TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
NGUYỄN THỊ HIỆU
NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG NƯỚC THẢI CÔNG
TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN - MIỀN TRUNG, TẠI
THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Nha Trang, tháng 06 năm 2012
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
NGUYỄN THỊ HIỆU
NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG NƯỚC THẢI CÔNG
TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN - MIỀN TRUNG, TẠI
thực tập tại Công ty.
Gia đình - nơi đã dạy dỗ, tạo nguồn kinh phí cho Tôi được học tập và động viên
Tôi thực hiện đồ án tốt hơn.
Bạn bè đã giúp đỡ Tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đồ án tốt
nghiệp.
Cuối cùng Tôi xin chân thành cảm ơn những người đã giúp đỡ Tôi trong thời
gian qua, để quá trình thực hiện và bài báo cáo của Tôi được hoàn thành tốt đẹp.
Tuy nhiên, do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian có hạn nên khó tránh khỏi
những thiếu sót. Kính mong sự thông cảm và góp ý của quý Thầy, Cô cùng các bạn
để Tôi có thể củng cố kiến thức và rút ra những kinh nghiệm quý báu cho bản thân.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Nha trang, ngày 08/06/2012
Sinh viên
Nguyễn Thị Hiệu ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU
BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hóa
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học
QCVN 40 : 2011/BTNMT (A): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công
nghiệp, áp dụng đối với cột A, quy định giá trị tới hạn của các thông số ô nhiễm có
trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp
nước sinh hoạt.
ISO 9001, 2000: Mô tả các yêu cầu của hệ thống quản lý chất lượng (đây là
phiên bản năm 2000).
ISO 9001, 2008: Hệ thống quản lý chất lượng - các yêu cầu (đây là phiên bản
năm 2008)
TCVN 6638, 2000: Chất lượng nước - xác định Nitơ.
Bảng 3.10: Photpho tổng số trong nước thải tại các phân xưởng sản xuất 58
Bảng 3.11: Cường độ màu sắc trong nước thải tại các phân xưởng sản xuất 60
Bảng 3.12: Nhiệt độ nước thải tại hệ thống xử lý 62
Bảng 3.13: Độ pH nước thải tại hệ thống xử lý 63
Bảng 3.14: Cường độ màu sắc nước thải tại hệ thống xử lý 64
Bảng 3.15: Hàm lượng TSS của nước thải tại hệ thống xử lý 65
Bảng 3.16: Hàm lượng BOD của nước thải tại hệ thống xử lý 67
Bảng 3.17: Hàm lượng COD của nước thải tại hệ thống xử lý 68
Bảng 3.18: Hàm lượng Nitơ tổng số của nước thải tại hệ thống xử lý 70
Bảng3.19: Hàm lượng Photpho tổng số của nước thải tại hệ thống xử lý 71
Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý nước thải chung của Công ty 73
Bảng 3.21: Áp dụng sản xuất sạch hơn tại Công ty 77
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cơ cấu tổ chức bộ máy của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung 8
Hình 1.2: Dây chuyền công nghệ sản xuất bia của Công ty 10
Hình 1.3: Giai đoạn 1: Đưa nước vào bể 22
Hình 1.4: Giai đoạn 2: Sục khí 23
Hình 1.5: Giai đoạn 3: Quá trình lắng 23
Hình 2.1: Sơ đồ dòng thải của công nghệ sản xuất bia 26
Hình 3.1: Cân bằng vật liệu trong quy trình sản xuất 33
Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước thải 40
Hình 3.3: Sự dao động nhiệt độ nước thải ở các phân xưởng sản xuất 46
Hình 3.4: Sự dao động pH nước thải ở các phân xưởng sản xuất 48
Hình 3.5: Sự dao động BOD nước thải ở các phân xưởng sản xuất 50
Hình 3.6: Sự dao động COD nước thải ở các phân xưởng sản xuất 52
2. Nấu - Đường hóa nguyên liệu 12
3. Lọc thu dịch đường 13
4. Đun sôi với hoa houblon 13
5. Lắng trong 13
6. Làm lạnh nhanh 14
7. Lên men chính 14
8. Lên men phụ 14
9. Thu hồi CO
2
15
10. Thu hồi men và tái sử dụng 15
11. Lọc bia và phối nước 15
vi
12. Chiết chai 16
13. Thanh trùng 16
14. Dán nhãn 16
1.3.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng bia 16
1.4. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải 17
1.4.1. Các phương pháp xử lý nước thải 17
1. Phương pháp xử lý cơ học 17
2. Phương pháp xử lý hóa - lý 18
3. Phương pháp xử lý sinh học 18
1.4.2. Tổng quan phương pháp xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo
(bằng phương pháp sinh học hiếu khí) 19
1. Quá trình oxy hoá bằng Aerotank . 21
2. Bể lọc sinh học từng mẻ (SBR) 22
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Đối tượng nghiên cứu 25
3.1.5. Ảnh hưởng của nước thải tới môi trường 38
3.2. Hệ thống xử lý nước thải của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung 39
3.2.1. Khu xử lý nước thải 39
1. Vị trí xây dựng khu xử lý 39
2. Lưu lượng thiết kế 39
3. Yêu cầu nước thải sau xử lý 39
3.2.2. Công nghệ xử lý nước thải mà Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung
áp dụng 39
1. Sơ đồ công nghệ xử lý 39
2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 41
3.2.3. Ưu - nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải mà Công ty đang áp dụng 44
1. Ưu điểm 44
viii
2. Nhược điểm 44
3.2.4. Hạn chế và biện pháp khắc phục cho hệ thống xử lý nước thải 45
3.3. Kết quả nghiên cứu nước thải tại Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung 46
3.3.1. Kết quả nghiên cứu tại các phân xưởng sản xuất chính của Công ty 46
1. Nhiệt độ 46
2. Độ pH 48
3. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 49
4. Nhu cầu oxy hóa học (COD) 51
5. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 53
6. Nitơ tổng số 55
7. Photpho tổng số 57
8. Màu sắc 59
3.3.2. Kết quả nghiên cứu tại hệ thống xử lý nước thải chung của Công ty 61
1. Nhiệt độ 62
2. Độ pH 63
nhanh chóng của các ngành công nghiệp, với mục đích thu lợi nhuận cao các nhà
sản xuất đã không quan tâm hoặc ít quan tâm tới hậu quả của các phế thải công
nghiệp đối với môi trường sinh thái làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng
trở nên trầm trọng. Ngày nay, vấn đề bảo vệ môi trường đang là mối quan tâm hàng
đầu của nhiều nước và các tổ chức trên thế giới.
Ở Việt Nam nền công nghiệp tuy chưa phát triển mạnh, nhưng vấn đề ô nhiễm
môi trường sinh thái cũng đã và đang trở thành vấn đề bức xúc. Các nhà máy hầu
như chưa có sự quan tâm đúng mức đến vấn đề nước thải, rác thải, ô nhiễm không
khí, rất ít nhà máy có hệ thống xử lý chất thải hoặc có thì cũng hoạt động theo kiểu
đối phó.
Những năm qua do nhu cầu của thị trường, ngành công nghiệp bia
phát triển khá nhanh. Bia là một sản phẩm lâu đời và được ưa thích trên thế giới.
Uống bia với liều lượng thích hợp không những có lợi cho sức khỏe, mà còn chứa
một phức hệ enzyme có tác dụng kích thích tiêu hóa. Bia được sản xuất từ các loại
nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men, nước và các nguyên
liệu phụ khác. Với một quy trình công nghệ khá đặc biệt cho nên bia có tính chất
cảm quan rất hấp dẫn đối với người uống. Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành
tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách Nhà nước và có hiệu quả kinh tế cao.
Tuy nhiên, công nghiệp sản xuất bia tạo nên một lượng lớn nước thải, chất thải
rắn và cả khí thải, thải vào môi trường. Các loại nước thải này chứa hàm lượng lớn
các chất lơ lửng, chất oxy hóa học, oxy sinh học,… dễ gây ô nhiễm môi trường. Để
đảm bảo tính cạnh tranh cũng như thương hiệu sản phẩm của các công ty trên thị
trường trong nước và thị trường thế giới, thì các loại chất thải này cần phải được xử
2
lý đảm bảo trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Ngày nay, khi nước ta gia nhập vào tổ
chức thương mại thế giới thì yêu cầu này càng trở nên cấp thiết. Nhận thức được
tầm quan trọng và ý nghĩa to lớn của vấn đề môi trường trong khu vực xung quanh
công ty bia, với mong muốn được tìm hiểu các vấn đề môi trường phát sinh từ quá
5. Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài
- Nước thải phân tích lấy từ các phân xưởng sản xuất chính và tại hệ thống
xử lý nước thải chung của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung.
- Khảo sát quá trình xử lý chất thải rắn, khí thải của Công ty.
- Tuy nhiên, thời gian tìm hiểu chỉ kéo dài từ đầu tháng 03/2012 đến cuối
tháng 05/2012, nên phần nào đó chưa thể đánh giá hết khả năng hoạt động của hệ
thống, tính chất biến động của nước thải, sự phát thải các chất gây ô nhiễm của
Công ty và các biện pháp giảm thiểu các chất gây ô nhiễm trong thời gian một năm.
4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về ngành sản xuất bia
1.1.1. Tình hình sản xuất bia trên thế giới
1
Bia là một trong các loại đồ uống lâu đời nhất mà loài người tạo ra, có niên
đại ít nhất là từ thiên niên kỷ thứ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch
1.1.2. Tình hình sản xuất bia ở Việt Nam
2
Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm. Xưởng sản
xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia chợ Lớn do một người Pháp tên
là Victor Larue mở vào năm 1875 là tiền thân của nhà máy bia Sài Gòn, nay là
Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn. Ở miền Bắc vào năm 1889,
một người Pháp tên là Hommer đã mở xưởng bia ở làng Đại Yên - Ngọc Hà - Hà
Nội, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải
khát Hà Nội. Trong quá trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt
mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá trình hội
nhập, khi Việt Nam gia nhập tổ chức thương mại thế giới thì ngành sản xuất bia
phát triển cả về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có
thế mạnh.
Việc đầu tư xây dựng các nhà máy bia được triển khai mạnh mẽ từ những năm
1990 trở lại đây. Vào năm 1998, cả nước có 469 nhà máy bia với các quy mô khác
nhau. Mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng lên nhanh chóng.
Năm 2009, sản lượng bia của Việt Nam tăng tới 24,3% so với năm 2008. Tình
hình tiêu thụ bia của Việt Nam ngày càng tăng nhanh.
Với mức tiêu thụ 2,7 tỷ lít bia trong năm 2010, Việt Nam đã trở thành nước thứ
ba có sản lượng tiêu thụ bia cao nhất châu Á, sau Nhật và Trung Quốc. Theo khảo
sát của Kantar Worldpanel Vietnam tại 4 thành phố lớn (Hà Nội, thành phố Hồ Chí
Minh, Cần Thơ, Đà Nẵng), trong năm 2011 số bia được tiêu thụ tại 4 thành phố này
đạt 300 triệu lít với tổng trị giá 7.250 tỷ đồng.
2
Nội dung phần này tham khảo từ [5]
6
Theo bảng báo cáo của hãng nghiên cứu thị trường Kirin Holdings (thuộc Công
ty bia tại Nhật Bản), Việt Nam có mặt trong top 25 nước sử dụng bia nhiều nhất thế
Ngày 24/09/1996, nhà máy bắt đầu đặt máy móc để sản xuất thử. Sản phẩm của
Công ty chính thức tham gia trên thị trường vào ngày 30/01/1997 với các sản phẩm
ban đầu là Lowen Lager Beer, Lowen Pils Beer, bia hơi và sản phẩm được các cơ
quan chức năng đánh giá là có chất lượng cao. Để đáp ứng tốt hơn nữa nhu cầu của
người tiêu dùng, Công ty đã lần lượt cho ra đời sản phẩm bia Quy Nhơn , bia
Lowen xanh.
Khi nhu cầu tiêu dùng không ngừng tăng cao, tháng 06/1998 ban Thường vụ
tỉnh Bình Định quyết định mở rộng đầu tư, nâng cấp công suất nhà máy với dự định
lên khoảng 10 triệu lít/năm. Ngày 01/07/1999, công trình mở rộng giai đoạn 1chính
thức đưa vào sử dụng, nâng công suất thực tế lên tới 15 triệu lít/năm tăng gấp 3 lần
so với công suất ban đầu. Tháng 11/2001, Công ty đã tiến hành triển khai dự án mở
rộng giai đoạn 2 nâng công suất nhà máy lên 20 triệu lít/năm. Bên cạnh đó, Công ty
còn triển khai áp dụng hệ thống quản l í ISO 9001 : 2000. Tháng 12/2001, Công ty
nhận chứng chỉ ISO 9001 : 2000 do TUV Newzeland và Quacert cấp.
Để đẩy mạnh cải cách, nâng cao hiệu quả hoạt động kinh doanh của doanh
nghiệp, dưới sự chỉ đạo của UBND tỉnh Bình Định, Công ty bia Quy Nhơn được
chuyển đổi thành Công ty TNHH bia Sài Gòn - Quy Nhơn theo quyết định số
546/QĐ-UBND, ngày 04/07/2006, căn cứ giấy chứng nhận kinh doanh Công ty
TNHH có hai thành viên trở lên số 3502000819, đăng ký lần đầu, ngày 08/08/2006
do phòng Đăng ký kinh doanh - Sở Kế hoạch Đầu tư tỉnh Bình Định cấp.
Ngày 01/09/2006, Công ty TNHH bia Sài Gòn - Quy Nhơn chính thức gia nhập
Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO). Đến tháng 03/2007
Công ty TNHH bia Sài Gòn - Quy Nhơn tiếp tục chuyển đổi thành Công ty Cổ phần
bia Sài Gòn - Quy Nhơn theo quyết định số 53/QĐ-HĐTV, ngày 16/03/2007 của
Hội đồng thành viên. Và đến ngày 26/09/2008, Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền
Trung được thành lập theo giấy phép số 3503000233 của Sở Kế hoạch và Đầu tư
tỉnh Bình Định. Nguồn vốn hoạt động được hình thành từ cổ phần của các cổ đông
và vay ngân hàng theo hình thức đa sở hữu.
Phòng
kỹ
thuật -
công
nghệ
Phân
xưởng
nấu -
lên
men
Phân
xưởng
chiết
Phân
xưởng
động
lực
Phòng tổ
chức -
hành
chính
Phòng
tổ chức
- kỹ
thuật
Phòng
kế
hoạch -
kinh
Gòn chuyển giao và quy trình công nghệ sản xuất bia Lowen theo quy trình công
nghệ của Công ty (trước đây là quy trình do Cộng hòa Liên bang Đức chuyển giao).
10
1.3. Công nghệ sản xuất bia của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Miền Trung
Hình 1.2: Dây chuyền công nghệ sản xuất bia của Công ty
Bia thành phẩm
Chiết chai
Lọc bia và phối nước
Thanh trùng
n hoa xã
b
ỏ
Nguyên liệu (malt)
Nấu (Đường hóa)
Hồ hóa
Đạm hóa
Hòa trộn với nước
Cân, nghiền
Hòa trộn với nước
Cân, nghiền
Nguyên liệu (gạo)
Lọc thu dịch đường
Đun sôi với hoa houblon
Bã
Rửa bã Bã thải
Nước nóng 78
0
C
Nư
ớ
c r
ữ
a bã11
1.3.1. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất bia
12
Mục đích: Phá vỡ cấu trúc của hạt malt, làm tăng bề mặt tiếp xúc với nước,
giúp nước xâm nhập vào trong hạt malt một cách dễ dàng, thúc đẩy quá trình thủy
phân các chất diễn ra nhanh và triệt để.
Sau khi nghiền xong, bột malt được đưa đi cân để xác định khối lượng chính
xác cho mỗi mẻ nấu.
Nghiền gạo
Mục đích: Do hạt tinh bột trong gạo chưa bị tác động bởi enzyme, cấu trúc còn
rất cứng. Ở trạng thái như vậy rất khó bị phân hủy, do đó gạo phải được nghiền nhỏ.
Tỷ lệ thành phần có trong bột gạo sau khi nghiền: Bột thô 20 - 30%, bột mịn
70 - 80%. Sau khi nghiền xong, bột gạo được đưa đi cân, để xác định khối lượng
chính xác cho mỗi mẻ nấu.
2. Nấu - đường hóa nguyên liệu
Cho một ít CaCl
2
và nước nằm sẵn đáy nồi, CaCl
2
có tác dụng rút ngắn thời
gian đường hóa. Toàn bộ lượng gạo và 10% malt được trộn đều với nước ở nhiệt độ
35
0
C qua phễu nhập nguyên liệu, tỷ lệ bột : nước là 1: 5, khuấy đều dịch bột sau đó
tiến hành nâng nhiệt, giữ nhiệt. Nâng nhiệt từ 35
0
C - 52
0
C, giữ nhiệt độ ở 52
0
C
C và chuyển
sang lọc.
3. Lọc thu dịch đường
Mục đích
- Làm trong dịch bia.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho các bước công nghệ tiếp theo.
- Tách dịch đường ra khỏi phần bã.
Cách tiến hành
- Cho nước vào thùng lọc để tạo lớp đệm. Sau đó, dịch được bơm từ nồi
đường hóa sang nồi lọc, thời gian bơm dịch từ 15 - 20 phút.
- Sau khi bơm xong để yên trong 30 phút, sau đó bắt đầu mở van thu dịch
đường. Dịch đường lúc này vẫn còn đục nên được bơm tuần hoàn trở lại thùng lọc.
Sau khi tuần hoàn thì dịch đường trong và được bơm ngay sang thiết bị nấu hoa.
Sau khi dịch đã chảy hết, thì đóng van xả dịch đường lại và phun nước rửa bã.
- Phần bã còn lại được rửa bằng nước 78
0
C để tách chất hòa tan sót trên bã,
phần bã được cánh gạt đẩy ra ngoài và đưa về thùng chứa bã. Còn nước rửa bã được
đưa sang houblon hóa.
4. Đun sôi với hoa houblon
Mục đích: Nhằm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm và vị đắng của
hoa houblon, vô hoạt các enzyme, thanh trùng dịch đường, gia tăng cường độ màu,
Cách tiến hành: Khi dịch đường từ thiết bị lọc vào đầy đáy nồi thì bắt đầu
cấp nhiệt, để giữ nhiệt độ của dịch đường ở khoảng 77 - 78
0
C cho đến khi nước rửa
bã chảy vào hết. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt,
phải tính toán để khi nước cuối cùng vào thiết bị thì dịch đường cũng bắt đầu sôi.
Thời gian cho hoa houblon lần 1 là 10 phút sau khi sôi, lần 2 sau khi sôi 20 phút, và
lần 3 là trước khi kết thúc 10 phút.
2
và các sản phẩm phụ khác như glyxerin, acid hữu cơ,
diacetyl, este, tạo mùi vị cho sản phẩm.
Cách tiến hành: Dịch lên men sau khi làm lạnh sẽ được bơm đầy dung tích
hữu dụng (2/3 tank), đồng thời bổ sung nấm men và 6 mg oxy /lít dịch, sau đó bắt
đầu quá trình lên men chính. Trong giai đoạn lên men chính, giai đoạn đầu người ta
cho vào các chất phụ gia để kích hoạt nấm men và giữ ở áp suất dư 0,5 bar và nhiệt
độ 10
o
C.
8. Lên men phụ
Mục đích: Lên men phần đường còn lại, bổ sung thêm CO
2
, tăng vị và khả
năng tạo bọt, đồng thời ức chế sự phát triển của vi sinh vật có hại.
Cách tiến hành: Sau khi quá trình lên men chính kết thúc, bia non bước vào
thời kỳ lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ dịch lên men từ 10
0
C về 4
0
C và giữ nhiệt
độ này trong 6 - 7 ngày để nồng độ dịch đường hạ xuống còn 2,1 - 2,2 và khử
deacetyl đến giới hạn nhỏ hơn 0,1 mg/l. Sau đó, làm lạnh đến 1,5
0
C nhằm tạo điều
kiện cho quá trình tự trong của bia. Quá trình tự trong của bia kéo gần 90% men tập
Copyright: Tài liệu đại học ©