lý TN, TP 82
4.2.3. Din bin MLSS ca màng vi sinh 83
4.4.  XUT  ÁN NG DNG CÔNG NGH MBBR VÀO NÂNG
CP H THNG X LÝ C THI NHÀ MÁY SABMILLER 86
t qu phân tích vc thi ly t u ra ca b UASB 86
 xup H thng x c thi hin ti 90

ng giá tr chung cc thn sn xut bia 8
c thi mt s nhà máy sn xut bia. 9
2.3. Thông s c thu vào h thng x c thi Nhà máy bia Sabmiller
13
Bng 2.4. Mt s ging vi khun và cha chúng 18
Bng 2.5. Các phn ng chuyn hóa sinh hc cc 23
Bng 2.6. Thông s các loi giá th Anox Kaldnes 28
Bng 2.7. Các phn ng chuyn hóa sinh hc cc 37
Bng 2.8. So sánh thông s thit k ca MBBR vi các công ngh khác 40
Bng 2.9. Thông s thiêt k cho h MBBR  keo t - tuyn ni 41
Bng 2.10. Thông s thit k h thng x c thi Sharjah 42
Bng 2.11. Kt qu thí nghim ca h thng x c thi khu t tr Sharjah 43
Bng 3.1. Các thông s c thu vào ca mô hình 55
Bng 3.2. Thông s các loi giá th s dng trong mô hình 55
3.3.  vn thích nghi 57
3.4.  vn hành  thí nghim 1 58
3.5.  vn hành  thí nghim 2 59
3.6.  vn hành  thí nghim 3 59
3.7.  vn hành  thí nghim 4 60
3.8.  vn hành  thí nghim 5 60
3.9. Thi gian thc hin mô hình trên giá th F10  4 và ti trng b mt 61
3.10. Din gii các v trí ly mu 62
 tiêu 62
4.1. Kt qu phân tích ti OLR=0.6KgCOD/m
3
.ngày trên giá th K3 65
4.2. Kt qu phân tích ti OLR=0.6KgCOD/m
3

Hình 2.15. Các quy trình công ngh tách sinh khc sau khi qua MBBR. 35
Hình 2.16. Công ngh MBBR x lý h 36
Hình 2.17. Công ngh  x lý h 36
Hình 2.18. Quy trình x lý BOD và chng. 38
Hình 2.19. AnoxKaldnes
TM
 b c lp. 38
Hình 2.20. Hybas
TM
 quy trình kt hp. 39
Hình 2.21. LagoonGuard
TM
 quy trình h sinh hc. 39
Hình 2.22. Bas
TM
 quy trình kt hp. 39
Hình 2.23. H MBBR kt hp keo t. 41
Hình 2.24. Công ngh  x lý h 43
 công ngh x c thi Siêu th Coopmart Bà Ra. 44
i chn giá th, thit b tri khí trong h MBBR. 46




xi

Hình 2.27. Giá th K3  c khi cho vào b MBBR. 46
 công ngh H thng x c thi Nhà máy bia Sapporo. 47
Hình2.29 . Giá th n hình thành màng ca Nhà máy bia Sapporo. 49
Hình 2.30. H thng x c thi Nhà máy bia Sapporo. 50


xii

4.10. Din bin COD và MLSS  ti trng OLR=1.5KgCOD/m
3
.ngày trên giá th
K3. 73
4.11. Din bin TN và TP  ti trng OLR=1.5KgCOD/m
3
.ngày trên giá th K3.
73
4.12. Din bin pH thí nghim trên giá th K3. 74
4.13. Din bin DO thí nghim trên giá th K3. 75
4.14. Hiu qu x lý COD thí nghim trên giá th K3. 76
4.15. Hiu qu x lý TN, TP thí nghim trên giá th K3. 77
4.16. Din bin MLSS ca màng vi sinh trên giá th K3. 78
4.17. Màng vi sinh hình thành trên giá th K3 ngày th 78 và 95. 79
4.18. Din bin pH thí nghim trên giá th F10-4. 80
4.19. Din bin DO thí nghim trên giá th K3. 81
4.2.3. Hiu qu x lý COD 81
4.20. Hiu qu x lý COD thí nghim trên giá th F10  4. 82
4.2.4. Hiu qu x lý TN, TP 82
4.21. Hiu qu x lý TN, TP trên giá th F10-4. 83
4.2.3. Din bin MLSS ca màng vi sinh 83
4.22. Din bin MLSS ca màng vi sinh trên giá th F10-4. 84
4.23. Màng vi sinh hình thành trên giá th F10  4 ngày th 56 và 77. 85
4.24. Din bin pH và DO  thí nghim 5. 86
4.25. Din bin MLSS và hiu qu x lý COD  thí nghim 5. 87
4.26. Màng vi sinh bám dính trên giá th  hai b MBBR trong thí nghim 5. 87
4.27. Hiu qu x lý TN, TP  thí nghim 5. 88

TN T(Total Nitrogen)
TP Tng Phtpho (Total Phosphorus)
VFA 
SVI Ch s th tích bùn (Sludge Volumn Index)
SALR Ti trng b mt (Surface Area Loading Rate)
SARR Ti trng b mt x lý (Surface Area Removal Rate)
UASB B x lý sinh hc k khí dòng chc (Up-ward flow Anaerobic
Sludge Blanket)
KCN Khu công nghip1. M u
1

1






1. M u
2


mô sn xut l          t Nam, nhà máy bia
t k ng ngay t
u cho công tác x c th gim thiu ô nhim khi x thi ra ngun tip nhn.
Tuy nhiên, công sut ca nhà máy có th nâng lên trong mn nhnh hoc
theo thi gian s m rng quy mô sn xut u cn thit khi này là phi có bin
pháp vn hành, ci t h thng x c thi có th ng tt yêu cu vn hành
mi.
Công ngh x lý sinh hc hiu khí truyn thng da trên hong ca vi sinh
vng (quá trình bùn hot tính) có hiu qu i vi cht hng
n còn mt s v  ng ca bùn, cn khi tích phn
ng và lng ln, tiêu tng dòng tun hoàn [12].
quá trình màng sinh hc vi giá th c phát
trin  Nauy t thp niên 80c hiu qu x lý sinh hc cao n da
trên s kt hp lm ca quá trình bùn hot tính và quá trình màng sinh hc.
T nhng tính chung ca các v nh tính cn thit khi
la ch  tài: “Nghiên cư
́
u ứng dụng công nghệ MBBR(Moving Bed Biofilm
Reactor) để xử lý nước thải sản xuất bia”.

1. M u
3

1.2. 


, 




huyn Bn Cát, t.
 S dng mô hình thí nghim bao gm:
 Mô hình hiu khí vi giá th K3.
 Mô hình hiu khí vi giá th F10-4.
 u qu x lý COD và chng vi HRT vi ti trng:
1. M u
4

 Mô hình hiu khí: OLR l t là 1.5 kg COD/m
3
.ngày, 3 kg
COD/m
3
/ngày và 4.5 kg COD/m
3
.ngày
c th nghim: c thi sn xuc ly t b cân bng và sau b
UASB ca H thng x c thi Nhà máy bia Sabmiller.
Nghiên cc tin hành trong khong thi gian t 01/05/2012  15/12/2012.
1.4. 




1.4.1. 














S dch thc nghi phân tích và t
trình thí nghing thi x lý s liu kt qu thí nghim bng phn mm Excel.
1.4.5.  và ý ngha thc tin
Hin nay, nghiên cu v h thng MBBR  x lý nc thi ca các ngành sn
xut c trung nh nc thi sn xuât bia ch  bc u và ang hn ch v s lng.
Chính vì vy vic la chn hng nghiên cu ca  tài là hoàn toàn mi và hp lý.
Kt qu nghiên cu là c s ban u  ng dng cho mt h thng MBBR mi
hoc ci to, nâng cp h thng c.
2. Tng quan
5 C2

2
, chip chai.
c thi  a bt tr lc ln xác men, ln bia ch 2. Tng quan
7

Chit chai, lon
Thanh trùng
p
c cp
 ra sàn,
thit b
c
Kim tra, dán nhãn, nhp kho
Sn phm
Ra chai
Chai
Lon

Sút
c thi
c mm
c
Enzym
c
Hoa hublon
Cht tr lc
Men ging
Hot hóa và
dùng li men
Glycol hay

Bã men

Nén CO

Khong 1000 mg/l (nu không kp tách
men, ch s này s t nhiu)
COD/BOD
1.6  1
pH
5  11
Ti trng BOD
5

500 Kg/ngày (vi xí nghip có công sut
16 triong 80,000 l/ngày)
BOD
5
cho 1 lít bia
6g
Các cht hp cht hydrocacbon, protein, acid ht
ty ra) có n cao, n các cht rn, thô, hoc kt lng thp.
c rt trong nhng dòng thi có ô nhim ln trong công
ngh sn xut bia. V nguyên lý, chai có th c rc: ra vi
c nóng, ra bng dung dch km loãng nóng (1  3% NaOH), tia sch
bn và nhãn bên ngoài chai và cui cùng là phun kim nóng ra bên trong và bên
a sch bc li ca quá
trònh r pH cao và làm cho dòng th pH kim tính.
Trong sn xuc thi t nhà máy này sang nhà máy khác, s
khác nhau có th ch là áp d
n là v s dc cho quá trình ra chai, lon, máy móc thit b,
2. Tng quan
9

n tc thng các cht ô nhim ca nhà

310  3500
TN
mg/l
48  348
TP
mg/l
1.4  9.09
SS
mg/l
158 - 1530
Tc thi
m
3
/1000 lít bia
4  8
Trng trng ô nhim
KgBOD
5
/1000 lít bia
3  6
ng dòng thc tính dòng thi trong công ngh sn xut bia còn
bii theo chu k và mùa sn xut.
c thi ca công ngh sn xut bia có chng h
cao  trng thái hòa tan và tr yu là hydrocacbon, protein
và các acid ht có kh y sinh hc. T l BOD
5
/COD nm
trong khong t 0.5  0.7 nên thích hp v lý sinh hc. Tuy nhiên,
trong nhng hp thiu các chng  cho quá
trình phát trin ca vi sinh vt, cn phi b sung kp thi.

thit b sinh h x c thi công nghip bia ph thuc thi.
c thu kin kinh t - k thut và din tích s dng cho phép.
Trong h thng x c thi công nghi
hc sau:
    t tính (Aerotank) vi t ng bùn F/M = 0.05  0.1
KgBOD
5
/Kgbùn/ngày và SV t     ng h  ng
hydrocacbon cao, nu thiu chng 
trình d sinh ra vi sinh dng si và bùn khó lng. Càng hn ch bã men trong
c thi, vn hành thit b vi ti trng bùn không cao s hn ch c quá
trình to bùn dng si.
Bùn h
Loi du,
lng
c thi
Aerotank
B
lng
Chn rác
B nén bùn

c
lng
bùn
Ép bùn
Làm phân
compost
Kh
trùng