DANH SÁCH NHÓM 6
STT Họ và tên Mã SV Ghi chú
1 Nguyễn Thanh Tùng 563983 Nhóm trưởng
2 Nguyễn Mạnh Tú 563784
3 Nguyễn Quốc Việt 563786
4 Trần Thị Trang 563782
5 Nguyễn Quang Vinh 563889
6 Lê Thị Linh Trang 563671
7 Nguyễn Thị Tương 563676
8 Nguyễn Thị Thúy 563664
9 Nguyễn Thị Thúy 564079
10 Nguyễn Thị Thủy 564077
11 Nguyễn Thị Thu Trang 563780
12 Trần Thị Thúy Trinh 563673
13 Nguyễn Thanh Tiến 553424
14 Vũ Thị Yến 563891
15 Thân Thị Tuyền 573496
16 Phan Thị Thúy 551271
Phần I. Phần mở đầu
1
1.1. Đặt vấn đề
Bia là một trong những đồ uống lâu đời nhất thế giới. Lịch sử bia có niên đại đến
6000 năm TCN. Cho đến ngày nay, nhu cầu bia trên thế giới cũng như ở Việt Nam rất
lớn, vì bia là một loại thức uống mát, bổ, có độ cồn thấp, có độ mịn xốp, có hương vị
đặc trưng… Đặc biệt, CO
2
bão hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát
của người uống. Nhớ những ưu điểm kể trên mà bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết
các nước trên thế giới và sản lượng ngày càng tăng.
Ngành bia Việt Nam có lịch sử và truyền thống trên 100 năm với hai nhà máy bia
đầu tiên của Pháp xây dựng ở phía Bắc và phía Nam từ những năm 1890. Đến nay,

… Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước có
khả năng đe dọa nghiêm trọng đến thủy vực đón nhận nếu không được xử lý.
Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, nhóm 6 lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử
lý nước thải nhà máy sản xuất bia” để thực hiện tiểu luận môn học Công nghệ xử lý
nước thải nhằm tìm hiểu về các công nghệ hiện nay đang được sử dụng và đi đến xây
dựng một phương án cho hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất bia.
1.2. Mục tiêu và nội dung thực hiện
- Mục tiêu của đề tài: thiết kế 1 hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia
Nội dung của đề tài:
+ Nghiên cứu đặc điểm của nước thải nhà máy bia; cơ sở lý thuyết của các biện
pháp xử lý nước thải.
+
Tìm hiểu các phương án xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia. Phân tích, lựa
chọn phương án công nghệ khả thi xử lý nước thải nhà
máy bia.
+ Tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia
có lưu lượng thải 1500 m3/ ngày đêm.
Phần II. Tổng quan về nước thải của nhà máy bia
2.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải của nhà máy bia
* Sơ đồ dòng thải:
3
4
- Đặc điểm của nước thải phát sinh từ các công đoạn chính của quy trình sản xuất như
sau:
*Nấu - đường hóa: Nước thải của các công đoạn này giàu các chất
hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột,
các cục vón,…cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu.
*Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của công đoạn này rất
giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn.
*Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO

2700mg/l; COD 3500-4000mg/l, SS 250-350mg/l, PO4
3-
20-40mg/l, N-NH
3
12-
15mg/l. Ngoài ra, trong bã bia còn chứa một lượng lớn chất hữu cơ, khi lẫn vào nước
thải sẽ gây ra ô nhiễm ở mức độ cao.
Tóm tắt đặc trưng nước thải của công nghiệp sản xuất bia:

6
(Nguồn: Trung tâm sản xuất sạch hơn, Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn trong ngành sản
xuất bia, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường ĐHBK Hà Nội)
2.3. Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia đang được áp dụng
2.3.1. Mô hình xử lý theo 2 bậc: UASB + Aerotank
*Quy trình công nghệ:
7
*Thuyết minh:
Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn tự chảy về hệ
thống xử lý tập trung. Nước thải bắt đầu chảy qua song chắn rác để loại bỏ các chất
thải rắn có kích thước lớn. Sau đó nước thải sẽ tự chảy vào hố thu và được bơm lên bể
điều hòa. Tại bể điều hòa được bổ sung hóa chất nhằm điều chỉnh pH tạo điều kiện
cho các công trình phía sau (bể UASB) hoạt động hiệu quả. Ngoài ra, trong bể còn bố
trí hệ thống phân phối khí để đảm bảo hòa tan và điều hòa nồng độ các chất bẩn trong
toàn bộ thể tích bể và ngăn cản quá trình lắng cặn trong bể.
Nước thải từ bể điều hòa được chảy sang bể lắng lần 1. Tại đây quá trình lắng sẽ
diễn ra, những chất có trọng lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể. Nước thải sau khi lắng
8
sẽ qua máng thu và chảy vào bể UASB, bùn lắng được thu gom và đưa sang bể chứa
bùn.
Trong bể UASB nước thải được phân phối đều trên diện tích đáy bể bởi hệ thống

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.
2.3.2. Mô hình MBBR
* Quy trình công nghệ:
10
*Thuyết minh:
Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy theo mương dẫn tự chảy về hệ
thống xử lý tập trung. Nước thải đi vào hầm tiếp nhận. Song chắn rác thường làm bằng
kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao
nilon, và các vật thải khác để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương
dẫn… Trong hầm tiếp nhận có bể gom là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi
vào các công trình xử lý nước thải tiếp theo.Trước khi đi ra khỏi hầm tiếp nhận, nước
thải được lọc bằng lưới lọc: để giữ lại các chất lơ lửng có kích thước nhỏ. Trong nhà
máy bia là các mẫu trấu, huyền phù… bị trôi ra trong quá trình rửa thùng lên men,
thùng nấu, nước lọc bã hèm, sẽ được giữ lại nhờ hệ thống lưới lọc có kích thước lỗ
1mm. Các vật thải được lấy ra khỏi bề mặt lưới bằng hệ thống cào.
Nước thải đi vào bể điều hòa để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi
và điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Trong bể có hệ
thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong
toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại
11
nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể điều hòa có máy
định lượng lượng acid cần cho vào bể đảm bảo pH từ 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào bể

hệ thống tấm lắng lamella, với nhiều lớp mỏng được sắp xếp theo một trình tự và
khoảng cách nhất đinh. Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi qua hệ thống này, các bông
bùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích thước và khối lượng lớn
gấp nhiều lần các bông bùn ban đầu. Các bông bùn này trượt theo các tấm lamella và
được tập hợp tại vùng chứa cặn của bể lắng.
Phần nước trong đi vào bể lọc áp lực.
Bể lọc áp lực sử dụng trong công nghệ này là bể lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ,
cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn không hòa tan,
các nguyên tố dạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong của nước.
Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN
24:2009 cột B.
Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi vào bể nano dạng khô để loại bỏ triệt để
các chất lơ lửng còn sót lại trong nước, và khử trùng nước thải. Nước sau khi qua bể
nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải theo quy định hiện hành của pháp luật. Lượng nước
này, một phần được sử dụng để làm mát máy móc trong nhà máy; một phần được đưa
tới nguồn tiếp nhận qua mương thoát nước.
* Phân tích ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Công nghệ phù hợp với đặc điểm, tính chất của nguồn nước thải.
+ Nồng độ các chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hiện hành.
+ Hiệu quả xử lý và tiết kiệm năng lượng hơn công nghệ truyền thống.
+ Không cần phải tuần hoàn bùn hiếu khí lại như phương pháp Aeroten, nhược điểm
của việc tuần hoàn bùn là làm giảm đi sự hoạt động của vi sinh hiếu khí vì vi sinh
phải nằm ở bể lắng, không có dưỡng khí, khi bơm bùn hoàn lưu về bể aeroten làm cho
13
vi sinh bị “shock” tải trọng, do đó hiệu quả xử lý sẽ không cao bằng phương pháp giá
thể MBBR.
+ Diện tích đất sử dụng tối thiểu.
+ Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý.
- Nhược điểm:

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.
15
Bể UASB
Bể Aerotank
Bể lắng
Thu gom và
xử lý bùn
Cống thoát
- 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. Hố thu gom
Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt của nhà
máy. Giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả.
3.2.3. Bể điều hòa
Do lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải của nhà máy bia tùy thuộc vào
dây chuyền sản xuất nên thường dao động nhiều trong một ngày đêm. Để ổn định
chế độ dòng chảy cũng như chất lượng nước đầu vào cho các công trình xử lý phía
sau, cần thiết phải có một bể điều hòa lưu lượng và nồng độ. Dung tích bể được chọn
theo thời gian điều hòa, dựa vào biểu đồ thay đổi lưu lượng, nồng độ nước thải và yêu
cầu mức độ điều hòa nồng độ nước thải.
3.2.4. Bể UASB:
UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển mạnh

2.000
mg/l hoặc nước thải có hàm lượng sunphate vượt quá 500 mg/l (tỉ số COD/SO
4
2-
<=
5). Bản thân sunphate không gây độc nhưng do vi khuẩn khử
sunphate dễ dàng
chuyển hóa SO
42-

thành H
2S
. Khi hàm lượng SO
42-

không quá cao (hoặc tỉ số
COD/SO
42-

không vượt quá 10), sẽ không ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kị
khí.
3.2.5. Bể Aerotank:
Tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm có thể sử dụng bể aerotank với các vi sinh vật
được nuôi cấy trong bùn hoạt tính để oxy hóa chất hữu cơ trong điều kiện nhân tạo.
Mô hình này được thực hiện bằng cách cung cấp oxy cho vi sinh vật sinh trưởng và
phát triển qua việc tiêu thụ chất hữu cơ .
Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và
17
khoáng hóa chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái
lơ lửng và để đảm bảo oxy cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình phân hủy chất hữu

Lưu lượng trung bình giây:
tb
s
Q
= (1500
×
10
3
)/24
×
360 = 17,36 (
s/
)
Theo TCXD 51-84, ứng với
tb
s
Q
= 17,36
s/
ta có k
ch
= 2,42
Lưu lượng lớn nhất giờ:
)/(25,15142,25,62
3max
hmkQQ
ch
tb
hh
=×=×=

3
/h = 0,042 m
3
/s
b: Chiều rộng khe hở giữa các thanh là: 30mm= 0,03m
h: Chiều sâu lớp nước qua song chắn là: 0,4m
v
s
: tốc độ nước qua song chắn với Q
max
là 0,6 m/s
=>
6
6,0.4,0.03,0
042,0
==n
(khe hở)
=> Số thanh chắn rác là: n - 1=6 - 1 = 5 (thanh)
*Chiều rộng tổng cộng của song chắn rác là:
B
s
= b*n + S(n - 1)
19
S: Chiều rộng mỗi thanh là 0,01m
=> B
s
= 0,03
×
6 + 0,01(6 - 1) = 0,23 (m)
* Độ giảm cột nước song chắn là:

m=








×
−
* Chiều dài đoạn mở rộng:
l
l
α
tg
BB
ks
2
−
=
B
s
: Chiều rộng vị trí đặt SCR là: 0,23m
B
K
: Chiều rộng kênh dẫn là: B
K
=
hv


max
=
Q: Lưu lượng nước thải tối đa là: 0,042 m
3
/s
b: Chiều rộng khe hở giữa các thanh là: 5mm= 0,005m
h: Chiều sâu lớp nước qua song chắn là: 0,4m
v
s
: tốc độ nước qua song chắn với Q
max
là 0,6 m/s
=>
35
6,0.4,0.005,0
042,0
==n
(khe hở)
=> Số thanh chắn rác là: n = 35 – 1 = 34 (thanh)
* Chiều rộng tổng cộng của song chắn rác là:
B
s
= b * n + S(n - 1) = 0,005
×
35 + 0,01
×
34 = 0,515 (m)
* Độ giảm cột nước song chắn là:
h

m=








×
−
* Chiều dài đoạn mở rộng:
l
l
α
tg
BB
ks
2
−
=
B
s
: Chiều rộng vị trí đặt SCR là: 0,515m
B
K
: Chiều rộng kênh dẫn là: B
K
=
hv

× t = 62.5 × 30/60 = 31.25 (m
3
)
Kích thước xây dựng hố thu gom:
Chọn chiểu cao h= 3(m)
Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0.5m
Chiều cao của bể: H= h + h
bv
= 3 + 0.5 = 3.5(m)
Chọn bể hình vuông
22
Kích thước bể: a × a × H = a
2
× H = 31.25 m
3
 a = 3(m)
Bảng thông số thiết kế hố thu gom
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
1 Chiều rộng hố thu m 3
2 Chiều dài hố thu m 3
3 Chiều sâu hố thu m 3,5
4 Thể tích hố thu m
3
31.25
3.3.3. Tính toán bể điều hòa:
- Lưu lượng trung bình giờ
tb
h

Q
b
= Q
tb
* t (m
3
)
Trong đó :
Q
tb
:

Lưu lượng bơm đi trung bình, m
3

t: thời gian tính toán,h
- Thể tích thay đổi thực theo từng giờ
23
Q = V
v
– Q
b
(m
3
)
Bảng thể tích tích lũy nước trong bể
Thời
gian
Q
t

12 98 764 750 62.5 14
13 124 888 812.5 62.5 75.5
14 89 977 875 62.5 102
15 78 1055 937.5 62.5 117.5
16 94 1149 1000 62.5 149
17 80 1229 1062.5 62.5 166.5
18 85 1314 1125 62.5 189
19 79 1393 1187.5 62.5 205.5
20 91 1484 1250 62.5 234
21 70 1554 1312.5 62.5 241.5
22 67 1621 1375 62.5 246
23 48 1672 1437.5 62.5 234.5
24 53 1725 1500 62.5 225
( Giả sử với lượng nước V
vào
là như bảng trên)Thể tích bể điều hòa: V
bể đh
= 246+
5,21−
= 267,5 (m
3
)
Thời gian lưu của bể là t=
V
Q
=
5,267

3
/ngđ ,ở nhiệt độ 30
o
C. Ta có các thông số đầu vào bể UASB:
Thông số Đầu vào hệ thống xử lý (mg/l) Đầu vào bể UASB (mg/l)
BOD
5
1350 1012,5
COD 2350 1645
SS 437 131,1
Nt 23,5 23,5
Pt 8,5 8,5
Giả sử, khi đi qua bể UASB, hiệu suất khử COD là 75%, hiệu suất khử BOD
5
là
80%, tỉ lệ COD:N:P là 350:5:1. Ta có các thông số đầu ra bể UASB là:
Thông số Đầu vào bể UASB (mg/l) Đầu ra bể UASB (mg/l)
BOD
5
1012,5 202,5
COD 1645 412
25