Bia là một loại đồ uống lên men có nồng độ cồn thấp được làm từ các loại ngũ cốc khác nhau. Lúa mạch chiếm ưu thế, nhưng lúa mì, ngô và các loại ngũ cốc khác có thể được sử dụng. Các bước sản xuất bao gồm:

• Sản xuất và xử lý mạch nha: phân phối và làm sạch ngũ cốc; ngâm hạt trong nước để bắt đầu nảy mầm; sự phát triển của rễ con và sự phát triển của các enzym (chuyển hóa tinh bột thành maltose); nung và đánh bóng mạch nha để loại bỏ rễ con; bảo quản mạch nha đã làm sạch

• Sản xuất hèm: nghiền mạch nha thành grist; trộn grist với nước để tạo ra mash trong mash tun; đun nóng nghiền để kích hoạt các enzym; tách cặn bã trong lauter-tun để lại dịch lỏng; đun sôi hèm với hoa bia; tách hèm khỏi trub / bể nóng (cặn kết tủa), với phần chất lỏng của trub/ hot break được đưa trở lại lauter tun và các bước hoa bia đã qua sử dụng đi đến một bình thu gom; và làm mát của hèm.

• Sản xuất bia: bổ sung men vào hèm nguội; lên men; tách nấm men đã qua sử dụng bằng cách lọc, ly tâm hoặc lắng; đóng chai hoặc đóng thùng.

Lượng nước tiêu thụ cho các nhà máy bia nói chung là từ 4–8 m3 nước trên m3 bia được sản xuất.

Các nhà máy bia có thể đạt mức xả thải 3-5 m3 / m3 bia bán ra (không bao gồm nước làm mát). Nước thải chưa qua xử lý thường chứa chất rắn lơ lửng trong khoảng 10–60 mg/l, nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) trong khoảng 1.000–1.500 mg/l, nhu cầu oxy hóa học (COD) trong khoảng 1.800– 3.000 mg/l, và nitơ trong khoảng 30–100 mg/l. Phốt pho cũng có thể có ở nồng độ 10–30 mg/l. Nước thải từ các bước quy trình riêng lẻ có thể thay đổi. Ví dụ, rửa chai tạo ra một lượng lớn nước thải, tuy nhiên, chỉ chứa một phần nhỏ trong tổng số chất hữu cơ thải ra từ nhà máy bia. Nước thải từ quá trình lên men và lọc có nhiều chất hữu cơ và BOD nhưng khối lượng thấp, chiếm khoảng 3% tổng lượng nước thải nhưng 97% BOD. Độ pH của nước thải trung bình khoảng 7 đối với nước thải đầu ra kết hợp nhưng có thể dao động từ 3 đến 12 tùy thuộc vào việc sử dụng các chất làm sạch axit và kiềm. Nhiệt độ nước thải trung bình khoảng 30 ° C.

Ngành công nghiệp sữa liên quan đến việc chế biến sữa tươi nguyên liệu thành các sản phẩm như sữa tiêu dùng, bơ, pho mát, sữa chua, sữa đặc, sữa khô (sữa bột) và kem, sử dụng các quy trình như làm lạnh, thanh trùng và đồng nhất. Các sản phẩm phụ điển hình bao gồm bơ sữa, váng sữa và các dẫn xuất của chúng.

Đặc điểm nước thải

Nước thải từ sữa chứa đường hòa tan và protein, chất béo, và có thể dư lượng chất phụ gia. Các thông số chính là nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), với mức trung bình dao động từ 0,8 đến 2,5 kg trên một tấn (kg/t) sữa trong nước thải chưa qua xử lý; nhu cầu oxy hóa học (COD), thông thường khoảng 1,5 lần mức BOD; tổng chất rắn lơ lửng, ở mức 100–1.000 (mg/l); tổng chất rắn hòa tan: phốt pho (10–100 mg / l) và nitơ (khoảng 6% mức BOD). Sản xuất kem, bơ, pho mát và váng sữa là những nguồn chính của BOD trong nước thải. Tương đương tải lượng thải của các thành phần sữa cụ thể là: 1 kg chất béo sữa = 3 kg COD; 1 kg đường lactose = 1,13 kg COD; và 1 kg protein = 1,36 kg COD. Nước thải có thể chứa mầm bệnh từ các nguyên liệu hoặc quá trình sản xuất bị ô nhiễm. Sữa thường tạo ra mùi và trong một số trường hợp là bụi cần được kiểm soát. Hầu hết các chất thải rắn có thể được chế biến thành các sản phẩm và phụ phẩm khác.

Ngành công nghiệp giấy và bột giấy là một trong những ngành công nghiệp cốt lõi và lâu đời nhất thế giới. Tầm quan trọng về kinh tế - xã hội của giấy có giá trị riêng đối với sự phát triển của đất nước vì nó liên quan trực tiếp đến sự tăng trưởng kinh tế công nghiệp của đất nước. Sản xuất giấy là một ngành sử dụng nhiều vốn, năng lượng và nước. Đây cũng là một quá trình gây ô nhiễm cao và cần đầu tư đáng kể vào thiết bị kiểm soát ô nhiễm.

Nhà máy giấy và bột giấy là một lĩnh vực công nghiệp chính sử dụng một lượng lớn nguyên liệu lignoxenluloza và nước trong quá trình sản xuất, đồng thời thải ra axit lignosulphonic clo hóa, axit nhựa clo hóa, phenol clo hóa và hydrocacbon clo hóa trong nước thải. Khoảng 500 hợp chất hữu cơ clo khác nhau đã được xác định bao gồm cloroform, clorat, axit nhựa, hydrocacbon clo, phenol, catechols, guaiacols, furan, dioxin, vanilin, v.v. Những hợp chất này được hình thành do phản ứng giữa lignin còn lại từ gỗ sợi và các hợp chất clo / clo dùng để tẩy trắng. Các hợp chất màu và Halogens hữu cơ có thể hấp phụ (AOX) thải ra từ các nhà máy giấy và bột giấy vào môi trường đặt ra nhiều vấn đề. Quá trình nghiền bột gỗ và sản xuất các sản phẩm giấy tạo ra một lượng đáng kể các chất ô nhiễm được đặc trưng bởi nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), chất rắn lơ lửng (SS), độc tính và màu sắc khi nước thải không được xử lý hoặc xử lý kém được thải ra vùng nước tiếp nhận. Nước thải đầu ra độc hại đối với các sinh vật sống dưới nước và có tác dụng gây đột biến mạnh và suy giảm chức năng sinh lý.

Việc sản xuất sắt từ quặng của nó liên quan đến các phản ứng khử mạnh trong lò cao. Nước làm mát chắc chắn bị ô nhiễm bởi các sản phẩm đặc biệt là amoniac và xyanua. Sản xuất than cốc từ than trong các nhà máy luyện cốc cũng yêu cầu làm mát bằng nước và sử dụng nước trong quá trình tách sản phẩm phụ. Ô nhiễm dòng thải bao gồm các sản phẩm khí hóa như benzen, naphtalen, anthracen, xyanua, amoniac, phenol, cresol cùng với một loạt các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn được gọi chung là hydrocacbon thơm đa vòng (PAH).

Việc chuyển đổi sắt hoặc thép thành tấm, dây hoặc thanh đòi hỏi các giai đoạn biến đổi cơ học nóng và lạnh thường xuyên sử dụng nước làm chất bôi trơn và chất làm mát. Các chất gây ô nhiễm bao gồm dầu thủy lực, mỡ bò và chất rắn dạng hạt. Xử lý lần cuối các sản phẩm sắt và thép trước khi đưa vào sản xuất bao gồm ngâm trong axit khoáng mạnh để loại bỏ gỉ và chuẩn bị bề mặt để mạ thiếc hoặc crom hoặc để xử lý bề mặt khác như mạ hoặc sơn. Hai axit thường được sử dụng là axit clohiđric và axit sunfuric. Nước thải bao gồm nước rửa có tính axit cùng với axit thải. Mặc dù nhiều nhà máy vận hành các trạm thu hồi axit, (đặc biệt là các nhà máy sử dụng axit clohydric), nơi axit khoáng được đun sôi khỏi muối sắt, vẫn còn một lượng lớn sunfat sắt có tính axit cao hoặc clorua đen cần được xử lý. Nhiều nước thải ngành thép bị ô nhiễm bởi dầu thủy lực còn được gọi là dầu hòa tan.

Nước thải tạo ra từ các hoạt động nông nghiệp và thực phẩm có các đặc điểm khác biệt với nước thải đô thị thông thường: nó có thể phân hủy sinh học và không độc hại, nhưng có nồng độ cao về nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và chất rắn lơ lửng (SS). Các thành phần của nước thải nông nghiệp và thực phẩm thường phức tạp để dự đoán do sự khác biệt về BOD và pH trong nước thải từ các sản phẩm rau, quả và thịt và do tính chất theo mùa của quá trình chế biến thực phẩm và sau thu hoạch.

Chế biến thực phẩm từ nguyên liệu thô cần một lượng lớn nước cấp cao. Rửa rau tạo ra nước có nhiều chất dạng hạt và một số chất hữu cơ hòa tan. Nó cũng có thể chứa chất hoạt động bề mặt.

Quá trình giết mổ và chế biến động vật tạo ra chất thải hữu cơ rất mạnh từ dịch cơ thể, chẳng hạn như máu và các chất trong ruột. Nước thải này thường xuyên bị ô nhiễm bởi lượng kháng sinh và hormone tăng trưởng đáng kể từ động vật và bởi nhiều loại thuốc trừ sâu được sử dụng để kiểm soát ký sinh trùng bên ngoài. Dư lượng thuốc diệt côn trùng bọ chét là một vấn đề đặc biệt trong việc xử lý nước sinh ra trong quá trình chế biến len.

Chế biến thực phẩm để bán tạo ra chất thải phát sinh từ quá trình nấu nướng thường chứa nhiều chất hữu cơ thực vật và cũng có thể chứa muối, hương liệu, chất tạo màu và axit hoặc kiềm. Cũng có thể có một lượng rất lớn dầu hoặc chất béo.

Các nhà máy dệt, bao gồm cả các nhà sản xuất thảm, tạo ra nước thải từ nhiều quy trình khác nhau, bao gồm làm sạch và hoàn thiện len, sản xuất sợi và hoàn thiện vải (như tẩy trắng, nhuộm, xử lý nhựa, chống thấm và chống cháy). Các chất ô nhiễm do các nhà máy dệt tạo ra bao gồm BOD, SS, dầu và mỡ, sunfua, phenol và crom. Dư lượng thuốc trừ sâu là một vấn đề đặc biệt trong việc xử lý nước sinh ra trong chế biến len. Mỡ động vật có thể có trong nước thải, nếu không bị ô nhiễm, có thể được thu hồi để sản xuất mỡ động vật hoặc chế biến thêm.

Các nhà máy dệt nhuộm tạo ra nước thải có chứa chất tổng hợp (ví dụ: thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm cơ bản, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm thùng, thuốc nhuộm lưu huỳnh, thuốc nhuộm hòa tan, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm ingrain, thuốc nhuộm dung môi, thuốc nhuộm màu) và thuốc nhuộm tự nhiên, chất làm đặc kẹo cao su (guar) và các chất làm ướt khác nhau, chất đệm pH và chất làm chậm thuốc nhuộm hoặc chất xúc tiến. Sau khi xử lý bằng chất tạo bông và chất lắng gốc polyme, các thông số giám sát điển hình bao gồm BOD, COD, màu (ADMI), sunfua, dầu mỡ, phenol, TSS và các kim loại nặng (crom, kẽm, chì, đồng).

Các chất ô nhiễm cụ thể do các nhà sản xuất hóa chất hữu cơ thải ra rất khác nhau giữa các nhà máy, tùy thuộc vào loại sản phẩm được sản xuất, chẳng hạn như hóa chất hữu cơ dạng khối, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa hoặc sợi tổng hợp. Một số hợp chất hữu cơ có thể được thải ra ngoài là benzen, cloroform, naphtalen, phenol, toluen và vinyl clorua. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), là phép đo tổng của một loạt các chất ô nhiễm hữu cơ, có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải sinh học và được sử dụng như một thông số quy định trong một số giấy phép xả thải. Ô nhiễm kim loại trong chất thải có thể bao gồm crom, đồng, chì, niken và kẽm.

Hóa chất hữu cơ phức tạp:

Một loạt các ngành công nghiệp sản xuất hoặc sử dụng các hóa chất hữu cơ phức tạp. Chúng bao gồm thuốc trừ sâu, dược phẩm, sơn và thuốc nhuộm, hóa dầu, chất tẩy rửa, chất dẻo, ô nhiễm giấy, v.v. Nước thải có thể bị ô nhiễm bởi nguyên liệu thức ăn chăn nuôi, sản phẩm phụ, nguyên liệu sản phẩm ở dạng hòa tan hoặc dạng hạt, chất giặt và làm sạch , dung môi và các sản phẩm giá trị gia tăng như chất hóa dẻo.

Các chất ô nhiễm thải ra tại các nhà máy lọc dầu và hóa dầu bao gồm các chất ô nhiễm thông thường (BOD, dầu mỡ, chất rắn lơ lửng), amoniac, crom, phenol và sulfua.

Nước thải chủ yếu liên quan đến các mỏ và mỏ đá là bùn của các hạt đá trong nước. Những chất này phát sinh từ lượng mưa rửa sạch các bề mặt lộ thiên và đường vận chuyển cũng như từ quá trình rửa và phân loại đá. Khối lượng nước có thể rất cao, đặc biệt là lượng mưa phát sinh trên các khu vực rộng lớn. Một số hoạt động phân tách chuyên dụng, chẳng hạn như rửa than để tách than khỏi đá bản địa bằng cách sử dụng độ dốc tỷ trọng, có thể tạo ra nước thải bị ô nhiễm bởi haematit dạng hạt mịn và các chất hoạt động bề mặt. Dầu và dầu thủy lực cũng là những chất gây ô nhiễm phổ biến. Nước thải từ các mỏ kim loại và các nhà máy tuyển quặng chắc chắn bị ô nhiễm bởi các khoáng chất có trong các thành tạo đá bản địa. Sau khi nghiền nát và chiết xuất các vật liệu mong muốn, các vật liệu không mong muốn có thể bị nhiễm bẩn trong nước thải. Đối với các mỏ kim loại, điều này có thể bao gồm các kim loại không mong muốn như kẽm và các vật liệu khác như asen. Việc khai thác các kim loại có giá trị cao như vàng và bạc có thể tạo ra chất nhờn có chứa các hạt rất mịn trong đó việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm về mặt vật lý trở nên đặc biệt khó khăn.

Pin là thành phần không thể thiếu trong các thiết bị điện tử, dụng cụ điện và điện thoại di động hoặc các thiết bị lớn hơn, công suất cao cho ô tô, xe tải và các phương tiện có động cơ khác. Vài năm trợ lại đây, sự bùng nổ của smartphone và sự phát triển mạnh mẽ của xe ô tô điện khiến nhu cầu về pin đã vượt xa nguồn cung, thúc đẩy cơn sốt toàn cầu khi các nhà đầu tư, các công ty cũ và mới lao vào. Họ đua nhau phát triển công nghệ, xây dựng các nhà máy sản xuất pin.

Nguyên liệu chủ yếu để làm ra pin lithium-ion là than chì, một hợp chất sáng lấp lánh, nổi tiếng để làm bút chì có nguy ơ gây ô nhiễm môi trường không khí rất cao: ảnh hưởng đến cây trồng, làm nhiễm độc nguồn nước, phủ bụi nhà cửa của dân cư

Các chất ô nhiễm được tạo ra đi theo dòng nước thải tại các nhà máy sản xuất pin bao gồm cadmium, crom, coban, đồng, xyanua, sắt, chì, mangan, thủy ngân, niken, dầu và mỡ, bạc và kẽm.

Các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là các nhà máy nhiệt điện than, là nguồn thải chính của nước thải công nghiệp. Nhiều nhà máy trong số này thải ra nước thải với hàm lượng kim loại đáng kể như chì, thủy ngân, cadimi và crom, cũng như asen, selen và các hợp chất nitơ (nitrat và nitrit). Các dòng nước thải bao gồm từ quá trình khử lưu huỳnh khí thải, tro bay, tro đáy và quá trình kiểm soát thủy ngân khí thải. Các nhà máy có biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí như máy lọc ướt thường chuyển các chất ô nhiễm bị bắt giữ vào dòng nước thải.

Hoạt động của giếng dầu khí tạo ra nước thứ cấp (Produced water) có thể chứa dầu, kim loại độc hại (ví dụ: asen, cadmium, crom, thủy ngân, chì), muối, hóa chất hữu cơ và chất rắn. Một số nước thứ cấp có chứa dấu vết của chất phóng xạ tự nhiên. Các giàn khoan dầu khí ngoài khơi cũng tạo ra hệ thống thoát nước trên boong, chất thải sinh hoạt và chất thải vệ sinh. Trong quá trình khoan, các vị trí giếng thường thải ra các vụn khoan và bùn khoan (drilling fluid).

Hầu hết các chất rắn có thể được loại bỏ bằng các kỹ thuật lắng đơn giản với việc chất rắn được thu hồi dưới dạng bùn hoặc bùn. Chất rắn rất mịn và chất rắn có tỷ trọng gần bằng tỷ trọng của nước gây ra những vấn đề đặc biệt. Trong trường hợp này, có thể cần phải lọc hoặc siêu lọc. Mặc dù, có thể sử dụng quá trình keo tụ, sử dụng muối phèn hoặc bổ sung polyelectrolytes.

Nhiều loại dầu có thể được thu hồi từ các bề mặt nước hở bằng các thiết bị hớt bọt. Được coi là một cách đáng tin cậy và rẻ tiền để loại bỏ dầu, mỡ và các hydrocacbon khác khỏi nước, máy tách dầu đôi khi có thể đạt được mức độ trong sạch mong muốn của nước. Đồng thời, hớt bọt cũng là một phương pháp tiết kiệm chi phí để loại bỏ hầu hết dầu trước khi sử dụng màng lọc và các quy trình hóa học. Skimmers sẽ ngăn các bộ lọc không bị tắc sớm và giảm chi phí hóa chất vì có ít dầu để xử lý hơn.

Vì quá trình hớt váng dầu mỡ liên quan đến các hydrocacbon có độ nhớt cao hơn, máy hớt bọt phải được trang bị gia nhiệt đủ mạnh để giữ dầu mỡ xả ra ngoài. Nếu dầu mỡ nổi thành cục hoặc thảm rắn, có thể sử dụng thanh phun, máy sục khí hoặc thiết bị cơ học để dễ loại bỏ.

Tuy nhiên, dầu thủy lực và phần lớn các loại dầu đã bị phân hủy ở bất kỳ mức độ nào cũng sẽ có một thành phần hòa tan hoặc nhũ tương và sẽ cần được xử lý thêm để loại bỏ. Hòa tan hoặc nhũ hóa dầu bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt hoặc dung môi thường làm trầm trọng thêm vấn đề hơn là giải quyết nó, tạo ra nước thải khó xử lý hơn.

Nước thải từ các ngành công nghiệp quy mô lớn như nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu, nhà máy hóa chất và nhà máy chế biến khí tự nhiên thường chứa tổng lượng dầu và chất rắn lơ lửng. Những ngành công nghiệp này sử dụng một thiết bị được gọi là thiết bị tách dầu-nước API được thiết kế để tách dầu và chất rắn lơ lửng khỏi nước thải.

Vật liệu hữu cơ có thể phân hủy sinh học có nguồn gốc thực vật hoặc động vật thường có thể được xử lý bằng cách sử dụng các quy trình xử lý nước thải thông thường mở rộng như bùn hoạt tính hoặc bộ lọc nhỏ giọt. Các vấn đề có thể phát sinh nếu nước thải được pha loãng quá mức với nước giặt hoặc có nồng độ cao như máu hoặc sữa. Sự hiện diện của các chất làm sạch, chất khử trùng, thuốc trừ sâu hoặc thuốc kháng sinh có thể có tác động bất lợi đến quá trình xử lý.

Bùn tính năng là một quá trình sinh hóa để xử lý nước thải sử dụng không khí (hoặc oxy) và vi sinh vật để oxy hóa sinh học các chất ô nhiễm cơ, tạo ra bùn thải (hoặc bông bùn) có chứa vật liệu được oxy hóa. Nói chung, một công trình hoạt động bao gồm:

Bể sục khí nơi không khí (hoặc oxy) được bơm vào và trộn đều vào nước thải.

Bể lắng (thường được gọi là để cho phép bùn thải lắng xuống. Một phần bùn được tuần hoàn đến bể sục khí và phần bùn thải còn lại được đưa đi xử lý tiếp và xử lý cuối cùng.

Một bộ lọc nhỏ giọt bao gồm một lớp đá, sỏi, xỉ, rêu than bùn hoặc chất dẻo, trên đó nước thải chảy xuống và tiếp xúc với một lớp (hoặc màng) chất nhờn vi sinh phủ trên bề mặt nền. Điều kiện hiếu khí được duy trì bằng không khí cưỡng bức sục qua lớp đệm hoặc bằng đối lưu tự nhiên của không khí. Quá trình này liên quan đến việc hấp phụ các hợp chất hữu cơ trong nước thải bởi lớp chất nhờn vi sinh, khuếch tán không khí vào lớp chất nhờn để cung cấp oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa sinh hóa các hợp chất hữu cơ. Các sản phẩm cuối cùng bao gồm khí carbon dioxide, nước và các sản phẩm khác của quá trình oxy hóa. Khi lớp chất nhờn dày lên, không khí sẽ khó thâm nhập vào lớp và một lớp kỵ khí bên trong được hình thành.

Các thành phần của một hệ thống lọc nhỏ giọt hoàn chỉnh là:

• Một tầng trung gian lọc mà trên đó một lớp chất nhờn vi sinh được thúc đẩy và phát triển.

• Một võ bọc hoặc một thùng chứa chứa tầng trung gian lọc.

• Hệ thống phân phối dòng nước thải qua tầng trung gian lọc.

• Một hệ thống để loại bỏ và xử lý bất kỳ bùn nào từ nước thải đã qua xử lý.

Xử lý nước thải bằng các bộ lọc nhỏ giọt là một trong những công nghệ xử lý lâu đời nhất và có đặc điểm nổi bật nhất.

Các nguyên vật liệu hữu cơ tổng hợp bao gồm dung môi, sơn, dược phẩm, thuốc trừ sâu, sản phẩm luyện cốc, v.v. có thể rất khó xử lý. Các phương pháp xử lý thường dành riêng cho nguyên vật liệu được xử lý. Bao gồm: Xử lý ôxy hóa nâng cao, chưng cất, hấp phụ, thủy tinh hóa, thiêu hủy, cố định hóa chất hoặc xử lý chôn lấp. Một số vật liệu như một số chất tẩy rửa có thể có khả năng phân hủy sinh học và trong những trường hợp như vậy, có thể sử dụng một hình thức xử lý nước thải biến đổi.

Các vật liệu độc hại bao gồm nhiều vật liệu hữu cơ, kim loại (như kẽm, bạc, cadimi, thallium, v.v.) axit, kiềm, các nguyên tố phi kim loại (như asen hoặc selen) thường chống lại các quá trình sinh học trừ khi rất loãng. Các kim loại thường có thể bị kết tủa bằng cách thay đổi độ pH hoặc bằng cách xử lý bằng các hóa chất khác. Tuy nhiên, nhiều loại có khả năng chống lại việc xử lý hoặc giảm thiểu và có thể yêu cầu tập trung sau đó là chôn lấp hoặc tái chế. Các chất hữu cơ hòa tan có thể được đốt trong nước thải bằng các quy trình oxy hóa bậc cao