Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao cho nhà máy sản xuất thực phẩm ACECOOK việt nam

TS Đoàn Thu Hà, được sự ủng hộ động viên của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, cùng với sự nỗ lựcphấn đấu của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật cơ sở hạ

LỜI CAM ĐOAN

Tên tác giả: Bùi Tiến Đạt

Học viên cao học lớp: 23CTN21

Mã số học viên: 1582580210002

Người hướng dẫn: PGS TS Đoàn Thu Hà

Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu

cơ cao cho Nhà máy sản xuất thực phẩm Acecook Việt Nam”.

Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn được làm dựa trên các số liệu, tư liệu được thuthập từ các nguồn thực tế… để tính toán ra các kết quả, đánh giá và đưa ra một số đềxuất giải pháp Các số liệu, kết quả trong Luận văn là trung thực và chưa từng đượccông bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày……tháng….năm 2017

Tác giả luận văn

Bùi Tiến Đạt

LỜI CÁM ƠN

Sau quá trình học tập, nghiên cứu dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Đoàn Thu

Hà, được sự ủng hộ động viên của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, cùng với sự nỗ lựcphấn đấu của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật cơ

sở hạ tầng đúng thời hạn và nhiệm vụ với đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao cho Nhà máy sản xuất thực phẩm Acecook Việt Nam”.

Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã có cơ hội học hỏi và tích lũy thêm được nhiềukiến thức và kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc của mình

Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý số liệuvới khối lượng lớn nên những thiếu sót của luận văn là không thể tránh khỏi Do đó tácgiả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng nhưnhững ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp

Qua đây tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS TS Đoàn Thu

Hà, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cung cấp những tài liệu, thôngtin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Thủy Lợi, các thầy giáo, cô giáo Khoa

Kỹ thuật Tài nguyên nước, các thầy cô giáo các bộ môn đã truyền đạt những kiến thứcchuyên môn trong suốt quá trình học tập

Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các cơ quan, đơn vị đã nhiệt tình giúp đỡ tác giảtrong quá trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn này

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đãđộng viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành Luậnvăn

Xin chân thành cảm ơn./.

Hà Nội, ngày……tháng….năm 2017

Tác giả

Bùi Tiến Đạt

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH .v DANH MỤC BẢNG BIỂU .vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ vii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của Đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .4

1.1.Tổng quan về nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao 4

1.1.1 Nguồn gốc, thành phầnvà số lượng nước thải 4

1.1.2 Các tính chất của nước thải 5

1.1.3 Đặc trưng của nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao .10

1.1.4 Hiện trạng ô nhiễm nước thải giàu chất hữu cơ 12

1.1.5 Một số công trình nghiên cứu về xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao……… 14

1.2 Tình hình chung của thế giới và Việt Nam về xử lý nước thải hiện nay 15

1.2.1 Trên thế giới 15

1.2.2 Tại Việt Nam 15

1.3 Tổng quan về Công ty Acecook Việt Nam và tình hình xử lý nước thải của Công ty…… .17

1.3.1 Lịch sử hình thành phát triển 17

1.3.2 Loại hình và quy mô sản xuất 18

1.3.3 Nước thải và tình hình xử lý nước thải tại các nhà máy thuộc Acecook hiện nay .18

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ ĐỀXUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠCAO 21

2.1 Cơ sở lý thuyết các phương pháp, công nghệ xử lý nước thải phổ biến hiện nay 212.1.1 Phương pháp xử lý cơ học 212.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý 22

24

2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học 25

2.2 Cơ chế chuyển hóa sinh học các chất bẩn hữu cơ trong nước thải 30

2.2.1 Cơ chế chuyển hóa sinh học các chất bẩn hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong công trình XLNT 30

2.2.2 Cơ chế XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí 32

2.2.3 Cơ chế xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện yếm khí 35

2.3 Phân tích, đề xuất công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao cho Công ty Acecook Việt Nam 38

2.3.1 Tiêu chí lựa chọn công nghệ 38

2.3.2 Phân tích cơ sở lý thuyết một số công nghệ xử lý 39

2.3.3 Đề xuất lựa chọn công nghệ XLNT có hàm lượng chất hữu cơ cao cho Công ty Acecook Việt Nam .51

2.4 Kết luận 54

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ CAO CHO NHÀ MÁY ACECOOK VIỆT NAM – CHI NHÁNH HƯNG YÊN 55

3.1 Giới thiệu về Nhà máy Acecook Việt Nam – Chi nhánh Hưng Yên 55

3.1.1 Sản phẩm và công nghệ sản xuất 56

3.1.2 Nước thải và tình hình xử lý nước thải của Nhà máy Acecook Hưng Yên 58

3.2 Nghiên cứu, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Aecook Việt Nam – Chi nhánh Hưng Yên 62

3.2.1 Yêu cầu chung 62

3.2.2 Chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra 62

3.2.3 Công suất trạm xử lý 63

3.2.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý .64

3.2.5 Tính toán, thiết kế một số hạng mục công trình chính 70

3.2.6 Đánh giá kinh tế - kỹ thuật .80

3.3 Kết luận 84

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ .85

Kết luận 85

Kiến nghị 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Các loại chất rắn trong nước thải 6

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chất hữu cơ trong nước 8

Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp hệ thống các công trình XLNT bằng phương pháp cơ học 22

Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp hệ thống các công trình XLNT bằng phương pháp hoá học24 Hình 2.4.Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT theo phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên .26

Hình 2.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT theo phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 28

Hình 2.6 Sơ đồ cân bằng BOD trong công trình XLNT bằng PP sinh học hiếu khí 31

Hình 2.7.Sơ đồ tổng quát quá trình chuyển hoá chất bẩn trong công trình XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí 33

Hình 2.9.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sử dụng công nghệ bùn hoạt tính gián đoạn theo mẻ SBR 40

Hình 2.10.Các giai đoạn hoạt động trong một chu kỳ của bể SBR 41

Hình 2.11 Mô phỏng hoạt động của bể SBR để xử lý Cacbon, Nito và Photpho 42

Hình 2.12 Mô hình hoạt động quá trình AAO truyền thống 44

Hình 2.13 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải AA/O 45

Hình 2.14 Mặt cắt lớp màng vi sinh vật trên giá thể mang K1 48

Hình 2.15 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải AA/O & MBBR 49

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mì ăn liền 57

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phân xưởng bột nêm 58

Hình 3.3 Sơ đồ quy trình sản xuất phân xưởng dầu sa tế 58

Hình 3.4.Sơ đồ công nghệ XLNT công nghệ AAO&MBBR 66

Hình 3.5 Mặt đứng Modul xử lý bậc 1 – Bể lọc kỵ khí dòng chảy ngược UAFB 72

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần nước thải một ngành sản xuất công nghiệp 5

Bảng 1.2 Một vài đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp 11

Bảng 1.3 Hệ số ô nhiễm nước thải cho một tấn sản phẩm mì ăn liền 13

Bảng 1.4 Chất lượng nước thải các nhà máy sản xuất Acecook Việt Nam 19

Bảng 2.1 Các tiêu chí về công nghệ xử lý nước thải 38

Bảng 2.2 Đánh giá lựa chọn công nghệ XLNT giàu chất hữu cơ 51

Bảng 3.1 Tổng hợp nguồn gốc và thành phần nước thải Nhà máy Acecook Chi nhánh Hưng Yên 59

Bảng 3.2 Kết quả phân tích chất lượng nước thải của Nhà máy Acecook (Chi nhánh Hưng Yên) 60

Bảng 3.3 Kết quả phân tích chất lượng nước thải của Công ty Cổ phần Acecook 62

(Chi nhánh Hưng Yên) 62

Bảng 3.4 Quy chuẩn nước thải đầu ra, mức A theo QCVN 40:2011/BTNMT 63

Bảng 3.5 Chất lượng nước thải trước và sau khi qua công trình xử lý bậc 1 73

Bảng 3.6 Khái toán tổng mức đầu tư xây dựng công trình 80

Bảng 3.7 Bảng khái toán chi phí vận hành 84

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra mạnh mẽ trên cả nước đã vàđang làm thay đổi hàng ngày nền kinh tế xã hội cũng như mọi mặt của cuộc sống Bêncạnh sự phát triển đó cũng đã gây ra những vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ônhiễm môi trường nước nói riêng mà trong đó ô nhiễm chất hữu cơ nguồn nước đang

có chiều hướng gia tăng mạnh mẽ Nguồn nước thải có hàm lượng hữu cơ cao thườngxuất hiện trong nước thải công nghiệp liên quan chủ yếu tới chế biến thực phẩm vàmột số ngành khác Đây là ngành công nghiệp sử dụng lượng nước đầu vào lớn nênlượng nước thải từ ngành công nghiệp này cũng rất cao Tuy thành phần nước thảicông nghiệp chế biến thực phẩm khá giống với nước thải sinh hoạt nhưng thành phầncác chất trong nước thải như: C, N, P… lại cao hơn hẳn Yêu cầu về xử lý nước thải cóhàm lượng hữu cơ cao trong ngành công nghiệp thực phẩm đang hết sức cấp bách, cầnphải giải quyết ngay

Là công ty thực phẩm tổng hợp hàng đầu tại Việt Nam với hệ thống 10 nhà máy sảnxuất từ Bắc đến Nam, Acecook đóng góp phần quan trọng trong thị trường chế biếnthực phẩm Việt Nam Bên cạnh những thành quả đạt được, Acecook đang phải đối mặtvới vấn đề xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường tiếp nhận sao cho hiệu quả vàkinh tế

Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao đạt yêu cầu xả thải luôn là vấn đề đặt rakhi lựa chọn công nghệ xử lý Nước thải sản xuất tại các cơ sở sản xuất của Acecook

có các chỉ tiêu cơ bản chỉ thị ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD, N, P, dầu mỡ vượt chỉtiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn nhiều lần Cụ thể như BOD vượt 10 - 24 lần, tổngNito vượt từ 5- 11 lần, tổng Photpho vượt 3-7 lần Do có hàm lượng hữu cơ cao, cặn

lơ lửng lớn nếu không được xử lý triệt để khi vào nguồn tiếp nhận sẽ bị phân hủy visinh và giải phóng ra các chất khí như CO2, CH4, H2S gây mùi hôi thối và giảm nồng

độ oxy hoà tan trong nước của nguồn nước tiếp nhận Mặt khác các muối nitơ, phốtpho trong nước thải dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực, làm hạn chếviệc sử dụng tài nguyên nước Mặt khác, các muối nito, phốt pho…trong nước thải dễ

gây hiện tượng phú dưỡng cho các thủy vực, làm hạn chế việc sử dụng tài nguyênnước.

Xuất phát từ thực tiễn đó, cần có một nghiên cứu về công nghệ phù hợp với điều kiệnViệt Nam để XLNT có hàm lượng chất hữu cơ cao trong ngành công nghiệp thựcphẩm nước ta nói chung và Công ty Acecook nói riêng đã được đặt ra Đây là yêu cầurất cấp thiết góp phần đưa ngành công nghiệp thực phẩm nước ta phát triển bền vữnggắn với bảo vệ môi trường

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

- Đề xuất được công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng hữu cơ cao thích hợp, ápdụng cho đối tượng điển hình là Nhà máy sản xuất thực phẩm Acecook ViệtNam (Chi nhánh Hưng Yên)

- Xác định được quy mô, công suất và thiết kế hệ thống xử lý cho Nhà máyAcecook Việt Nam, chi nhánh Hưng Yên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên

cứu

a Đối tượng của đề tài

Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

b Phạm vi của đề tài

- Các Nhà máy sản xuất thực phẩm Acecook tại Việt Nam;

- Địa điểm nghiên cứu điển hình: Nhà máy Acecook chi nhánh Hưng Yên (thị trấnNhư Quỳnh, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên)

4 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá tổng quan về nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao và tình hình xử

lý của Công ty Acecook Việt Nam;

- Cơ sở khoa học các công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng hữu cơ cao;

- Đánh giá lựa chọn công nghệ xử lý, tính toán hệ thống xử lý nước thải cho Nhàmáy Acecook Việt Nam – Chi nhánh Hưng Yên.

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa có chọn lọc: Kế thừa các số liệu, nghiên cứu đã có để đánhgiá, phân tích…

- Phương pháp thống kê, phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập những tài liệu,

số liệu có sẵn từ Công ty Cổ phần Acecook Việt Nam; Nhà máy Acecook chinhánh Hưng Yên, các nghiên cứu tại Việt Nam cũng như trên thế giới về nướcthải nói chung và nước thải giàu hữu cơ nói riêng

- Phương pháp so sánh: Phân tích về những ưu, nhược điểm của từng công nghệ

xử lý nước hiện nay, từ đó đưa ra công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện đốitượng nghiên cứu điển hình

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

1.1.1 Nguồn gốc, thành phần và số lượng nước thải

Nước thải có nguồn gốc là nước cấp, nước thiên nhiên sau khi phục vụ đời sống conngười như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh, giải trí, sản xuất hàng hóa, chăn nuôi v.v…vànước mưa bị nhiễm bẩn các chất hữu cơ và vô cơ và vi trùng gây bệnh thải ra nguồntiếp nhận

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đó cũng là

cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý sau này Có thể phân loạinước thải một cách chung nhất là: Nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất, nước mưa

và nước thấm chảy vào hệ thống cống

Nước thải sinh hoạt: Là nước thải được bỏ đi sau khi sử dụng cho các mục đích sinh

hoạt của con người Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện,trường học, nhà ăn cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất tương tựnhư nước thải sinh hoạt Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơlớn (từ 55 ÷ 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vậtgây bệnh[1] Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơcần thiết cho các quá trình chuyển hoá chất bẩn trong nước Thành phần nước thải sinhhoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước, điều kiện trangthiết bị vệ sinh,…

Nước thải công nghiệp: Là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công

nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như khi tiếnhành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sản xuất của người dân.Khác với nước thảisinh hoạt có những đặc tính và chỉ tiêu chất lượng chung, nước thải công nghiệp cóđặc tính và chất lượng rất khác nhau tùy thuộc vào từng loại hình công nghiệp, mức độtrang bị công nghệ Đối với nước thải phát sinh từ các ngành công nghiệp như công

luôn có hàm lượng chất hữu cơ cao hơn các ngành công nghiệp khác.

Bảng 1.1 Thành phần nước thải một ngành sản xuất công nghiệp

1.1.2 Các tính chất của nước thải

Để quản lý chất lượng môi trường nước được tốt, cũng như trong việc thiết kế, lựachọn công nghệ và thiết bị xử lý hợp lý, cần hiểu rõ bản chất của nước thải Dưới đây

là một số tính chất chính của nước thải

1.1.2.1 Tính chất vật lý

Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: Các chất rắn, độđục, màu sắc, mùi vị, nhiệt độ, lưu lượng

a Các chất rắn trong nước thải

Nước thải là hệ đa phân tán bao gồm nước và các chất bẩn Theo Stroganov X.N., cácnguyên tố chủ yếu tham gia trong thành phần nước thải là cacbon, hydro, ôxy và nitơứng với công thức trung bình C12H26O6N Các chất bẩn trong nước thải có các thành

phần hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới dạng cặn lắng, các chất rắn không lắng được là cácchất hoà tan và dạng keo.

Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng nhất của nước thải Các chất rắn khônghoà tan có hai dạng: chất rắn keo và chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng (SS) được giữlại trên giấy lọc kích thước lỗ 1,2 m, bao gồm chất rắn lơ lửng lắng được và chất rắn

lơ lửng không lắng được Phân loại chất rắn trong nước thải nêu trên hình sau:

Chất rắn hoà tan Chất rắn keo Chất rắn lơ lửng

TSTDS TSS

Kích thước hạt, mm

10-8 10-7

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10 1

Khử bằng keo tụ Lắngđược

b Màu sắc

Hình 1.1 Các loại chất rắn trong nước thải

Đây là một trong những thông số để xác định chất lượng nước màu của nước thườngđược phân thành 2 dạng: màu thực do các chất hòa tan hoặc dạng hạt keo; màu biểukiến là màu của các chất lơ lửng trong nước sau khi lọc bỏ các chất không tan

c Mùi vị

Nước sạch là nước không mùi vị Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiện của hiệntượng ô nhiễm Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm củachất gây ô nhiễm

d Độ đục

Một trong những đặc điểm dễ nhận biết về sự ô nhiễm của nước, đó chính là độ trongcủa nước, được xác định thông qua độ đục Độ đục của nước có được là do sự tồn tạicác chất lơ lửng trong nước như tảo, vi sinh vật, đất sét, bọt xà phòng, các chất tẩy rửa,

…

e Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nguồn nước sạch ban đầu,bởi vì có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy móc thiết bịcông nghiệp Khi nhiệt độ của nước tăng lên sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoà tan ôxy

trong nước, tốc độ hoạt động của các vi khuẩn trong nước thải.

a Các hợp chất hữu cơ trong nước thải

Trong nước thải tồn tại nhiều tạp chất hữu cơ nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo:polysacarit, protein, hợp chất hữu cơ chứa nitơ, axit humic, lipit (dầu, mỡ), phụ giathực phẩm, chất hoạt động bề mặt, phenol và các chất thuộc họ của chúng (chất thảicủa người, động vật, thực vật, chất bảo vệ thực vật, dược phẩm, thuốc màu, nhiên liệu,

…), chất hữu cơ tạo phức, hydro cacbon và dẫn xuất của chúng

Các hợp chất hữu cơ có thể tồn tại dưới dạng hoà tan, keo, không hoà tan, bay hơihoặc không bay hơi, dễ phân huỷ hoặc khó phân huỷ,… Phần lớn chất hữu cơ trongnước đóng vai trò cơ chất đối với vi sinh vật Nó tham gia vào quá trình dinh dưỡng vàtạo năng lượng cho vi sinh vật

Người ta thường xác định tổng các chất hữu cơ Các thông số thường được chọn làtổng hàm lượng cacbon hữu cơ (TOC), một phần hoà tan của nó là lượng cacbon hữu

cơ hoà tan (DOC), lượng chất hữu cơ có thể ôxy hoá hoá học ứng với thông số nhu cầuôxy hoá học (COD), lượng chất hữu cơ có thể bị ôxy hoá sinh hoá ứng với sự tiêu thụôxy của vi khuẩn (BOD).Giữa đại lượng COD và BOD có mối quan hệ với nhau Tuynhiên tỷ lệ này thay đổi đối với từng loại nước thải, nước nguồn và cả trong quá trình

xử lý Mối quan hệ giữa ThOD, BOD5, COD theo K2Cr2O7 và theo KMnO4 được thểhiện tại Hình 1.2 dưới đây:

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chất hữu cơ trong nước

Thông thường trong nước thải sinh hoạt ở điều kiện 200C sau 5 ngày lượng ôxy tiêu thụ chủ yếu cho ôxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ cacbon (BOD5) và sau 20 ngày lượng ôxy tiêu thụ cho quá trình sinh hoá là ổn định (BOD20) Mối quan hệ giữa các nhu cầu ôxy trong nước thải sinh hoạt có thể xác định gần đúng theo tỷ lệ:

ThOD : COD(K2Cr2O7) : BOD20 : COD(KMnO4) : BOD5 = 1: 0,95: 0,71: 0,65: 0,48

b Các hợp chất vô cơ trong nước thải

Độ pH: Giá trị pH của nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý, cho phép

ta lựa chọn phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quátrình xử lý nước

Độ kiềm: Đặc trưng cho khả năng trung hoà axit, thường là độ kiềm bicacbonat,

cacbonat và hydroxit Độ kiềm thực chất là môi trường đệm (để giữ pH trung tính) củanước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hoá

Clo: Clo tồn tại trong nước thải chủ yếu ở dạng Cl- Nồng độ clo trong nước thải

thường cao hơn trong nước nguyên chất

Nitơ: Trong nước thải, các hợp chất chứa nitơ là sản phẩm của quá trình phân huỷ sinh

học của protein Nitơ thường tồn tại ở các dạng: N hữu cơ, N-NH3, N-NO2, N-NO3 Nhữu cơ thường gồm các thành phần tự nhiên như: peptit, protein, urê, axit nucleic vàmột lượng lớn các hợp chất hữu cơ tổng hợp N-NH3 là thành phần tự nhiên có trongnước thải, nó là sản phẩm đầu tiên của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ chứa N

và quá trình thuỷ phân của urê N-NO2 là sản phẩm trung gian của quá trình ôxy hoánitơ, có thể thâm nhập vào môi trường nước do việc sử dụng các chất ức chế sự ăn

mòn dùng trong công nghiệp N-NO3 là kết quả của quá trình ôxy hoá amôni Sự hiệndiện của nitơ trong nước thải là cần thiết để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bằngquá trình sinh học.

Photpho: Cũng giống như Nito, là chất dinh dưỡng cần thiết cho tất cả các tế bào sống

và là thành phần tự nhiên của nước thải Tuy nhiên, nếu nồng độ Phốt pho trong nướcthỉa xả ra thủy vực tiếp nhận quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng Phốtpho thường ở dạng photphat vô cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, ure,phân bón dung trong nông nghiệp và chất tẩy rửa trong sinh hoạt

Lưu huỳnh:Là nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp các protein Các ion SO4

2-thường hiện diện trong nước cấp và cả nước thải Sunfat bị biến đổi sinh học thànhsunfit, sau đó có thể kết hợp với hydro tạo thành H2S

Các kim loại nặng: Sắt, đồng, chì, kẽm, crom (đặc biệt là crom hóa trị 6), asen,

antimon, nhôm,…thường tồn tại trong nước ở dạng là những chất thuộc nhóm độc hại.Chúng phát sinh từ những nguồn gốc khác nhau, chủ yếu là do các hoạt động côngnghiệp và có ảnh hưởng không tốt cho quá trình xử lý nước thải bằng phương phápsinh học

1.1.2.3 Tính chất sinh học

Nói đến tính chất sinh học của nước thải là đề cập đến các loài sinh vật có trong nướcthải, bởi vì chính sự có mặt, vắng mặt hay phát triển quá mức của chúng sẽ chỉ ra đượcnguồn nước đang ở tình trạng như thế nào Các thành phần sinh học chính bao gồm:

- Các động vật nước;

- Các thực vật nước;

- Động vật nguyên sinh, vi khuẩn, virut,…

Độ bẩn sinh học của nước thải: Nước thải chứa nhiều vi sinh vật trong đó có nhiều vi

trùng gây bệnh: thương hàn, kiết lỵ, sốt vàng da, bệnh đường ruột, các loại trứng giunsán Để xác định độ bẩn sinh học của nước thải người ta tiến hành phân tích sự tồn tạicủa 1 loại vi khuẩn đặc biệt (trực khuẩn coli), mặc dù nó không phải là loại vi khuẩn

gây bệnh điển hình song sự tồn tại của nó chứng tỏ có sự tồn tại của các loại vi khuẩngây bệnh khác.

Mức độ nhiễm bẩn sinh học của nước thải xác định bằng các chỉ tiêu sau đây:

- Chuẩn số Coli (coli - titre): Thể tích nước thải ít nhất (ml) có 1 coli Đối vớinước thải sinh hoạt chuẩn số này là 0,0000001

- Tổng số Coliform: Số lượng vi khuẩn dạng coli trong 100ml nước (tính bằngcách đếm trực tiếp số lượng coli hoặc xác định theo phương pháp MPN)

1.1.3 Nguồn gốc, đặc trưng của nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

1.1.3.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có nguồn gốc phát sinh từ nhiều nguồn khácnhau, trong công nghiệp nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao thường xuất hiệntrong nước thải công nghiệp ngành chế biến thực phẩm và một số ngành công nghiệpkhác (dệt nhuộm, giấy,…) Thành phần nước thải thải ra môi trường tùy thuộc vàonguồn phát sinh ra chúng ứng với mỗi loại hình công nghiệp khác nhau Ví dụ như:

- Ngành công nghiệp giấy: Thành phần chủ yếu là ligin hòa tan trongkiềm, ngoài ra còn sản phẩm phân hủy của các hidrocacbon và các axit hữu cơ,chất tẩy rửa độc hại như clo hữu cơ…

- Ngành công nghiệp dệt nhuộm: Thành phần chủ yếu là hợp chất chứa ni

tơ, dầu mỡ, các loại thuốc nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu,hóa chất tẩy giặt…

- Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm: Thành phần rất giàu các chất hữu cơnhư protein, lipit, các axitamin, N – amon, peptit, các axit hữu cơ, mercaptan,…)

- …

Bảng 1.2 Một vài đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp

để đưa ra các phương pháp xử lý hợp lý đạt hiệu quả trong kinh tế và kỹ thuật

1.1.3.2 Đặc tính nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao là loại nước thải khó xử lý với các chỉ số ônhiễm điển hình như BOD (nhu cầu oxy sinh hóa) > 300mg/l; COD (nhu cầu oxy hóahọc) > 1.500 mg/l; nồng độ T-N > 85 mg/l, T-P > 20 mg/l cao hơn rất nhiều so với cácloại nước thải thông thường Do vậy mà mức độ ô nhiễm của nước thải loại này là rấtlớn, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe người dân nếu không được xử lýtriệt để

Đặc tính: Hàm lượng chất hữu cơ là yếu tố quan trọng trong nước thải loại này Dựa

vào đặc điểm dễ bị phân hủy do vi sinh vật có trong nước ta có thểphân các chất hữu

cơ thành hai nhóm:

- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: Đó là các hợp chất protein,hidratcacbon, chất

béo nguồn gốc động vật và thực vật Đây là các chất gây ônhiễm chính có nhiềutrong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các xí nghiệp chếbiến thực phẩm.Các hợpchất này chủ yếm làm suy giảm oxi hòa tan trong nướcdẫn đến suy thoái tàinguyên thủy sản và làm giảm chất lượng nước cấp sinhhoạt

- Các chất hữu cơ khó bị phân hủy: Các chất loại này thuộc các chất hữucơ có

vòng thơm (hidrocacbua của dầu khí), các chất đa vòng ngưng tụ, các hợpchất

clo hữu cơ, phốt pho hữu cơ… Trong số các chất này có nhiều hợp chất làcácchất hữu cơ tổng hợp Hầu hết chúng đều có độc tính đối với con người vàsinhvật Chúng tồn lưu lâu dài trong môi trường và trong cơ thể sinh vậtgây độc tíchlũy, ảnh hưởng nguy hại đến cuộc sống.

Quá trình phân giải chất hữu cơ trong nước: Chất hữu cơ có trong nước thải được xả

vào tự nhiên nếu không qua quá trình xử lý sẽ xảy ra quá trình phân hủy như sau:

- Quá trình phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh yếm khí gồm có ba giai đoạn nối tiếpnhau Thuỷ phân (bẻ gãy) các phân tử hữu cơ lớn như polyme, lipit, protein,hydrat carbon thành các phân tử nhỏ như monosacharit, axit amin, chúng là nhữngnguyên vật liệu thích hợp cho quá trình tổng hợp tế bào và trao đổi chất của loại

vi sinh tạo axit thuộc nhóm acidogens ở giai đoạn thứ hai

- Giai đoạn thứ hai là giai đoạn chuyển hoá các sản phẩm đã thuỷ phân thành axit(loại vi sinh acidogens như Clotridium spp, Peptococus anaerobus,Difidobacterium spp, Desulphovibrio spp )

- Giai đoạn tạo khí metan và carbon dioxit được thực hiện bởi nhóm vi sinhmethanogens (tạo ra metan) Loại vi sinh đáng quan tâm nhất là loại sử dụng axitaxetic và hydro, chúng có tốc độ phát triển chậm vì vậy giai đoạn hình thành khímetan thường là bước chậm nhất Ngoài axit axetic, loại vi sinh tạo metan chỉ cókhả năng sử dụng một số loại hạn chế các cơ chất khác như format, acetatmethanol, methylamin Chủng vi sinh tạo metan và axit có chung lợi ích và tồntại, nương tựa nhau trong thế cân bằng động

1.1.4 Hiện trạng ô nhiễm nước thải giàu chất hữu cơ

Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra mạnh mẽ trên cả nước đang làmthay đổi hàng ngày nền kinh tế xã hội cũng như mọi mặt của cuộc sống Đồng thời sựphát triển đó cũng đã gây ra vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm nguồnnước nói riêng mà trong đó ô nhiễm chất hữu cơ nguồn nước đang có chiều hướng giatăng mạnh mẽ

Trong đó, riêng ngành chế biến thực phẩm có tác động lớn trong vấn đề ô nhiễm môi

trường bởi nước thải giàu chất hữu cơ Qua các số liệu thu thập khảo sát cho thấy nướcthải sản xuất của các Xí Nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất rượu bia, cơ sở giết mổgia súc… đều vượt tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn do các chất hữu cơ và dầu mỡhiện diện trong nước thải quá cao Các chỉ tiêu cơ bản chỉ thị ô nhiễm hữu cơ là COD,BOD, SS, N-NO3, N-NH4, N-org, P-PO4, dầu mỡ,…hàm lượng hữu cơ cao, vượt từ12-24 lần tiêu chuẩn cho phép, dầu mỡ cao gấp 10-30 lần tiêu chuẩn cho phép.

Theo nghiên cứu của trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA, để sản xuất ra được

1 tấn mì ăn liền thành phẩm thì phải đưa vào môi trường 8m3 nước thải chứa hàmlượng BOD, COD, SS, dầu mỡ cao

Bảng 1.3 Hệ số ô nhiễm nước thải cho một tấn sản phẩm mì ăn liền

SS(kg/

m3.T

ả 5, 8, 12 2,

(Nguồn: Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA)

Nước thải có chỉ số ô nhiễm cao như vậy, song công tác quản lý cũng như về xử lýnước thải đối với các đối tượng này vẫn còn nhiều hạn chế, chưa được đầu tư đúngmức gây hậu quả xấu đối với môi trường Một số nhà máy trực tiếp xả nước thải chưađược xử lý ra hệ thống kênh rạch như trường hợp của Vifon, Sài Gòn Wevong, Vedan,

…gây tác động đến môi trường sinh thái cũng như sức khỏe cộng đồng Ví dụ điểnhình như năm 2008, nước thải của của công ty Vedan đã trực tiếp xả ra sông ThịVải.Việc xả chui nước thải không qua xử lý trong một thời gian dài nhằm giảm chi phícủa Vedan làm hủy hoại hệ sinh thái hàng chục kilomet dọc sông Thị Vải gây hệ lụynghiêm trọng, gần 2.700 ha nuôi trồng thủy sản bị thiệt hại

Hiện diện trong các nguồn nước, sự tích tụ các chất hữu cơ khi bị phân hủy vi sinh giảiphóng ra các chất khí CO2, CH4, H2S gây mùi hôi thối trong môi trường làm ức chếđến sự phát triển của các loài thuỷ sinh, sự phát triển của cây trồng, vật nuôi Cụ thể,

vụ cá bè chết hang loạt trên sông Đồng Nai được nghi vấn là do nước thải của các đơn

Biên Hòa và Công ty sản xuất bột ngọt Ajinomoto Việt Nam gây ra Đều là những đơn

vị có phát sinh nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, song qua nhiều đợt kiểm tracủa các cơ quan chức năng tỉnh Đồng Nai thì không có đơn vị nào đạt tiêu chuẩn nướcthải đầu ra theo qui định

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao đang diễn ra tại hầukhắp các tỉnh thành trong cả nước Tình trạng ô nhiễm hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy giảm

độ hoà tan ôxy trong môi trường nước do vi sinh sử dụng ôxy hoà tan để phân huỷ cácchất hữu cơ có mặt trong nước Ôxy hòa tan giảm sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tàinguyên thuỷ sinh trong nguồn nước Theo tiêu chuẩn nuôi cá của FAO (Tổ chứcLương Thực Nông Thôn của Liên Hiệp Quốc) thì nồng độ ôxy hòa tan (DO) trongnước phải cao hơn 50% nồng độ bão hoà (tức là phải cao hơn 4mg/l ở nhiệt độ 25OC).Bên cạnh đó, các chất dinh dưỡng (N,P) với nồng độ cao trong nước thải sản xuất củangành công nghiệp chế biến thực phẩm còn gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước,rong tảo phát triển làm suy giảm chất lượng nguồn nước.[2]

1.1.5 Một số công trình nghiên cứu về xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Hiện nay, đã có một số công trình nghiên cứu về xử lý nước thải hữu cơ cao và đã đạtđược một số kết quả nhất định Chẳng hạn như công trình “Nghiên cứu khả năng xử lýnước thải có nồng độ chấ hữu cơ cao bằng thiết bị kỵ khí dạng vách ngăn” của 2 tácgiả Huỳnh Trọng Nghĩa và Tôn Nữ Trà Mi (Đại học Đà Nẵng) năm 2008 Nghiên cứuđược thực hiện bằng mô hình trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu khả năng xử lý nướcthải rỉ rác bãi rác Khánh Sơn và nước thải tại hồ Đầm Rong (có bổ sung BOD) củathiết bị kỵ khí dạng vách ngăn Kết quả nồng độ COD sau xử lý so với đầu vào giảm75% (đối với nước rỉ rác) và 95% đối với nước thải tại hồ Đầm Rong có bổ sungBOD)

Công trình “Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp đường bằng công nghệ sinh học

kỵ khí UASB” của các tác giả PGS TS Lều Thọ Bách, Phạm Văn Định (Đại học Xâydựng), ThS Lê Hạnh Chi (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam) thực hiện năm 2013.Nghiên cứu đi sâu vào việc xử lý nước thải sản xuất đường, một loại nước thải có hàmlượng chất hữu cơ cao bằng bể UASB Nghiên cứu có thấy với tải lượng hữu cơ từ

0,3-16 g-TOC/L.ngđ bể UASB có khả năng xử lý với hiệu quả từ 80 -90%, lượng khísinh học sinh ra với sản lượng 1,56 l/g-TOC, lượng bùn phát sinh với tỷ lệ tăng sinhkhối 0,094 g-VSS/g-TOC [3]

Một số công trình nghiên cứu khác như công trình “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuậtUASB cải tiến xử lý nước thải giàu hữu cơ kết hợp thu hồi năng lượng trong côngnghiệp rượu bia và chế biến thực phẩm” của nhóm tác giả Phòng Công nghệ xử lýnước, Viện Công nghệ Môi trường thực hiện năm 2007 – 2008,…cũng đạt những kếtquả nhất định trong việc nghiên cứu xử lý nước thải giàu chất hữu cơ ở nước ta

1.2 Tình hình chung của thế giới và Việt Nam về xử lý nước thải hiện nay

1.2.1 Trên thế giới

Vào giữa thế kỷ XIX các bệnh có liên quan đến nguồn nước hoành hành ở Anh nhưnạn dịch tả ở Luân Đôn Lúc đó con người bắt đầu nhận thức được vai trò của các visinh vật gây các bệnh có liên quan đến nguồn nước và gia tăng nhu cầu về xử lý nướcthải Vào cuối thế kỷ XIX, ở Anh người ta đã đưa ra mục tiêu của xử lý nước thải làđưa hàm lượng chất rắn lơ lửng và hàm lượng BOD trong nước thải xuống còn 30mg/l và 20 mg/l (Sterrit và Lester, 1988) Vào đầu thế kỷ XX, bắt đầu triển khai côngnghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh và ngày càng cải tiến hiện đại, hiệu quả xử lý cao.Cho đến nay, ở Mỹ đã có khoảng trên 15.000 nhà máy xử lý nước thải, 80% trong số

đó là các nhà máy có công suất nhỏ (dưới 4.000 m3/ngày) Các nhà máy này được xâydựng để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp Từ thập niên 90 của thế

kỷ XX, ở nhiều thành phố lớn của các nước trên thế giới đã xây dựng những nhà máy

xử lý nước thải hiện đại có công suất từ vài trăm nghìn đến hàng triệu m3 mỗi ngày

1.2.2 Tại Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay, quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đang tạo nênmột sức ép lớn đối với môi trường trong sự phát triển kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hoángày càng gia tăng Tính đến năm 2015, cả nước có 870 đô thị từ loại V đến loại đặcbiệt với dân số khoảng 35 triệu người, chiếm 38% dân số cả nước Cùng với đó làkhoảng 256 khu công nghiệp và 20 khu kinh tế đang hoạt động Việc phát triển mạnh

hệ thống hạ tầng, trong đó đặc biệt là vấn đề xử lý nước thải đang trở lên cấp bách.Theo báo cáo giám sát của Uỷ ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường của Quốc hội,

tỉ lệ các khu công nghiệp có hệ t h ống xử lí n ư ớc thải tập trung ở một số địa phương rấtthấp, có nơi chỉ đạt 15 - 20%, như tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Vĩnh Phúc Một số khucông nghiệp có xây dựng hệ thống xử lí nước thải tập trung nhưng hầu như không vậnhành vì để giảm chi phí Đến nay, mới có 60 khu công nghiệp đã hoạt động có trạm xử

lí nước thải tập trung (chiếm 42% số khu công nghiệp đã vận hành) và 20 khu côngnghiệp đang xây dựng trạm xử lí nước thải Bình quân mỗi ngày, các khu, cụm, điểmcông nghiệp thải ra khoảng 30.000 tấn chất thải rắn, lỏng, khí và chất thải độc hạikhác Dọc lưu vực sông Đồng Nai, có 56 khu công nghiệp, khu chế xuất đang hoạtđộng nhưng chỉ có 21 khu có hệ thống xử lý nước thải tập trung, số còn lại đều xả trựctiếp vào nguồn nước, gây tác động xấu đến chất lượng nước của các nguồn tiếp nhận [4] Có nơi, hoạt động của các nhà máy trong khu công nghiệp đã phá vỡ hệ thốngthuỷ lợi, tạo ra những cánh đồng hạn hán, ngập úng và ô nhiễm nguồn nước tưới,gây trở ngại rất lớn cho sản xuất nông nghiệp

Bên cạnh đó, một số khu được đầu tư hệ thống xử lý nước thải hiện đại nhưng đạt hiệuquả chưa cao do công suất các nhà máy xử lý nước thải thường lớn hơn rất nhiều sovới lượng nước thải được thu gom Việc xây dựng hệ thống thoát nước và xử lý nướcthải công suất quá lớn gây lãng phí trong đầu tư, ảnh hưởng rõ rệt đến chi phí vận hành

và bảo dưỡng công trình,… Mặt khác hiệu quả xử lý nước thải giảm rõ rệt khi côngtrình và thiết bị làm việc không đủ công suất (đặc biệt là các công trình xử lý sinhhọc) Do tốc độ bao phủ khu công nghiệp thường rất chậm

 Tình hình XLNT giàu chất hữu cơ trong ngành công nghiệp thực phẩm:

Hiện nay, ở Việt Nam đã có nhiều công nghệ xử lý tiên tiến trên thế giới đã được ápdụng cho xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao trong ngành công nghiệp chếbiến thực phẩm Tuy nhiên, hầu hết các công nghệ, thiết bị xử lý nước thải ở nước ta

có xuất xứ từ nhiều nước như Nhật, Pháp, Ý, Hà Lan, Đan Mạch, Anh, Mỹ… Trongkhi nước ta còn chưa có công nghiệp sản xuất, chế tạo thiết bị chuyên dụng, bởi vậyđây là thách thức lớn đối với nước ta trong lĩnh vực xử lý nước thải

Việc áp dụng các công nghệ, thiết bị hiện đại nhập khẩu làm chi phí đầu tư ban đầucao, dẫn đến việc tăng giá trị sản phẩm sản xuất, khó cạnh trạnh trên thị trường Bởivậy, đã không ít các doanh nghiệp sản xuất chế biến thực phẩm áp dụng những côngnghệ cũ, chi phí đầu tư thấp nhưng không đáp ứng được yêu cầu về xử lý nước thải ranguồn tiếp nhận, gây tác động lớn đến nguồn thủy vực tiếp nhận Trong khi, chế tài

xử lý các đối tượng gây ô nhiễm môi trường còn chưa đủ mạnh nên dẫn đến tình trạngnhiều doanh nghiệp không đầu tư đúng mức cho công tác xử lý nước thải nhằm giảmchi phí sản xuất và sẵn sàng nộp phạt khi bị các cơ quan chức năng xử lý

1.3 Tổng quan về Công ty Acecook Việt Nam và tình hình xử lý nước thải của Công ty

1.3.1 Lịch sử hình thành phát triển

Công ty Cổ phần Vina Acecook Việt Nam được thành lập ngày 15/12/1993, trên sựhợp tác liên doanh giữa Công ty kỹ nghệ thực phẩm Việt Nam (VIFON) và AcecookNhật Bản Có trụ sở chính tại Lô II-3, đường số 11, khu công nghiệp Tân Bình,phường Tây Thạnh, quận Tân Phú, thành phố Hồ Chí Minh Đến năm 1995, công tybắt đầu đưa vào sản xuất với sản phẩm đầu tiên là các loại Mì và Phở cao cấp để phục

vụ cho thị trường phía Nam

Từ 1996 – đến 2000, công ty liên tục thành lập các chi nhánh sản xuất cũng như phânphối để phục vụ thị trường Việt Nam và một số thị trường khác như Mỹ, Úc…vv.Đáng chú ý là năm 2001, chi nhánh Hưng Yên có chức năng sản xuất và kinh doanhđược thành lập, đầu tư thêm 4 dây chuyền mới, nâng tổng số dây chuyền sản xuất lên 7dây chuyền Đến năm 2008, Công ty TNHH Acecook Việt Nam chính thức được đổitên thành Công ty cổ phần Acecook Việt Nam [5]

Đến nay, với kinh nghiệm sản xuất hơn 20 năm, Công ty Cổ phần Acecook Việt Nam

là một trong những doanh nghiệp lớn của ngành mì ăn liền Việt Nam Tại thị trườngnội địa, Công ty có quy mô gồm 10 nhà máy sản xuất từ Bắc vào Nam, hơn 700 đại lýphân phối chiếm hơn 60% thị phần trong nước Với thị trường xuất khẩu, sản phẩmcủa Acecook Việt nam hiện đã có mặt tại hơn 40 nước trên thế giới

1.3.2 Loại hình và quy mô sản xuất

Lĩnh vực hoạt động: Sản xuất và kinh doanh thực phẩm chế biến mì, phở ăn liền…

Quy mô nhân lực: Gồm 10 nhà máy sản xuất chi nhánh với 6.000 công nhân viên Các

nhà máy sản xuất chi nhánh bao gồm:

- Khu vực miền Bắc: 03 nhà máy (Nhà máy Bắc Ninh 1; nhà máy Bắc Ninh 2 và nhà máy Hưng Yên);

- Khu vực miền Trung: Nhà máy Đà Nẵng;

- Khu vực miền Nam: 06 nhà máy (Nhà máy Bình Dương 1; nhà máy Bình Dương2; nhà máy Tp Hồ Chí Minh 1; nhà máy TP Hồ Chí Minh 2; nhà máy Vĩnh Long

1 và nhà máy Vĩnh Long 2)

Sản phẩm chính: Sản phẩm của Acecook được chia thành 3 loại là mì chính phẩm, thứ

phẩm và phế phẩm Sản phẩm chính là các loại mì, phở ăn liền như các sản phẩmmang nhãn hiệu Mì Lẩu Thái, Mì Kim Chi, Hoành Thánh, Good Mì – Phở, Mì HảoHảo, Mì Đệ Nhất…), Phở - Mì Số Dzách

Sản lượng:Tổng sản lượng hàng năm ước tính đạt 4,1 tỉ gói mì, phở các loại.

1.3.3 Nước thải và tình hình xử lý nước thải tại các nhà máy thuộc Acecook hiện nay

1.3.3.1 Tính chất nước thải của Công ty.

Đánh giá chung, tại hầu hết các nhà máy chi nhánh thuộc Công ty Acecook Việt Namđều sử dụng chung một công nghệ sản xuất Do vậy mà tính chất, thành phần nước thảisản xuất của các nhà máy đều tương đồng nhau

Chất lượng nước thải các nhà máy đều mang đặc điểm chung là chứa hàm lượng chấthữu cơ rất cao, hàm lượng Nito, Photpho và dầu mỡ cũng cao hơn so với nước thải cácngành công nghiệp khác Trong đó, hàm lượng BOD5 cao vượt quá giới hạn quychuẩn cho phép dao động từ 10 – 24 lần; tổng N từ 5- 11 lần, tổng P dao động từ 3-7lần và dầu mỡ từ 11 – 19 lần [6]

Sự sai khác chủ yếu về thành phần chất lượng nước thải giữa các nhà máy là một số

thiết bị trong dây chuyền sản xuất có chủng loại khác nhau hoặc do các đơn vị cungcấp thiết bị khác nhau phần nào ảnh hưởng đến thành phần nước thải Nhất là giữanhững nhà máy đã hoạt động lâu và những nhà máy mới đưa vào hoạt động Nhữngnhà máy đã hoạt động từ lâu có thải lượng lớn hơn và thành phần nước thải ô nhiễmhơn so với những nhà máy mới đưa vào vận hành có cùng công suất do sự lạc hậu vềthiết bị và hao mòn thiết bị sau nhiều năm vận hành.

Bảng 1.4 Chất lượng nước thải các nhà máy sản xuất thuộc Công ty Acecook

xử lý nước thải tập trung có nhiệm vụ xử lý nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhânviên và nước thải sản xuất phát sinh từ hoạt động sản xuất

Tuy nhiên, nhiều trạm xử lý được xây dựng từ lâu như trạm xử lý tại Nhà máy chi

nhánh Hưng Yên, Nhà máy chi nhánh Bình Dương 1 và nhà máy chi nhánh thành phố

Hồ Chí Minh 1 và một số trạm khác, đến nay hoạt động thường quá tải không đáp ứngđược yêu cầu hiện tại cũng như nhu cầu phát triển quy mô sản xuất trong tương lai.Bên cạnh đó, các trạm xử lý này sử dụng công nghệ cũ, dẫn đến việc tăng chi phí xử lý

mà hiệu quả xử lý thường không cao, tốn diện tích xây dựng không còn phù hợp vớiđiều kiện nhà máy hiện nay

Bên cạnh các trạm hoạt động không hiệu quả, một số trạm như trạm XLNT nhà máyAcecook tại Vĩnh Long hoạt động tương đối hiệu quả Sử dụng công nghệ Arerotankhoạt động gián đoạn theo mẻ SBR, tuy nhiên cũng tồn tại một số khuyết điểm như khigặp sự số, hoạt động không được hiệu quả, đòi hỏi người vận hành phải có hiểu biết,trình độ cao để khắc phục, nhà máy lại không có người vận hành thường xuyên để theodõi nên khó khắc phục khi gặp sự cố

1.4 Kết luận

Nước thải giàu chất hữu cơ là một trong những loại nước thải phổ biến gây ô nhiễm vàtác động mạnh đến môi trường Sự gia tăng quá mức các chất hữu cơ trong nguồnnước làm giảm khả năng tự làm sạch của nước, dẫn đến sự suy giảm và ức chế đến sựphát triển của các loài thủy sinh, sự phát triển của cây trồng và đe dọa sức khỏe người

Với mục tiêu và quan điểm phát triển công nghiệp theo hướng hội nhập quốc tế vàphát triển bền vững gắn liền với bảo vệ môi trường Ngành sản xuất chế biến thựcphẩm nói chung và Công ty Acecook Việt Nam nói riêng không thể nằm ngoài địnhhướng này, do đó việc nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu

cơ hiện nay đang là vấn đề hết sức cần thiết

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ CAO

2.1 Cơ sở lý thuyết các phương pháp, công nghệ xử lý nước thải phổ biến hiện nay

- Tách các chất lơ lững có tỷ trọng lớn hơn hoặc bé hơn nước dùng bể lắng:

- Các chất nhẹ hơn nước: dầu, mỡ, nhựa được tách ra ở bể thu dầu, mỡ, nhựa(dùng cho nước thải công nghiệp);

- Để giải phóng chất thải khỏi các chất huyền phù, phân tán nhỏ dùng lưới lọc, vải lọc hoặc lọc quan lớp vật liệu lọc (thường dùng cho nước thải công nghiệp)

Xử lý cơ học là khâu xử lý chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo XLNT bằng phươngpháp cơ học thường được thực hiện trong các công trình và thiết bị như song chắn rác,

bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, bể lắng trọng lực Đây là các thiết bị, công trình xử lý sơ

bộ tại chỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc cáccông trình xử lý tiếp sau hoạt động ổn định.Phương pháp này có thể loại được 60% cáctạp chất không tan trong nước thải sinh hoạt và có thể làm giảm BOD đến 20% [7]

Lọ

Lọ

Ép

Keo tụ và đông tụ

Than hoạt tínhNhôm hoạt tínhTrao đổi cationTrao đổi anion

Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp hệ thống các công trình XLNT bằng phương pháp hoá

lý

2.1.2.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thướclớn ≥ 10 2 mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được Ta có thể làmtăng kích cỡ của các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào cáctập hợp hạt để có thể lắng được Muốn vậy trước tiên ta phải trung hòa điện tích củachúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hòa điện tích các hạt đượcgọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhở - quá trìnhkeo tụ.Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối nhôm, muối sắthoặc hỗn hợp của chúng

2.1.2.3 Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tánkhông tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cáchsục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính vớicác hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổilên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng cáchạt cao hơn chất lỏng ban đầu

2.1.2.4 Phương pháp Trao đổi ion.

Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi ionchứa nó bằng các ion khác có trong dung dịch Bằng cách này người ta có thể loại đimột số ion trong dung dịch nước

Phương pháp này được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loạinhư: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn…, cũng như các hợp chất của asen, phôtpho,xyanua, và các chất phóng xạ, khử muối trong nước cấp, cho phép thu hồi các chất cógiá trị và đạt mức độ làm sạch cao.

2.1.3 Phương pháp xử lý hóa học

Đó là các quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất (các chất clo, ôzôn), khử Nitơ,Phốtpho bằng các hợp chất hoá học hoặc keo tụ tiếp tục nước thải trước khi sử dụnglại XLNT bằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng của dây chuyền trướckhi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải

Điện hoáÔzon hoáÔxy hoá UV (quang hoá)

Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp hệ thống các công trình XLNT bằng phương pháp hoá

học

Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên kinh phí cao Đôi khi cácphương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạnnày như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước

2.1.3.1 Phương pháp trung hòa.

Nước thải chứa các chất vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa pH về khoảng 6,5 ÷ 8,5trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.Trung hòanước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

- Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm;

- Bổ sung các tác nhân hóa học;

- Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

- Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid

2.1.3.2 Phương pháp oxi hóa và khử

Để làm sạch nước tự nhiên và nước thải người ta có thể dùng các chất oxi hóa như Clodạng khí và dạng lỏng, CaOCl2, Ca(ClO)2, NaKMnO4, K2CrO7, H2O2, O2, MnO2,…Trong quá trình oxi hóa, các chất độc hại trong nước thải chuyển thành các chất ít độchơn và tách ra khỏi nước

2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt độngcủa vi sinh vật có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ Do kết quả của quá trình sinhhóa phức tạp mà những chất bẩn hữu cơ được khoáng hóa và trở thành nước, nhữngchất vô cơ và những chất khí đơn giản Nhiệm vụ của công trình kỹ thuật xử lý nướcthải bằng phương pháp sinh học là tạo điều kiện sống tối ưu và hoạt động của các visinh vật hay nói cách khác là đảm bảo điều kiện của các chất hữu cơ phân hủy đượcnhanh chóng

Người ta có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau.Song nhìn chung có thể chia chúng thành hai loại chính: Xử lý hiếu khí và xử lý yếmkhí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan; có thể xử lý trong điều kiện tựnhiên hay trong điều kiện nhân tạo

- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: Là phương pháp sử dụng các

nhóm vi sinh vật hiếu khí Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ô xyliên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 – 400C.Quá trình xử lý được dựa trên sựôxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ ôxy hoà tan Các công trình xử lý sinhhọc hiếu khí trong điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động củabùn hoạt tính (bể Aeroten trộn, kênh ôxy hoá tuần hoàn) hoặc màng sinh vật (bể lọcsinh học, đĩa lọc sinh học).Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên thường được tiếnhành trong các hồ (hồ sinh vật cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, bãi lọc ngập nước )