Nước thải từ các nhà máy bia luôn là một trong những vấn đề quan trọng trong ngành sản xuất, đặc biệt khi chúng chứa nhiều hợp chất hữu cơ, chất gây ô nhiễm, và các thành phần khó phân hủy. Việc xử lý nước thải đúng cách không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo nhà máy bia đáp ứng các quy định nghiêm ngặt về bảo vệ tài nguyên nước. Hơn nữa, quy trình xử lý nước thải đúng chuẩn có thể giúp nhà máy tiết kiệm chi phí, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái xung quanh.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ chia sẻ chi tiết về quy trình xử lý nước thải tại các nhà máy bia, đặc biệt là các phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó bùn hoạt tính đóng vai trò quan trọng. Ngoài ra, bài viết cũng sẽ đề cập đến các bước xử lý sơ bộ để giúp hiểu rõ hơn về quá trình này.
 

Tại sao cần xử lý nước thải tại các nhà máy bia?

Các nhà máy bia sản xuất một lượng lớn nước thải trong quá trình sản xuất. Nước thải từ nhà máy bia có thành phần phức tạp, bao gồm:

• Chất hữu cơ: Từ malt, mạch nha, ngũ cốc, và các hợp chất hữu cơ khác.
• Dầu mỡ và chất béo: Từ quá trình nấu bia và các thành phần có trong quá trình sản xuất.
• Chất rắn lơ lửng: Từ quá trình làm sạch và vệ sinh các thiết bị.
• Nước rửa chai, téc, và thiết bị: Các chất thải này thường chứa mảnh thủy tinh, nhãn giấy, và các tạp chất khác.

Việc xử lý nước thải không chỉ bảo vệ hệ sinh thái mà còn giúp nhà máy bia tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến cộng đồng và tài nguyên nước.

Xử lý Sơ Bộ Nước Thải Nhà Máy Bia

Trước khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, nước thải từ nhà máy bia cần phải trải qua một quá trình xử lý sơ bộ để loại bỏ các tạp chất lớn. Quá trình này giúp làm sạch nước thải trước khi đưa vào các bước xử lý tiếp theo. Các bước xử lý sơ bộ bao gồm:

1. Sàng Tuyển

Quá trình sàng tuyển giúp loại bỏ các tạp chất thô có kích thước lớn như mảnh thủy tinh, nhãn giấy, mảnh gỗ, hoặc các vật liệu rắn khác có trong nước thải. Việc này giúp ngăn ngừa các tạp chất lớn gây hư hại hoặc làm tắc nghẽn các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải.

2. Bể Tách Dầu

Một bước quan trọng trong xử lý sơ bộ là bể tách dầu. Trong quá trình sản xuất bia, nước thải có thể chứa dầu mỡ và chất béo từ các nguyên liệu, quá trình nấu bia và vệ sinh thiết bị. Nếu không được tách dầu, các chất này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của các vi sinh vật trong quá trình xử lý sinh học, gây ô nhiễm và tạo mùi hôi khó chịu.

Bể tách dầu sử dụng nguyên lý phân tách dầu và nước dựa trên sự chênh lệch mật độ. Nước thải sẽ được đưa vào bể, nơi dầu và chất béo sẽ nổi lên bề mặt và bị loại bỏ.

3. Hệ Thống Xử Lý Nước Vệ Sinh

Các nước thải từ vệ sinh nhà xưởng, thiết bị sản xuất và các khu vực không liên quan trực tiếp đến quá trình sản xuất bia sẽ được xử lý riêng biệt. Những nước thải này có thể chứa các chất ô nhiễm khác nhau nhưng không cần qua các bước xử lý sinh học nếu không chứa chất hữu cơ nặng. Mặc dù không phải là nguồn nước thải chính, hệ thống xử lý nước vệ sinh vẫn cần được tối ưu để ngăn ngừa sự ô nhiễm từ các khu vực này.

Quy Trình Xử Lý Sinh Học Hiếu Khí

Sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ, tiếp theo là bước quan trọng nhất trong quy trình xử lý nước thải, đó là xử lý sinh học hiếu khí. Phương pháp này dựa vào khả năng phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật trong môi trường có oxy.

1. Bể Sục Khí (Aeration Tank)

Bể sục khí là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong quy trình xử lý sinh học hiếu khí. Quá trình này sử dụng oxy hòa tan để cung cấp môi trường sống cho các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải.

Nước thải sẽ được đưa vào bể sục khí, nơi các vi sinh vật sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ như mạch nha, đường, protein, và các hợp chất khác có trong nước thải. Quá trình sục khí giúp duy trì hàm lượng oxy trong nước, tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động hiệu quả.

Một số yếu tố cần kiểm soát trong bể sục khí bao gồm:

• Lượng oxy: Đảm bảo oxy hòa tan đủ để duy trì hoạt động của vi sinh vật.
• Thời gian lưu nước: Thời gian nước thải lưu lại trong bể phải đủ lâu để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ.
• Nhiệt độ: Vi sinh vật trong bể sục khí thường phát triển tốt ở nhiệt độ từ 20°C đến 30°C.

2. Bể Lắng Thứ Cấp

Sau khi quá trình xử lý sinh học trong bể sục khí hoàn tất, nước thải sẽ được chuyển qua bể lắng thứ cấp. Bể lắng này có chức năng tách phần bùn sinh ra trong quá trình phân hủy. Bùn này chứa các vi sinh vật đã tiêu thụ các chất hữu cơ và các hợp chất khác có trong nước thải.

Bùn hoạt tính từ bể sục khí sẽ được đưa vào bể lắng để lắng xuống dưới đáy bể, và nước thải đã xử lý sẽ nổi lên trên. Nước thải sau khi qua bể lắng sẽ có hàm lượng chất rắn sa lắng thấp, giúp giảm ô nhiễm.

3. Nước Thải Ra

Sau khi hoàn thành các bước xử lý sinh học và lắng, nước thải sẽ ra khỏi hệ thống với các thông số như sau:

• BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày): Dao động từ 5 đến 20 mg/l, đảm bảo đạt tiêu chuẩn về hàm lượng chất hữu cơ.
• COD (Nhu cầu oxy hóa học): Thường từ 50 đến 70 mg/l, phản ánh mức độ ô nhiễm hóa học trong nước thải.
• Chất rắn sa lắng: Dưới 0,1 mg/l, đảm bảo nước thải trong suốt và không chứa chất rắn lơ lửng.
• pH: Đạt từ 7.5 đến 7.8, đảm bảo nước thải không quá axit hoặc kiềm.

Sau khi qua quy trình này, nước thải sẽ đạt tiêu chuẩn cho phép và có thể xả ra môi trường mà không gây hại.

Lý Do Lựa Chọn Phương Pháp Sinh Học Hiếu Khí

Phương pháp sinh học hiếu khí được ưa chuộng trong xử lý nước thải bia vì nhiều lý do:

• Hiệu quả phân hủy: Các vi sinh vật trong môi trường giàu oxy có khả năng phân hủy các chất hữu cơ một cách hiệu quả, đặc biệt là các hợp chất chứa carbon và các hợp chất hữu cơ khác có trong bia.
• Chi phí hợp lý: Phương pháp này ít tốn kém hơn so với các phương pháp xử lý hóa học, vì nó sử dụng nguồn năng lượng từ oxy trong không khí.
• Bảo vệ môi trường: Xử lý sinh học giúp giảm thiểu các chất ô nhiễm trong nước thải, đồng thời bảo vệ hệ sinh thái nước ngọt và giảm thiểu các tác động tiêu cực đến động thực vật.

Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả tối ưu trong xử lý nước thải bia, cần kiểm soát lượng chất dinh dưỡng như nitơ và phospho trong quá trình sinh học hiếu khí. Nếu lượng nitơ và phospho trong nước thải quá cao, nó có thể làm giảm hiệu quả của vi sinh vật, và gây ra sự phát triển quá mức của tảo trong môi trường tiếp nhận.

Kết luận

Xử lý nước thải tại các nhà máy bia là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất, giúp bảo vệ môi trường và đáp ứng các tiêu chuẩn về bảo vệ tài nguyên nước. Việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính không chỉ giúp phân hủy hiệu quả các chất hữu cơ mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành.

Các nhà máy bia cần đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải phù hợp, đảm bảo các bước xử lý sơ bộ và sinh học được thực hiện đúng cách để duy trì chất lượng nước thải đầu ra, đồng thời bảo vệ môi trường và cộng đồng.