Báo cáo: Đánh giá tác động môi trường ngành sản xuất bia và giải pháp khắc phục

Phân tích chi tiết các tác động môi trường từ nhà máy bia: khí thải, nước thải, chất thải rắn. Đề xuất các giải pháp quản lý, khắc phục hiệu quả.

• Tác giả: Đinh Khánh Huyền
• Người hướng dẫn: Trần Thanh Chi
• Trường học: Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nhận diện tác động môi trường của một cơ sở sản xuất bia và sơ bộ đề xuất giải pháp quản lý
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tác động môi trường chính của nhà máy bia

Ngành sản xuất bia là một trong những công nghiệp tiêu thụ nhiều tài nguyên và tạo ra các tác động môi trường đáng kể. Quy trình sản xuất bia liên quan đến nhiều giai đoạn phức tạp, từ xử lý nguyên liệu (malt, gạo) đến lên men, chiết rót và đóng gói. Mỗi bước này đều phát sinh các loại chất thải khác nhau ảnh hưởng đến không khí, nước và đất. Ô nhiễm không khí từ khí thải lò hơi, máy phát điện, và quá trình lên men (sinh ra khí CO2) là vấn đề khá nghiêm trọng. Nước thải sản xuất chứa nồng độ cao các chất hữu cơ, dinh dưỡng (nitơ, phosphor) gây ô nhiễm nguồn nước. Chất thải rắn từ xác lúa mạch, bã bia, bao bì cũng cần được xử lý hợp lý để tránh tích tụ trong môi trường.

1.1. Ô nhiễm không khí từ nhà máy bia

Khí thải chính bao gồm bụi từ quá trình nhập và xử lý nguyên liệu, khí SO₂ và NOₓ từ lò hơi đốt dầu, khí NH₃ từ hệ thống làm lạnh, và CO₂ từ quá trình lên men bia. Các thiết bị như máy phát điện dự phòng cũng phát sinh khí thải độc hại. Nồng độ bụi và các khí ô nhiễm này vượt quá giới hạn cho phép có thể gây hại sức khỏe cộng đồng địa phương nếu không được kiểm soát.

1.2. Ô nhiễm nước và chất thải rắn

Nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất từ nhà máy bia chứa nồng độ cao BOD, COD, chất dinh dưỡng, dầu mỡ. Nước mưa chảy tràn cũng có thể mang theo các chất ô nhiễm. Chất thải rắn như xác lúa mạch, bã bia, bao bì giấy, nhôm cần được phân loại và xử lý bằng tái chế, phân huỷ hoặc xử lý vệ sinh để giảm tác động đến môi trường.

II. Các giải pháp quản lý và xử lý khí thải

Để giảm thiểu tác động môi trường từ nhà máy bia, cần triển khai các giải pháp quản lý khí thải toàn diện. Hệ thống xử lý bụi từ quá trình mở malt và gạo là biện pháp quan trọng đầu tiên, sử dụng các thiết bị như túi lọc (bag filter) hoặc tách bụi tĩnh điện. Lò hơi cần được trang bị các thiết bị giảm khí thải như các bộ lọc xúc tác (catalytic converter) hoặc scrubber để giảm SO₂ và NOₓ. Đối với hệ thống làm lạnh sử dụng khí NH₃, cần có biện pháp phòng ngừa rủi ro rò rỉ bằng bảo dưỡng định kỳ và sử dụng các thiết bị an toàn. Quá trình lên men bia phải được kiểm soát để tối ưu hóa khí CO₂ và tránh thất thoát vô tổ chức. Cần thiết lập các tiêu chuẩn giám sát liên tục chất lượng khí thải.

2.1. Hệ thống kiểm soát bụi và khí thải

Các thiết bị xử lý bụi hiện đại như túi lọc, tách bụi tĩnh điện hoặc hệ thống khí hút tập trung có hiệu suất loại bỏ trên 99%. Lò hơi cần được lắp đặt thiết bị giảm NOₓ và SO₂ như scrubber ướt hoặc bộ xúc tác chọn lọc (SCR). Phải bảo dưỡng thường xuyên để đảm bảo hiệu suất xử lý và tuân thủ tiêu chuẩn QCVN 19:2009 về khí thải từ công nghiệp.

2.2. Phòng chống sự cố và vận hành an toàn

Cần xây dựng kế hoạch ứng phó sự cố khi các hệ thống xử lý khí thải ngừng hoạt động. Thiết bị dự phòng, hệ thống báo động tự động và nhân viên huấn luyện là biện pháp phòng ngừa thiết yếu. Hệ thống làm lạnh NH₃ phải có biện pháp chống rò rỉ và khu vực xử lý khí thải cần được cách ly an toàn để bảo vệ sức khỏe lao động.

III. Quản lý và xử lý nước thải hiệu quả

Nước thải từ nhà máy bia có nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt là BOD và COD, do đó cần có hệ thống xử lý nước thải toàn diện. Phương pháp xử lý nước thải bao gồm các bước: (1) Tách dầu mỡ bằng bồn tách dầu hoặc hệ thống khí nổi; (2) Xử lý sinh học sử dụng các vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ; (3) Lắng cặn hoặc lọc để loại bỏ chất rắn lơ lửng; (4) Khử trùng bằng tia UV hoặc clo trước khi xả thải. Cần triển khai biện pháp giảm thiểu nước thải tại nguồn như tối ưu quy trình sản xuất, tái sử dụng nước, và thu gom nước mưa. Thiết lập giám sát chất lượng nước thải định kỳ và lập sổ ghi chép theo tiêu chuẩn QCVN 40:2011. Phòng ngừa sự cố bằng kiểm tra dung tích bồn, hệ thống báo động, và tập huấn nhân viên về ứng phó sự cố nước thải.

3.1. Quy trình xử lý nước thải đa giai đoạn

Xử lý nước thải sử dụng quy trình vật lý-hóa học-sinh học. Tách dầu bằng bồn tách hoặc hệ thống khí nổi (DAF), xử lý sinh học bằng bể hoạt tính bùn (ASP), lắng cặn để loại bỏ chất rắn lơ lửng, và khử trùng bằng tia UV hoặc clo. Phải kiểm tra nồng độ ô nhiễm định kỳ để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn xả thải và bảo vệ chất lượng nước mặt.

3.2. Chiến lược giảm thiểu nước thải tại nguồn

Giảm thiểu nước thải bao gồm tối ưu quy trình sản xuất, giảm nước rửa thiết bị, tái sử dụng nước trong các công đoạn phù hợp, và thu gom nước mưa để sử dụng cho rửa sân hoặc xử lý. Cần lập kế hoạch phòng chống sự cố để ứng phó nhanh khi hệ thống xử lý bị gián đoạn, bao gồm bồn chứa dự phòng và nhân viên huấn luyện.

IV. Quản lý chất thải rắn và các tác động khác

Chất thải rắn từ nhà máy bia bao gồm xác lúa mạch (từ quá trình làm malt), bã bia (từ quá trình sắc), bao bì giấy, nhôm, và chất thải sinh hoạt từ nhân viên. Cần phân loại và xử lý từng loại chất thải khác nhau: xác mạch và bã bia có thể được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón hữu cơ; bao bì giấy và nhôm được tái chế hoặc bán cho các công ty tái chế; chất thải sinh hoạt được thu gom vào bồn rác riêng biệt và xử lý vệ sinh. Bên cạnh đó, tiếng ồn từ các máy móc, máy bơm, hệ thống làm lạnh cần được kiểm soát bằng cách cách âm, lắp đặt các thiết bị giảm tiếng ồn và bảo dưỡng định kỳ. Mùi và khí từ quá trình lên men và xử lý chất thải cần được giáo dục cộng đồng và điều chỉnh hoạt động để giảm tối thiểu. Cần xây dựng hệ thống quản lý môi trường toàn diện, bao gồm giám sát định kỳ, báo cáo môi trường, và cải tiến liên tục.

4.1. Phân loại tái chế và xử lý chất thải rắn

Phân loại chất thải là bước đầu tiên: xác mạch và bã bia dùng làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón hữu cơ; bao bì giấy và nhôm được tái chế bán lại; chất thải sinh hoạt xử lý vệ sinh. Lập sổ ghi chép và báo cáo tải lượng chất thải hàng năm. Hợp tác với các công ty xử lý chất thải uy tín để đảm bảo tuân thủ quy định về chất thải rắn.

4.2. Kiểm soát tiếng ồn mùi và xây dựng hệ thống quản lý môi trường

Giảm tiếng ồn bằng cách cách âm, lắp thiết bị giảm thanh, bảo dưỡng máy móc định kỳ để tuân thủ QCVN 26:2010. Kiểm soát mùi và khí từ lên men bằng cách điều chỉnh quy trình, cách ly khu vực sản xuất, giáo dục cộng đồng. Xây dựng hệ thống quản lý môi trường ISO 14001, giám sát định kỳ các chỉ tiêu môi trường, lập báo cáo, và cải tiến liên tục để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 1.1 Giới thiệu chung về ngành sản xuất bia Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Nói một cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương vị đặc trưng của hoa houblon. Đặc biệt CO2 hoà tan trong bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hoá, ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin B1, B2, PP…). nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng.

Đối với nước ta, bia đã trở thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tuỳ theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác.1 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành công nghiệp bia thế giới 1.1 Nguồn gốc của bia Bia là một trong những đồ uống lâu đời nhất của con người. Khi ngũ cốc lần đầu tiên được trồng để làm thức ăn vào hàng ngàn năm trước, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà.

Xung quanh nó cũng có rất nhiều câu chuyện thú vị, người ta cho rằng trong một lần tình cờ khi những hạt gạo bị ướt và lên men quá trình này đã tạo thành một thức uống rất thơm ngon. Từ đó loại bia đầu tiên đã được phát hiện. Tuy nhiên, nhờ kiểm định hóa học các bình gốm cổ người ta phát hiện bằng việc lên men tự nhiên, bia đã được phát minh một cách độc lập giữa các nền văn minh trên toàn thế giới. Và tương tự như rượu vang, bia đã được sản xuất khoảng 7.000 năm TCN ở vùng Lưỡng Hà, Iran ngày nay.2 Lịch sử phát triển của bia 5 Ở đầu cho thời đại của bia không thể bỏ qua người Sumeria, họ có đến 20 hãng sản xuất bia.

Ở thời điểm đó do không được lọc nên bia có màu đục, nên khi uống phải dùng ống hút. Dần dần ngành nấu bia được phổ biến sang các nước lân cận trong vùng Lưỡng Hà. Ở triều đại thời Babylon cổ, vua Hammurabi có đạo luật sản xuất bia phân phối cho mọi người như một phần ăn và không được bán mà chỉ trao đổi bằng lúa mạch. Ở thời Cộng hòa La Mã, bia từng được người La Mã yêu thích đã bị hất hủi và chỉ thích hợp cho những người man rợ (Hanibal), khi có sự xuất hiện của rượu vang và được ưa chuộng hơn.

Có thể bạn chưa biết, nhưng ở thời Trung cổ các tu viện được coi là nơi sản xuất bia hàng đầu, khi pha chế các tu sĩ thường dùng nhiều loại thảo mộc khác nhau vào bia để cải thiện hương vị, giúp bảo quản lâu hơn. Hình 1: Hình ảnh hoa bia: sự góp mặt đã làm thay đổi xu hướng sản xuất bia Hoa bia bắt đầu được trồng và khai thác tại Pháp vào thế kỷ thứ 9, giống hoa này khi pha chế bia sẽ tạo nên vị đắng và bảo quản hương vị lâu hơn. Từ thời Trung cổ ở châu Âu, bia thường được sản xuất trong hộ gia đình. Dần dần đến khoảng thế kỷ 14 và 15, từ việc sản xuất bia theo hộ gia đình được chuyển sang hoạt động thủ công.

Ở Anh trong thế kỷ 15, loại bia không chứa hoa bia thường được gọi là ale, bia có chứa hoa bia thì gọi là “bia” – “beer” tiếng Anh. Đến thế kỷ 16, các loại bia có nồng độ cao và bia sử dụng hoa bia đều được gọi là ale. 6 William IV, Công tước xứ Bavaria, đã thông qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết) vào năm 1516. Trước năm 1857, Reinheitsgebot qui định thành phần của bia chỉ bao gồm nước, lúa mạch hoa bia.

Đến năm 1857 được bổ sung thêm men bia sau phát kiến của Louis Pasteur (1822-1895). Thời gian sau Reinheitsgebot của người Bavaria đã được áp dụng trong cả nước Đức và đến ngày nay, Reinheitsgebot vẫn được coi là tiêu chuẩn của độ tinh khiết cho bia, mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi xung quanh nó.Đến thế kỷ 16, trong một lần tình cờ khi bia được lưu trữ ở hầm lạnh một thời gian dài, nhờ vậy dòng bia lager (bia lạnh) đã được phát hiện và sản xuất nhiều hơn ale. Vào cuối thế kỷ 19, trong các cuộc cách mạng công nghiệp, việc sản xuất bia nhỏ lẻ không còn đáng kể và được chuyển từ thủ công sang công nghiệp. Đồng thời sự ra đời và phát triển của phù kế – nhiệt kế cũng đã thay đổi việc làm bia.

Ngày nay, bia đã trở thành một loại thức uống phổ biến được ưa thích nhất trên thế giới, ngành công nghiệp bia phát triển vượt bật, nó trở thành một nền kinh doanh toàn cầu.2 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành sản xuất bia ở Việt Nam Bia du nhập vào Việt Nam từ cuối thế kỷ 19 thông qua người Pháp. Cụ thể, ông Alfred Hommel đã thành lập xưởng bia đầu tiên tại Hà Nội vào năm 1980, nhằm thoả mãn nhu cầu uống bia của lính Pháp cùng người dân viễn xứ. Dân ta khi ấy vẫn chưa thực sự đón nhận loại thức uống phương Tây này cho lắm, đơn giản vì họ vẫn còn quen với các loại rượu gạo truyền thống. Từ xuất phát điểm là 30 nhân công giúp sản xuất ra khoảng 150 lít bia/ ngày, nhà máy của ông Hommel đã phát triển đến 300 nhân công cùng khoảng 5 triệu lít bia/ năm sau 45 năm.

Trong giai đoạn đó, bia dần trở thành thức uống được ưa chuộng. Không chỉ mang tính giải khát nhẹ nhàng hơn các loại rượu gạo truyền thống, bia còn mang giá cả phải chăng hơn nhiều so với các loại rượu nhập khẩu khác ở thời điểm đấy. Đến năm 1957, nhà máy bia Hommel thuộc về quyền kiểm soát của nhà nước, chính thức trở thành nhà máy bia Hà Nội, là tiền đề của Tổng công ty cổ phần Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội (HABECO) ngày nay. Vào năm 1960, nhà máy bia Hà Nội đã cho ra đời một tuyệt phẩm làm say lòng bao thế hệ người Việt.

Đó chính là bia hơi. 7 Đặc điểm chính của bia hơi chính là độ cồn nhẹ – tầm 2-4%, hương vị béo thơm – có sự biến chuyển khá rõ từ sáng sớm đến chiều tối, và thường được sản xuất lẫn tiêu thụ trong ngày mà không qua giai đoạn thanh trùng lẫn pha trộn chất bảo quản. Đấy là còn chưa kể đến giá thành cực kỳ phải chăng, tầm 7 đến 10 ngàn đồng/ly, khiến bia hơi trở thành một nhân tố phổ biến trên thực đơn của các quán vỉa hè cho đến nhà hàng cao cấp. Xuyên suốt thập niên 1990, các loại bia phổ biến và được tiêu thụ nhiều tại Việt Nam cũng không nhiều đổi thay, chủ yếu thuộc dòng lager đóng chai và đóng lon từ các thương hiệu bia trong nước lẫn quốc tế.

Nhưng đến đầu những năm 2000, tại Thành phố Hồ Chí Minh bắt đầu xuất hiện các nhà hàng phục vụ bia Tiệp, được thiết kế với xưởng chế biến bia ngay trong khuôn viên của mình. Đi đầu và nổi tiếng nhất trong số đó có lẽ là Hoa Viên Brauhaus, hay còn mang danh là ‘nhà hàng nấu bia’ đầu tiên tại Việt Nam. Đây là thành quả hợp tác văn hóa giữa Cộng hòa Séc với nước ta, ứng dụng công nghệ nấu bia truyền thống của thành phố Pilsen (vốn vang danh toàn cầu với bia Pilsner) do các chuyên gia nước bạn chia sẻ, nhằm cho ra đời những mẻ bia lager tươi đậm phong cách châu Âu ngay tại nhà hàng. Bia thủ công của Việt Nam không đơn thuần là sự sao chép nguyên bản từ quá trình ủ nấu và thành phần từ u Mỹ, mà lồng ghép trong mình những nguyên liệu đậm chất địa phương như trái cây nhiệt đới và các loại gia vị độc lạ nhằm cho ra đời các hương vị hoàn toàn mới đầy thu hút.

Không ít người cho rằng, một khi đã thưởng thức và trót yêu bia thủ công, bạn sẽ không thể nào quay lại với các loại bia phổ thông vốn có trên thị trường. Và cứ như vậy, dòng chảy lịch sử bia tại Việt Nam cứ thứ tiếp diễn. Với con số thống kê dự đoán đà tăng trưởng của ngành kinh doanh và tiêu thụ rượu bia tại nước ta, con đường sáng tạo và những cơn sốt mới vẫn sẽ còn chờ đối với ngành công nghiệp bia.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam 1.1 Nhu cầu tiêu thụ bia trên toàn thế giới Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng như một thứ giải khát thông dụng. 8 Hiện nay Bia là một trong những thức uống được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới.

Theo dữ liệu mới nhất từ Kirin Holdings, thế giới tiêu thụ tổng cộng 177 triệu kilô lít bia trong năm 2020 (1 kilô lít tương đương 1. Đồ họa thông tin đưới đây thể hiện 25 quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất nhất thế giới, dựa trên dữ liệu của Kirin Holdings - công ty Nhật Bản theo dõi con số này từ năm 1975. Hình 1: Đồ hoạ thông tin thể hiện 25 quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất thế giới, dựa trên dữ liệu của Kirin Holdings- công ty Nhật Bản Trong đó, Trung Quốc là quốc gia đứng số 1 với hơn 36 triệu kilô lít bia được tiêu thụ trong năm 2020. Con số này đủ để lấp đầy hơn 14.000 bể bơi kích cỡ tiêu chuẩn Olympic.

Quốc gia đông dân nhất thế giới chiếm khoảng 23% tổng lượng bia được tiêu thụ toàn cầu. 9 Theo sau là Mỹ với 24 triệu kilô lít bia tiêu thụ trong năm 2020, chiếm 13,6% toàn cầu. Không chỉ uống bia, Mỹ cũng là nước sản xuất bia lớn thứ hai thế giới, chỉ sau Trung Quốc. Việt Nam xếp thứ 9 thế giới về lượng bia tiêu thụ với hơn 3,8 triệu kilô lít trong năm 2020, chiếm 2,2% toàn cầu.

Xét về lượng bia tiêu thụ trên đầu người, Cộng hòa Séc là quốc gia đứng số một. Bình quân một người Séc uống hơn 181 lít bia trong năm 2020. Theo sau là Áo và Ba Lan với lần lượt 96,8 và 96,1 lít.