Đánh Giá Hiện Trạng Xử Lý Nước Thải Sản Xuất Cồn Tại Huyện Hóc Môn, TP.HCM

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường đánh giá xử lý nước thải sản xuất cồn tại Hóc Môn, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý môi trường.

• Tác giả: Phạm Quang Hải
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Công Hào
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Xử Lý Nước Thải Tại Các Cơ Sở Sản Xuất Cồn Huyện Hóc Môn
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ, TÍNH CẤP THIẾT
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ HUYỆN HÓC MÔN – TP.
• 2.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới hành chính
• 2.1.2. Kinh tế xã hội
• 2.1.3. Vấn đề môi trường
• 2.1.4. Định hướng phát triển
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT CỒN
• 2.2.1. Thông tin chung về các cơ sở sản xuất Cồn
• 2.2.2. Về quy trình sản xuất của các cơ sở sản xuất Cồn
• 2.2.3. Hiện trạng xử lý nước thải của các cơ sở sản xuất Cồn
• 2.2.4. Nhận xét về Qui trình xử lý nước thải của các cơ sở
• 2.2.5. Nhận xét về hiện trạng xử lý nước thải của các cơ sở sản xuất Cồn
• 2.3. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải sản xuất Cồn
• 2.3.1. Trên Thế giới
• 2.3.1.1. Công nghệ xử lý ở Ucraina
• 2.3.1.2. Công nghệ xử lý ở Nga
• 2.3.2. Công nghệ trong nước
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT CỒN
• 3.1. LỰA CHỌN CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 3.1.1. Nhóm các tiêu chí về kỹ thuật
• 3.1.2. Nhóm các tiêu chí về kinh tế
• 3.1.3. Nhóm các tiêu chí về môi trường
• 3.2. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI ĐẦU RA CỦA CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT CỒN
• 3.3. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỰA TRÊN CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN
• 3.3.1. Cách thức tính điểm
• 3.3.2. Kết quả tính điểm
• 3.3.3. Nhận xét đánh giá
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TỔNG HỢP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
• 4.1. GIẢI PHÁP QUẢN LÝ DOANH NGHIỆP
• 4.1.1. Phân định trách nhiệm môi trường
• 4.1.2. Thiết lập nội qui và hướng dẫn hoạt động môi trường của cơ sở sản xuất Cồn
• 4.2. THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM
• 4.2.1. Chất thải rắn
• 4.3. KIỂM SOÁT VÀ ĐIỀU HÀNH
• 4.3.1. Kiểm soát việc sử dụng tài nguyên điện, nước
• 4.3.2. Kiểm soát tài liệu
• 4.3.3. Đo và đánh giá
• 4.3.4. Giám sát và đo lường
• 4.3.5. Quản lý hồ sơ và thông tin
• 4.3.6. Đánh giá chương trình môi trường
• 4.4. HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC
• 4.4.1. Luật và chính sách
• 4.4.2. Biện pháp khuyến cáo và kiểm tra giám sát
• 4.4.3. Biện pháp kinh tế
• 4.4.4. Đào tạo và nâng cao nhận thức của doanh nghiệp
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hiện Trạng Xử Lý Nước Thải Tại Huyện Hóc Môn

Huyện Hóc Môn, một trong những khu vực phát triển công nghiệp tại TP.HCM, đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc xử lý nước thải từ các cơ sở sản xuất cồn. Các cơ sở này thường không đáp ứng được tiêu chuẩn về môi trường, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng cho kênh Thầy Cai - An Hạ. Việc đánh giá hiện trạng xử lý nước thải là cần thiết để tìm ra giải pháp cải thiện.

1.1. Tình Hình Ô Nhiễm Nước Tại Kênh Thầy Cai

Kênh Thầy Cai đang bị ô nhiễm nặng nề do chất thải từ các cơ sở sản xuất cồn. Nồng độ chất hữu cơ và vi sinh vật vượt quá mức cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng.

1.2. Các Cơ Sở Sản Xuất Cồn Tại Huyện Hóc Môn

Có nhiều cơ sở sản xuất cồn tại huyện Hóc Môn, trong đó nổi bật là Công ty TNHH SX-TM Lê Gia, Hải Duy và Phan Mười. Mỗi cơ sở đều có hệ thống xử lý nước thải nhưng hiệu quả chưa cao.

II. Vấn Đề Xử Lý Nước Thải Tại Các Cơ Sở Sản Xuất Cồn

Các cơ sở sản xuất cồn tại Hóc Môn gặp nhiều khó khăn trong việc xử lý nước thải. Hệ thống xử lý hiện tại không đáp ứng được tiêu chuẩn môi trường, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng. Việc đánh giá hiện trạng là cần thiết để tìm ra giải pháp hiệu quả.

2.1. Thách Thức Trong Quá Trình Xử Lý Nước Thải

Nhiều cơ sở sản xuất cồn sử dụng công nghệ lạc hậu, không đủ khả năng xử lý ô nhiễm. Điều này dẫn đến việc xả thải ra môi trường không đạt tiêu chuẩn.

2.2. Tác Động Đến Môi Trường

Ô nhiễm từ nước thải không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái xung quanh.

III. Phương Pháp Đánh Giá Hiện Trạng Xử Lý Nước Thải

Để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải, cần áp dụng các phương pháp khoa học và thực tiễn. Việc khảo sát và phân tích chất lượng nước thải là rất quan trọng để đưa ra giải pháp cải thiện.

3.1. Phương Pháp Khảo Sát Hiện Trường

Khảo sát trực tiếp tại các cơ sở sản xuất cồn để thu thập dữ liệu về quy trình xử lý nước thải và chất lượng nước thải đầu ra.

3.2. Phân Tích Chất Lượng Nước Thải

Sử dụng các tiêu chí đánh giá chất lượng nước thải như BOD, COD, và các chỉ tiêu vi sinh để xác định mức độ ô nhiễm.

IV. Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Xử Lý Nước Thải

Để cải thiện hiệu quả xử lý nước thải, cần áp dụng các giải pháp tổng hợp. Việc nâng cấp công nghệ và quản lý môi trường là rất cần thiết.

4.1. Đề Xuất Công Nghệ Mới

Áp dụng công nghệ xử lý nước thải tiên tiến như hệ thống xử lý sinh học và hóa học để nâng cao hiệu quả xử lý.

4.2. Tăng Cường Quản Lý Môi Trường

Thiết lập các quy định và hướng dẫn hoạt động môi trường cho các cơ sở sản xuất cồn nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn về xử lý nước thải.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy các cơ sở sản xuất cồn cần cải thiện hệ thống xử lý nước thải để đáp ứng tiêu chuẩn môi trường. Việc áp dụng các giải pháp đề xuất sẽ giúp cải thiện chất lượng nước tại kênh Thầy Cai.

5.1. Đánh Giá Hiệu Quả Sau Khi Áp Dụng Giải Pháp

Theo dõi và đánh giá chất lượng nước sau khi áp dụng các giải pháp xử lý mới để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

5.2. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho các cơ sở sản xuất cồn khác trên địa bàn TP.HCM nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

VI. Kết Luận Và Định Hướng Tương Lai

Việc đánh giá hiện trạng xử lý nước thải tại các cơ sở sản xuất cồn là rất cần thiết. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và doanh nghiệp để cải thiện tình hình ô nhiễm môi trường.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Xử Lý Nước Thải

Xử lý nước thải hiệu quả không chỉ bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững.

6.2. Định Hướng Phát Triển Bền Vững

Cần xây dựng các chính sách và quy định chặt chẽ hơn để quản lý và giám sát hoạt động xử lý nước thải tại các cơ sở sản xuất cồn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa và phát triển công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh tạo ra áp lực lớn lên môi trường tiếp nhận, đặc biệt là hệ thống sông ngòi và kênh rạch liên tỉnh. Theo chủ trương di dời các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm vào vùng phụ cận theo Quyết định số 80/2002/QĐ-UB của Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh, nhiều cơ sở sản xuất cồn thủ công và bán công nghiệp đã chuyển về hoạt động dọc theo tuyến kênh Thầy Cai - An Hạ thuộc địa bàn huyện Hóc Môn. Tuy nhiên, hoạt động xả thải chưa qua xử lý triệt để đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nguồn nước mặt, gia tăng nồng độ chất hữu cơ và vi sinh vật gây hại. Nước thải đáy tháp chưng cất cồn từ rỉ đường phát sinh với lưu lượng lớn gấp 15 đến 18 lần thể tích cồn thành phẩm, chứa hàm lượng chất khô từ 7% đến 10%, trong đó hợp chất hữu cơ chiếm tới 70% đến 75%, dẫn đến nguy cơ suy thoái sinh thái nghiêm trọng nguồn nước phục vụ tưới tiêu nông nghiệp.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng công nghệ và hiệu quả vận hành của các hệ thống xử lý nước thải tại 3 cơ sở sản xuất cồn điển hình trên địa bàn huyện Hóc Môn, gồm: Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Lê Gia, Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Hải Duy và Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Phan Mười. Nghiên cứu được thực hiện trong khung thời gian 6 tháng, từ tháng 09/2012 đến tháng 03/2013, tập trung vào phạm vi không gian tại hai xã Xuân Thới Sơn và Xuân Thới Thượng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc xây dựng bộ tiêu chí đánh giá đa chiều kết hợp giữa kỹ thuật, kinh tế và môi trường, từ đó đề xuất mô hình công nghệ kết hợp kỵ khí UASB và hiếu khí Aerotank cùng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001, hướng tới mục tiêu giảm thiểu trên 95% tải lượng ô nhiễm hữu cơ trước khi xả ra lưu vực kênh Thầy Cai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết phân hủy sinh học chất hữu cơ đa bậc và phương pháp phân tích quyết định đa tiêu chí trong đánh giá công nghệ xử lý môi trường. Cơ sở lý thuyết phân hủy kỵ khí và hiếu khí chỉ ra rằng nước thải sản xuất cồn từ mật rỉ đường có tải lượng ô nhiễm cực cao, đặc trưng bởi tỷ lệ BOD:COD dao động lớn và độ pH axit từ 4,20 đến 4,80. Quá trình xử lý sinh học đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ tỷ lệ cân bằng dinh dưỡng BOD:N:P ở mức 100:7:0,5 nhằm tối ưu hóa hoạt tính của bùn vi sinh hiếu khí và quần thể vi sinh vật kỵ khí tạo khí methane.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp nguyên lý sản xuất sạch hơn và hệ thống quản lý môi trường ISO 14001 nhằm kiểm toán dòng thải ngay từ nguồn nguyên liệu đầu vào. Các khái niệm cốt lõi bao gồm: Nhu cầu oxy hóa học (COD), Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Bể phản ứng kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng bùn (UASB) và Bể bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank). Khung lý thuyết đánh giá công nghệ được cấu thành từ 3 nhóm tiêu chí chính: Tiêu chí Môi trường (trọng số tối đa 40 điểm), Tiêu chí Kỹ thuật (trọng số 30 điểm) và Tiêu chí Kinh tế (trọng số 30 điểm), cho phép lượng hóa chính xác mức độ phù hợp của từng trạm xử lý.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát thực địa kết hợp lấy mẫu phân tích lý hóa theo phương pháp chọn mẫu có chủ đích. Cỡ mẫu khảo sát bao gồm 3 doanh nghiệp đại diện cho các quy mô sản xuất cồn từ 2.000 đến 3.750 tấn mật rỉ đường/năm trên địa bàn huyện Hóc Môn. Việc lựa chọn 3 cơ sở này dựa trên tính đại diện về vị trí địa lý xả thải trực tiếp vào kênh Thầy Cai - An Hạ và sự khác biệt rõ nét về mức độ đầu tư công nghệ xử lý nước thải.

Dữ liệu thứ cấp được thu thập từ Chi cục Bảo vệ Môi trường TP.HCM và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Hóc Môn, đối chiếu với các quy chuẩn xả thải quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT Cột B và QCVN 12:2008/BTNMT. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm được tiến hành để xác định các thông số pH, COD, BOD5, TSS và Coliform trước và sau xử lý. Phương pháp so sánh chuyên gia và chấm điểm tổng hợp được lựa chọn nhằm chuyển đổi các chỉ tiêu định tính và định lượng thành thang điểm 100, giúp đưa ra kết luận khách quan về tính hiệu quả của từng công nghệ trong giai đoạn nghiên cứu từ tháng 09/2012 đến tháng 03/2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau xử lý và tính điểm tổng hợp cho thấy sự phân hóa sâu sắc về hiệu quả kiểm soát ô nhiễm giữa các cơ sở sản xuất cồn:

• Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Lê Gia đạt kết quả xử lý toàn diện nhất với tổng điểm đánh giá là 68 điểm (Tiêu chí Môi trường: 35 điểm, Kỹ thuật: 24 điểm, Kinh tế: 19 điểm). Nước thải sau hệ thống xử lý gồm bể yếm khí, hệ khử ion điện từ, bể lọc nổi và bể hiếu khí có các thông số đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B với pH đạt 6,34 và hàm lượng vi sinh Coliform không phát hiện.
• Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Hải Duy chỉ đạt tổng điểm 54 điểm (Môi trường: 22 điểm, Kỹ thuật: 17 điểm, Kinh tế: 15 điểm). Nước thải đầu ra có nồng độ COD vượt 9,46 lần và BOD5 vượt 6,50 lần so với ngưỡng giới hạn quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.
• Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Phan Mười có hiệu quả xử lý thấp nhất với tổng điểm 36 điểm (Môi trường: 12 điểm, Kỹ thuật: 11 điểm, Kinh tế: 13 điểm). Nồng độ COD đầu ra vượt tới 13,60 lần và BOD5 vượt 19,60 lần so với quy chuẩn cho phép, đồng thời doanh nghiệp hoàn toàn chưa thiết lập hồ sơ quản lý môi trường theo quy định pháp luật.
• Tải lượng phát sinh nước thải đáy tháp thô tại cả 3 cơ sở đều chiếm tỷ lệ rất cao, trung bình từ 15 đến 18 m3 nước thải trên mỗi 1.000 lít cồn sản xuất, với nồng độ chất rắn hòa tan và lơ lửng chiếm 7% đến 10% thể tích dòng thải.

Thảo luận kết quả

Thực trạng ô nhiễm nghiêm trọng tại Công ty Hải Duy và Phan Mười xuất phát từ việc lựa chọn công nghệ xử lý quá đơn giản và thiếu đồng bộ. Dòng nước thải sản xuất cồn có đặc tính nhiệt độ cao từ 90 đến 100 độ C ở đáy tháp chưng cất và tải lượng hữu cơ cực lớn, nhưng các cơ sở này chỉ áp dụng hệ thống sục khí hiếu khí trực tiếp mà không có bể xử lý kỵ khí cấp 1 hoặc bể điều hòa tản nhiệt đủ dung tích. Điều này dẫn đến hiện tượng sốc tải hữu cơ, ức chế hoàn toàn hoạt tính của bùn hoạt tính hiếu khí và làm trương phồng bùn vi sinh.

Khi mô hình hóa dữ liệu so sánh trên biểu đồ phân bố điểm số đa tiêu chí, có thể nhận thấy tiêu chí môi trường của Công ty Phan Mười chỉ đạt 30% mức điểm tối đa, phản ánh tư duy vận hành mang tính đối phó và phụ thuộc hoàn toàn vào các đợt thanh tra đột xuất. Ngược lại, việc Công ty Lê Gia ứng dụng quy trình xử lý đa cấp kết hợp yếm khí và khử ion điện từ giúp duy trì hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ ổn định. So sánh với công nghệ xử lý cồn tại Ucraina và Nga vốn sử dụng hệ thống bùn hoạt tính 2 bậc với cường độ thổi khí từ 20 đến 30 m3 khí/m3 nước và duy trì nồng độ bùn từ 2.000 đến 5.000 mg/l, các hệ thống xử lý nội địa quy mô nhỏ cần được cải tạo căn bản theo hướng bổ sung công đoạn phân hủy kỵ khí tải trọng cao để đảm bảo nguồn nước xả ra kênh Thầy Cai không vượt ngưỡng sinh thái tiếp nhận.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để tình trạng ô nhiễm nước thải sản xuất cồn tại huyện Hóc Môn, hệ thống giải pháp kỹ thuật và quản lý cần được triển khai đồng bộ:

• Nâng cấp dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chuẩn hóa theo chuỗi liên hoàn: Bể điều hòa kết hợp lắng và giải nhiệt -> Bể kỵ khí UASB -> Bể hiếu khí Aerotank -> Bể lắng sinh học cấp 2 -> Bể xử lý bùn yếm khí và sân phơi bùn cát. Mục tiêu đặt ra là nâng hiệu suất xử lý COD và BOD5 đạt trên 95%, đưa các chỉ tiêu nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B trong lộ trình 12 tháng do chủ doanh nghiệp trực tiếp đầu tư xây dựng.
• Ứng dụng giải pháp sản xuất sạch hơn trong quy trình nấu và lên men, tối ưu hóa lượng hóa chất axit hóa với định mức tiêu thụ axit sunfuric hoặc axit clohydric dưới 23,5 kg/1.000 lít cồn, đồng thời tuần hoàn 100% lượng nước làm mát thiết bị ngưng tụ để giảm thiểu 30% đến 40% lưu lượng nước thải phát sinh cần xử lý.
• Thiết lập hệ thống quản lý môi trường nội bộ theo chuẩn ISO 14001, thực hiện chế độ đo đạc và giám sát định kỳ chất lượng nước thải 3 tháng/lần thông qua đơn vị quan trắc độc lập, duy trì nhật ký theo dõi lượng điện năng tiêu thụ từ 1.300 đến 1.500 kWh/tháng tại trạm xử lý.
• Tăng cường chế tài quản lý nhà nước của Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM và UBND huyện Hóc Môn thông qua việc đình chỉ hoạt động hoặc cưỡng chế di dời đối với các cơ sở có nước thải sau xử lý vượt quy chuẩn trên 5 lần, kiên quyết không cấp mới giấy phép xả thải cho các cơ sở không chứng minh được năng lực công nghệ xử lý bùn và nước thải.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

• Kỹ sư môi trường và chuyên gia tư vấn thiết kế trạm xử lý nước thải: Cung cấp số liệu tính toán tải lượng ô nhiễm thực tế từ dịch hèm cồn và sơ đồ công nghệ mẫu kết hợp UASB và Aerotank tối ưu cho các xưởng sản xuất quy mô vừa và nhỏ.
• Ban giám đốc và cán bộ quản lý vận hành tại các cơ sở sản xuất cồn, bia, rượu: Cung cấp tài liệu hướng dẫn vận hành hệ thống vi sinh, quy trình kiểm soát hóa chất sát trùng, các biểu mẫu theo dõi năng lượng và giải pháp tiết kiệm chi phí xử lý chất thải.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường cấp quận, huyện: Cung cấp khung đánh giá đa tiêu chí kỹ thuật - kinh tế - môi trường phục vụ công tác thanh tra, thẩm định đề án bảo vệ môi trường và cấp phép xả thải vào nguồn nước mặt.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường: Cung cấp nguồn tư liệu học thuật giá trị về bài toán thực tế trong xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm, bổ sung dẫn chứng sinh động cho các học phần xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.

Câu hỏi thường gặp

Nước thải từ quá trình sản xuất cồn mật rỉ đường có đặc tính nguy hại ra sao?
Nước thải đáy tháp thô chứa tải lượng ô nhiễm hữu cơ cực lớn với hàm lượng COD và BOD5 lên tới hàng chục nghìn mg/l, độ pH thấp từ 4,20 đến 4,50 và nhiệt độ cao gần 100 độ C. Nguồn thải này làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước mặt, tiêu diệt hệ thủy sinh và gây ô nhiễm mùi hôi nghiêm trọng cho lưu vực tiếp nhận.

Vì sao mô hình kết hợp UASB và Aerotank là giải pháp tối ưu cho ngành cồn?
Bể kỵ khí UASB cho phép tiếp nhận và phân hủy lượng chất hữu cơ đậm đặc với hiệu suất loại bỏ COD đạt từ 70% đến 80% mà không tốn chi phí năng lượng sục khí. Công đoạn xử lý hiếu khí Aerotank tiếp theo sẽ làm sạch triệt để các chất hữu cơ hòa tan còn lại, đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.

Lý do chính khiến hệ thống xử lý của một số cơ sở tại Hóc Môn hoạt động không đạt chuẩn là gì?
Nguyên nhân cốt lõi là các cơ sở áp dụng quy trình xử lý hiếu khí đơn giản, không bố trí công đoạn xử lý kỵ khí cấp 1 và thiếu thiết bị tản nhiệt, dẫn đến sốc tải sinh học. Thêm vào đó, việc vận hành mang tính đối phó nhằm cắt giảm chi phí điện và thiếu nhân sự chuyên môn về kiểm soát vi sinh khiến hiệu quả xử lý bị sụt giảm nặng nề.

Việc áp dụng giải pháp sản xuất sạch hơn mang lại lợi ích cụ thể nào cho doanh nghiệp?
Sản xuất sạch hơn giúp kiểm soát nồng độ đường pha loãng ở mức tối ưu 45 đến 50 độ Bx, giảm tiêu hao hóa chất sát trùng Na2SiF6 từ 12 đến 13 kg/tấn rỉ đường và tuần hoàn 100% nước làm mát. Điều này giúp doanh nghiệp tiết kiệm từ 15% đến 25% chi phí nguyên nhiên liệu và giảm tải đáng kể lưu lượng nước thải cần xử lý.

Cơ quan chức năng cần áp dụng biện pháp gì để xử lý dứt điểm tình trạng xả thải vượt chuẩn?
Cơ quan quản lý cần tiến hành quan trắc đột xuất tối thiểu 3 tháng/lần, áp dụng biện pháp phạt hành chính nặng hoặc tạm đình chỉ hoạt động đối với các cơ sở xả thải vượt quy chuẩn trên 5 lần. Đồng thời, cần bắt buộc các cơ sở lắp đặt đồng hồ đo điện riêng cho trạm xử lý nước thải để giám sát liên tục quá trình vận hành.

Kết luận

• Hoàn thành khảo sát chi tiết hiện trạng công nghệ và hồ sơ pháp lý môi trường tại 3 cơ sở sản xuất cồn trên địa bàn huyện Hóc Môn, chỉ rõ nguyên nhân gây suy thoái chất lượng nước mặt kênh Thầy Cai - An Hạ.
• Xác lập bộ tiêu chí đánh giá tích hợp Môi trường - Kỹ thuật - Kinh tế với thang điểm 100, xác định Công ty Lê Gia đạt mức tốt nhất với 68 điểm, trong khi Công ty Phan Mười chỉ đạt 36 điểm với nồng độ COD vượt 13,60 lần quy chuẩn.
• Đề xuất hoàn chỉnh sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sản xuất cồn kết hợp bể điều hòa giảm nhiệt, bể kỵ khí UASB, bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank và sân phơi bùn, cam kết hiệu suất khử chất ô nhiễm trên 95%.
• Xây dựng hệ thống quy trình quản lý chất thải rắn, kiểm soát định ngạch tiêu thụ điện nước và cơ chế giám sát môi trường định kỳ theo định hướng tiêu chuẩn quốc tế ISO 14001.
• Kiến nghị Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM cùng các cơ sở sản xuất nhanh chóng triển khai mô hình thử nghiệm thực tế trong 12 tháng tới để đánh giá độ bền vận hành, đồng thời kêu gọi các doanh nghiệp chủ động đầu tư công nghệ xử lý tiên tiến nhằm bảo vệ tài nguyên nước và thúc đẩy mục tiêu phát triển bền vững của thành phố.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây tình hình kinh tế - xã hội trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh ngày càng ổn định và phát triển, trong đó hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp đã góp phần làm tăng giá trị sản lượng sản xuất và giải quyết nhiều việc làm cho người lao động100. Tuy nhiên các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp phần lớn sản xuất có quy mô nhỏ, máy móc thiết bị cũ, lạc hậu, một số ngành nghề gây ô nhiễm môi trường nhưng không được xử lý tốt. Trên cơ sở Nghị quyết số 22/2002/NQ-HĐ của Hội đồng nhân dân thành phố, Uỷ ban nhân dân thành phố có quyết định số 80/2002/QĐ-UB ngày 8 tháng 7 năm 2002 phê duyệt “Đề án thực hiện chương trình di dời các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm vào khu công nghiệp và vùng phụ cận”.

Thực hiện Chương trình di dời, một số cơ sở sản xuất Cồn trong nội thành đã di dời đến địa bàn huyện Hóc Môn và toạ lạc dọc theo tuyến kênh Thầy Cai - An Hạ thuộc địa bàn xã Xuân Thới Sơn và Tân Hiệp. Các cơ sở này đều xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhưng không xử lý triệt để hoặc vận hành hệ thống mang tính đối phó là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm kênh Thầy Cai - An Hạ. Kết quả giám sát cho thấy chất lượng nước mặt kênh có mức độ ô nhiễm ngày càng tăng, đáng chú ý là ô nhiễm hữu cơ và ô nhiễm vi sinh. Việc ô nhiễm của kênh Thầy Cai-An Hạ làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước phục vụ hoạt động thuỷ lợi và đời sống dân cư xung quanh khu vực này.

Đề tài “Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của một số cơ sở sản xuất cồn trên địa bàn huyện Hóc Môn – TP.HCM và đề xuất các giải pháp tổng hợp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải” sẽ góp phần kiểm soát một trong những nguồn gây ô nhiễm chính nhằm cải thiện chất lượng nước mặt kênh Thầy Cai-An Hạ. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Hệ thống xử lý nước thải của 03 cơ sở Cơ sở sản xuất Cồn trên địa bàn huyện Hóc Môn : - Công ty TNHH SX – TM Lê Gia. - Công ty TNHH SX – TM Hải Duy. - Công ty TNHH SX – TM Phan Mười.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:  Phương pháp điều tra thu thập số liệu, tài liệu  Kế thừa tối đa các kết quả của những nghiên cứu đã được công bố liên quan đến công tác quản lý môi trường và công nghệ xử lý nước thải của ngành sản xuất cồn.  Tài liệu của Chi Cục Bảo vệ môi trường TP.HCM về kết quả giám sát chất lượng nước mặt kênh Thầy Cai-An Hạ.  Tài liệu giám sát chất lượng nước thải các cơ sở sản xuất cồn của Phòng Tài nguyên-Môi trường huyện Hóc Môn, TP.  Tài liệu trong nước và ngoài nước về công nghệ xử lý nước thải của các ngành công nghiệp có khả năng phát sinh ô nhiễm cao.

 Phương pháp khảo sát hiện trường : Đến các cơ sở sản xuất thu thập số liệu, quan sát trực tiếp, lập phiếu điều tra, lấy mẫu phân tích.  Phương pháp phân tích tổng hợp: Phương pháp này được sử dụng rộng rãi và thường xuyên trong tất cả các ngành nghiên cứu khoa học. Phân tích là phương pháp chia tổng thể hay một vấn đề phức tạp thành những vấn đề đơn giản hơn để nghiên cứu, giải quyết. Tổng hợp là phương pháp liên kết, thống nhất lại các bộ phận, các yếu tố đã được phân tích, khái quát hóa vấn đề trong sự nhận thức tổng thể.

3 4  Phương pháp so sánh chuyên gia: Đối chiếu các kết quả phân tích với Tiêu chuẩn môi trường, Quy chuẩn môi trường của Việt Nam liên quan.  Tham vấn từ các chuyên gia thông tin chuyên ngành nhằm hoàn thiện nội dung, phương pháp và kết quả nghiên cứu. 4 5 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN HÓC MÔN VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT CÔN.1 TỔNG QUAN HUYỆN HÓC MÔN  Vị trí địa lý: Nằm về phía Tây Bắc Thành phố Hồ Chí Minh  Phía Bắc giáp huyện Củ Chi  Phía Nam giáp Quận 12 và huyện Bình Chánh  Phía Tây giáp tỉnh Long An  Phía Đông giáp tỉnh Bình Dương Hình 2. Vị trí địa lý huyện Hóc Môn 5 6 2.2 HIỆN TRẠNG CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT CỒN: * Công ty TNHH Sản xuất Thương Mại Lê Gia: - Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 0302389840 do Sở Kế hoạch-Đầu tư TP.HCM cấp ngày 16 tháng 8 năm 2001, ngành nghề: sản xuất cồn, sản xuất khí gas CO2.

- Địa chỉ hoạt động: 63A Nguyễn Văn Bứa, ấp 6, xã Xuân Thới Thượng, huyện Hóc Môn, TP.HCM - Diện tích mặt bằng là 4. Số lượng công nhân viên là 30 người. Làm việc 26 ngày/tháng.500 kg CO2/ngày. - Nguyên liệu sử dụng: + Mật rỉ đường: 3.750 tấn/năm, + Men vi sinh: 14 tấn/năm.

- Nhiên liệu sử dụng: + Điện:1.300 kwh/ngày, + Vỏ Điều: 40-60 tấn/năm, + Nước: 150 m3/ngày. - Hồ sơ về môi trường: + Giấy xác nhận hoàn thành các nội dung của Đề án Bảo vệ môi trường đã được phê duyệt số 4908/GXN-TNMT-QLMT ngày 05 tháng 8 năm 2010 của Sở Tài nguyên và Môi trường Tp. 6 7 + Giấy phép xả thải số 331/SNN-CCTL ngày 17 tháng 03 năm 2008 do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cấp. + Giấy phép khai thác nước dưới đất số 1048/QĐ-TNMT-QLMT ngày 28 tháng 11 năm 2011 do Sở Tài nguyên-Môi trường cấp.

+ Văn bản nghiệm thu hệ thống xử lý nước thải số 5972/TNMT-QLMT ngày 27 tháng 7 năm 2007 do Sở Tài nguyên-Môi trường cấp. + Sổ đăng ký chủ nguồn thải chất thải nguy hại số QLCTNH 79-001491 ngày 17 tháng 6 năm 2010 do Sở Tài nguyên-Môi trường cấp. - Máy móc thiết bị chính: STT Tên thiết bị ĐVT Số lượng 1 Lò hơi Cái 01 2 Dây chuyền lên men Cái 01 3 Dây chuyền sản xuất Cồn Cái 01 4 Dây chuyền thu CO2 Cái 01 * Công ty TNHH Sản xuất Thương Mại Hải Duy: - Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 02006316CN41 do Sở Kế hoạch-Đầu tư TP.HCM cấp ngày 28 tháng 11 năm 2001, ngành nghề: sản xuất, gia công, chế biến cồn Công nghiệp, khí gas CO2. - Địa chỉ hoạt động: 125E Đặng Công Bỉnh, ấp 5, xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn, TP.HCM - Diện tích mặt bằng là 1.

Số lượng công nhân viên là 30 người. Làm việc 26 ngày/tháng.000 lít Cồn/tháng, 7.000 kg CO2/tháng. - Nguyên liệu sử dụng: 7 8 + Mật rỉ đường: 2.000 tấn/năm, + Men vi sinh: 8 tấn/năm. - Nhiên liệu sử dụng: + Điện:1.300 kwh/tháng, + Vỏ Điều: 40-60 tấn/năm, + Nước: 40 m3/ngày.

- Hồ sơ về môi trường: + Quyết định phê duyệt Đề án Bảo vệ môi trường số 571/QĐ-TNMT-QLMT ngày 23 tháng 7 năm 2009 của Sở Tài nguyên và Môi trường Tp. + Giấy phép khai thác nước dưới đất số 1048/QĐ-TNMT-QLMT ngày 28 tháng 11 năm 2011 do Sở Tài nguyên-Môi trường cấp. + Văn bản nghiệm thu hệ thống xử lý nước thải số 5656/TNMT-QLMT ngày 07 tháng 9 năm 2004 do Sở Tài nguyên-Môi trường cấp. - Máy móc thiết bị chính: STT Tên thiết bị ĐVT Số lượng 1 Lò hơi Cái 02 2 Bồn chứa Cái 10 3 Bồn ủ Cái 15 4 Máy nén CO2 Cái 02 5 Hệ thống chưng cất Cái 03 * Công ty TNHH Sản xuất Thương Mại Phan Mười: - Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 0302575325 do Sở Kế hoạch-Đầu tư TP.HCM cấp ngày 03 tháng 4 năm 2002, ngành nghề: sản xuất cồn, sản xuất khí gas CO2.

8 9 - Địa chỉ hoạt động: 12A Đặng Công Bỉnh, ấp 5, xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn, TP.HCM - Diện tích mặt bằng là 4. Số lượng công nhân viên là 30 người. Làm việc 26 ngày/tháng.000 lít Cồn/tháng, 10.000 kg CO2/tháng. - Nguyên liệu sử dụng: + Mật rỉ đường: 2.000 tấn/năm, + Men vi sinh: 5 tấn/năm.

- Nhiên liệu sử dụng: - + Điện:1.500 kwh/tháng, - + Củi: 100 m3/tháng, - + Nước: 20 m3/ngày. - Hồ sơ về môi trường: Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Phan Mười chưa có bất kỳ giấy tờ hồ sơ về môi trường. - Máy móc thiết bị chính: STT Tên thiết bị ĐVT Số lượng 1 Lò hơi Cái 04 2 Bồn lên men Cái 04 3 Bồn chứa thành phẩm Cái 04 4 Dây chuyền thu CO2 Cái 01 5 Tháp giải nhiệt Cái 01 2.2 Về quy trình sản xuất của các cơ sở sản xuất Cồn: Quy trình công nghệ sản xuất Cồn và các dòng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất của các cơ sở như Hình 2.2: 9 10 Rỉ Đường Nước Pha loãng sơ Nước vệ sinh thiết bị ` bộ H2SO4 Axit hoá thanh Nước vệ sinh thiết bị trùng Nước Na2SiF6 CO2 Men giống Nước vệ sinh t Lên men Nước làm lạnh Nước thải đáy tháp Hơi nước Chưng cất thô Thô Nước làm Hơi nước Tháp tách trung lạnh và ngưng tụ gian Rầu fuzen Hơi nước Tháp tinh chế Nước thải đáy Nước đưa đi xử Nước cho tuần hoàn Cồn sản lý hoặc thải ra MT phẩm Hình 2.2 Dây chuyền sản xuất cồn từ rỉ đường và các dòng nước thải 10 11 2.1 Giải thích dây truyền công nghệ: 1. Pha loãng và axid hoá Chúng ta cần phải pha loãng và axit hoá rỉ đường vì rỉ đường thường có nồng độ chất khô rất cao từ 80 – 85 Bx không thể lên men rượu ngay được cần phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.

Còn nếu pha loãng đến nồng độ thấp quá sẽ tốn nhiều thiết bị và năng lượng. Trong thực tế, với nồng độ rỉ đường thích hợp là 45-50 0Bx thì tiến hành xử lý có hiệu quả tốt, bảo đảm cho kết tủa các chất. Quá trình axit và thanh trùng. Sau khi pha loãng thì dùng H2SO4 hoặc dùng HCl acid hoá, tuỳ theo chất lượng của rỉ đường mà cho lượng H2SO4, HCl vào khác nhau để đạt được độ pH = 4,5- 4,8, tạo điều kiện tốt cho quá trình lên men.

Lượng axit HCl tiêu hao khoảng 23,5 kg/1000l cồn. Mục đích của quá trình acid hoá là để tách bớt tạp chất tro, keo và tạo độ pH thích hợp cho quá trình lên men. Sau đó phải tiến hành sát trùng dịch rỉ đường. Có thể sử dụng nhiều chất sát trùng khác nhau như: Pentaclorophênol, formalin, clorua vôi, và phổ biến hiện nay ở Việt Nam là sử dụng thuốc trừ sâu (Na2SiF6).

Lượng Na2SiF6 chiếm khoảng 12-13 kg/1 tấn rỉ đường. Mục đích của việc sát trùng là để tiêu diệt các vi sinh vật có trong dấm chín, nhằm tạo điều kiện tốt cho quá trình lên men phát triển. Sau đó làm lạnh tới nhiệt độ lên men và tiến hành lên men.