Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành công nghiệp dược phẩm tại Việt Nam giữ vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế. Tuy nhiên, hoạt động chế biến, sản xuất thuốc và dược liệu làm phát sinh lượng nước thải có tính chất ô nhiễm phức tạp. Đặc trưng nổi bật của nước thải ngành dược là chứa các hợp chất khó phân hủy sinh học như kháng sinh có vòng $\beta$-lactams, gelatin từ quá trình làm vỏ nang, chất hoạt động bề mặt, hóa chất thử nghiệm, dung môi hữu cơ và hàm lượng dầu mỡ cao. Các chất hoạt động bề mặt tạo bọt làm cản trở quá trình hòa tan oxy trong nước, gây ức chế hệ vi sinh vật và đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái thủy sinh tiếp nhận.
Trước thực trạng đó, Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic (phường Đông Hưng Thuận, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh) đã đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung nhằm kiểm soát ô nhiễm trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là Kênh Tham Lương. Nhằm đánh giá hiệu suất thực tế và tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa vận hành, tác giả Nguyễn Thị Kiều Hạnh đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp ngành Quản lý tài nguyên và môi trường tại Trường Đại học Lâm nghiệp – Phân hiệu Đồng Nai (2020) với đề tài: "Đánh giá quy trình công nghệ xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic, phường Đông Hưng Thuận, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh".
Mục tiêu nghiên cứu:
- Mục tiêu tổng quát:
- Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải tại khu vực nghiên cứu.
- Góp phần hạn chế ảnh hưởng của các hoạt động xử lý nước thải đến môi trường xung quanh.
- Mục tiêu cụ thể:
- Xác định được quy trình công nghệ xử lý nước thải tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất được các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải tại khu vực nghiên cứu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải và chất lượng nước thải trước - sau xử lý tại Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic.
- Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước thải của nhà máy sản xuất tại địa chỉ 1/67 Nguyễn Văn Quá, Khu phố 5, Phường Đông Hưng Thuận, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh. Nguồn nước tiếp nhận là Kênh Tham Lương nằm trong bán kính 2 km xung quanh công ty.
- Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ tháng 02/2020, kế thừa và phân tích chuỗi dữ liệu quan trắc định kỳ trong năm 2020 (các đợt tháng 3, tháng 6, tháng 9 và tháng 10 năm 2020).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết kỹ thuật môi trường và công nghệ xử lý nước thải công nghiệp:
- Khung lý thuyết về công nghệ xử lý nước thải: Khóa luận hệ thống hóa các nhóm phương pháp xử lý cơ học (song chắn rác, lắng cát, tách dầu mỡ, lọc cơ học, lắng trọng lực, điều hòa lưu lượng), phương pháp hóa lý (trung hòa pH bằng dung dịch kiềm/acid, keo tụ - tạo bông bằng hóa chất PAC và Polymer, hấp phụ than hoạt tính, tuyển nổi, khử khuẩn bằng hợp chất Clo) và phương pháp sinh học (bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng, lọc sinh học màng dính bám MBBR, công trình xử lý tự nhiên như hồ sinh học, cánh đồng tưới).
- Các thông số chất lượng nước thải: Phân tích bản chất và ý nghĩa môi trường của các chỉ tiêu: pH, nhiệt độ, độ màu, mùi, độ đục, độ cứng, các dạng chất rắn (TS, SS, TDS, TSS, VS), oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh học ($BOD_5$), tổng Nitơ (gồm Nitơ hữu cơ, amoni $N\text{-}NH_3$, nitrit $N\text{-}NO_2$, nitrat $N\text{-}NO_3$), các hợp chất oxit carbonic, tổng Photpho (orthophosphat, polyphosphat, photpho hữu cơ), sunfat ($SO_4^{2-}$, $H_2S$), vi sinh vật chỉ thị (tổng Coliforms, Fecal Coliform, E. coli) và Clo dư.
- Tiêu chuẩn so sánh: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
Phương pháp nghiên cứu thực hiện:
- Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu: Tiếp nhận sơ đồ công nghệ, hồ sơ thiết kế kỹ thuật của hệ thống xử lý nước thải từ Ban Quản lý Công ty Pharmadic; kế thừa các báo cáo kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra định kỳ do các đơn vị quan trắc môi trường thực hiện trong năm 2020; tham khảo các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến xử lý nước thải dược phẩm.
- Phương pháp khảo sát hiện trường: Điều tra hiện trạng thực tế các hạng mục công trình, số lượng máy móc thiết bị, công tác vận hành, tần suất kiểm tra giám sát, ghi nhận hình ảnh và kiểm tra quy trình phòng ngừa sự cố kỹ thuật tại trạm xử lý nước thải.
- Phương pháp xử lý số liệu: Ứng dụng phần mềm Microsoft Excel 2016 để tính toán thống kê, xác định giá trị trung bình, khoảng biến thiên, hiệu suất xử lý và biểu diễn trực quan qua các đồ thị biến động thông số môi trường.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu
Chương 1 trình bày tổng quan lý thuyết về nước thải dược phẩm, các công nghệ xử lý hiện hành, các nghiên cứu liên quan và thông tin về cơ sở nghiên cứu:
- Đặc trưng nước thải dược phẩm: Nguồn phát sinh chính từ công đoạn súc rửa chai lọ, vệ sinh thiết bị sau pha chế thuốc, nước thải sản xuất vỏ nang và nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại. Thành phần ô nhiễm chứa các hợp chất khó phân hủy như vòng $\beta$-lactams, gelatin, dung môi, chất hoạt động bề mặt gây bọt cản trở hòa tan oxy và ức chế vi sinh vật.
- Tổng quan các phương pháp xử lý: Trình bày nguyên lý làm việc của song chắn rác (thô 60–100 mm, tinh 10–25 mm), bể lắng cát (lắng hạt $\ge 0{,}2\text{ mm}$, tỷ trọng $\ge 2{,}6$), bể tách dầu mỡ, bể lắng (ngang, đứng, ly tâm/hướng tâm), bể điều hòa, trung hòa acid-kiềm, keo tụ - tạo bông (giải thích theo thế Zeta và lực Van der Waals), hấp phụ than hoạt tính, tuyển nổi, khử khuẩn bằng hợp chất Clo, công nghệ bùn hoạt tính và màng sinh học bám dính.
- Tổng hợp các nghiên cứu liên quan:
- Tại Việt Nam: Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hoài Giang và cộng sự (2018) về lọc nhỏ giọt ($BOD_5$ đạt hiệu suất 80–82%); Ngô Thụy Diễm Trang và Hans Brix (2012) về đất ngập nước nền cát (TSS đạt 94%, TP đạt 99%); Nguyễn Minh Kỳ và cộng sự (2017) về công nghệ màng MBR (TSS 89,4%, $BOD_5$ 94,6%, COD 92,6%, TN 64,6%, TP 79,2%).
- Trên thế giới: Xiao bo Liu et al. (2016) nghiên cứu quá trình oxy hóa tiếp xúc ($BOD_5$ giảm 84,2–86,5%, Nitơ giảm 82,5–86,35%); Al-Karamany (2010) khảo sát chất keo tụ muối sắt/nhôm; Ho et al. (2009) dùng nhôm silicat loại bỏ COD đến 99%; Chang Ding (2009) dùng vi khuẩn quang hợp cố định xử lý phenol (hiệu suất 91,7%).
- Tổng quan về Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic: Lịch sử hình thành từ Công ty Xuất nhập khẩu Trực dụng Y tế Pharimex (thành lập năm 1981 theo Quyết định số 126/QĐ-UB), chuyển thể thành Xí nghiệp Công tư Hợp danh năm 1983 và cổ phần hóa thành Công ty Cổ phần năm 1997/2007; các mốc tăng vốn điều lệ lên 45 tỷ (2005), 64 tỷ (2008) và 93 tỷ đồng (2013).
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng, phạm vi không gian, phạm vi thời gian thực hiện đề tài tại nhà máy Pharmadic (Quận 12, TP.HCM). Chương này cụ thể hóa 3 nội dung nghiên cứu (khảo sát quy trình công nghệ, so sánh dữ liệu quan trắc đầu vào/đầu ra với QCVN 40:2011/BTNMT Cột B, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả) và trình bày 3 phương pháp luận chính: thu thập - kế thừa số liệu, khảo sát hiện trường và xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 3 là phần trọng tâm của khóa luận, phân tích dây chuyền công nghệ, hiệu suất xử lý thực tế và các sự cố vận hành:
Thông số thiết kế thủy lực của hệ thống:
- Tổng công suất thiết kế: $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, phân kỳ làm 2 giai đoạn (mỗi giai đoạn $75\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).
- Lưu lượng trung bình giờ mỗi giai đoạn: $Q_{tb} = 3{,}125\text{ m}^3/\text{h}$.
- Hệ số không điều hòa theo giờ: $K_h = 2$, lưu lượng cực đại $Q_{max} = 7{,}625\text{ m}^3/\text{h}$.
Đặc tính nước thải đầu vào (tháng 02/2020): Nước thải đầu vào có nồng độ chất ô nhiễm cao: $BOD_5$ trung bình đạt $181{,}3\text{ mg/L}$ (dao động $116 - 235\text{ mg/L}$); COD trung bình $479\text{ mg/L}$ (dao động $369 - 589\text{ mg/L}$); TSS trung bình $61{,}0\text{ mg/L}$; Tổng Nitơ dao động $165{,}2 - 320\text{ mg/L}$; Tổng Photpho trung bình $1{,}75\text{ mg/L}$; Coliforms đạt $555{,}1 \times 10^6\text{ MPN/100mL}$. Hầu hết các chỉ tiêu đều vượt quy chuẩn tiếp nhận, tỷ lệ $BOD_5:N:P$ mất cân đối so với tỷ lệ chuẩn $100:5:1$, đòi hỏi quy trình xử lý đa bậc.
Quy trình công nghệ và chức năng các đơn vị xử lý:
- Bể thu gom và Song chắn rác: Tiếp nhận toàn bộ dòng thải; song chắn rác inox giữ lại các tạp chất thô kích thước $> 5\text{ mm}$ (vỏ bao bì, rác lá cây) để bảo vệ máy bơm, rác được thu gom định kỳ hàng tuần.
- Bồn trung hòa: Nước thải có pH ban đầu khoảng 6 được châm thêm dung dịch NaOH $0{,}799\text{ mg/L}$ với thời gian lưu nước 4–6 giờ nhằm ổn định pH cho các phản ứng tiếp theo.
- Bể điều hòa: Trang bị 2 máy bơm chìm lắp biến tần điều khiển lưu lượng chính xác và hệ thống phân phối khí dưới đáy bể nhằm xáo trộn đều nồng độ, ngăn ngừa hiện tượng phân hủy yếm khí phát sinh mùi hôi.
- Bể keo tụ - tạo bông: Nước thải được châm hóa chất keo tụ PAC để trung hòa điện tích các hạt keo kích thước $< 10^{-2}\text{ mm}$ nhờ lực Van der Waals; tiếp đó châm chất trợ keo tụ Polymer kết hợp máy khuấy chậm để hình thành các bông cặn lớn.
- Bể lắng Lamella: Tách các bông cặn hóa lý ra khỏi dòng nước dựa vào các tấm lắng nghiêng dưới tác dụng của trọng lực.
- Bể đệm và Bể sinh học hiếu khí MBBR: Sử dụng giá thể vi sinh di động kết hợp cấp khí liên tục từ máy thổi khí; vi sinh vật hiếu khí dính bám trên giá thể phát triển màng sinh học, phân hủy các chất hữu cơ hòa tan; thời gian lưu nước ngắn khoảng 1–2 giờ.
- Bể lắng sinh học (Lắng II): Tách bùn vi sinh ra khỏi nước thải; bùn được chia thành 2 dòng: một dòng tuần hoàn lại bể MBBR để duy trì nồng độ sinh khối, một dòng bùn dư được bơm về bể chứa bùn.
- Bể trung gian và Cột lọc thô: Nước sau lắng sinh học chảy sang bể trung gian và được bơm qua cột lọc thô dạng đứng chứa vật liệu lọc đá/sỏi kích thước hạt $25 - 100\text{ mm}$, chiều dày lớp vật liệu $0{,}5 - 1{,}5\text{ m}$ để giữ lại cặn lơ lửng không lắng trọng lực.
- Bể khử trùng: Nước thải được châm dung dịch NaClO nhằm tiêu diệt triệt để vi sinh vật gây bệnh qua cơ chế khuếch tán phá hủy tế bào trước khi xả ra cống thoát nước thành phố dẫn về Kênh Tham Lương.
- Công trình xử lý bùn: Bùn từ bể chứa bùn được đưa vào máy ép bùn khung bản; thiết bị vận hành bằng khí nén và áp lực nén ép qua vải lọc, làm khô bùn đạt độ khô 85–90%, sau đó đóng bao lưu kho và bàn giao cho đơn vị có chức năng xử lý chất thải công nghiệp.
Đánh giá chất lượng nước thải đầu ra qua các đợt quan trắc: Dữ liệu quan trắc tại 4 đợt trong năm 2020 (tháng 3, tháng 6, tháng 9, tháng 10) cho thấy:
- pH: Dao động ổn định từ $6{,}89$ đến $8{,}50$ (thấp nhất $6{,}89$ vào tháng 3; cao nhất $8{,}50$ vào tháng 9), đạt ngưỡng cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT Cột B (6–9).
- $BOD_5$: Đầu vào dao động $137 - 235\text{ mg/L}$ (tháng 3: $137\text{ mg/L}$; tháng 10: $235\text{ mg/L}$); sau xử lý giảm mạnh xuống $3 - 29{,}33\text{ mg/L}$ (thấp nhất $3\text{ mg/L}$ vào tháng 6 và 9; cao nhất $29{,}33\text{ mg/L}$ vào tháng 3), đều đạt chuẩn Cột B ($< 50\text{ mg/L}$).
- COD: Đầu vào dao động $369 - 589\text{ mg/L}$ (tháng 3: $412\text{ mg/L}$; tháng 10: $589\text{ mg/L}$); đầu ra dao động $15 - 136\text{ mg/L}$ (thấp nhất $15\text{ mg/L}$ vào tháng 6; cao nhất $136\text{ mg/L}$ vào tháng 3), đạt chuẩn Cột B ($< 150\text{ mg/L}$).
- Tổng Nitơ (TN): Đầu vào dao động $11{,}2 - 40{,}6\text{ mg/L}$ (tháng 9: $11{,}2\text{ mg/L}$; tháng 3: $40{,}6\text{ mg/L}$); đầu ra dao động $4{,}5 - 80\text{ mg/L}$ (tháng 6: $4{,}5\text{ mg/L}$; tháng 3: $80\text{ mg/L}$). Hiệu suất xử lý Nitơ trung bình đạt khoảng 53%.
- Tổng Photpho (TP): Đầu vào giảm dần từ $1{,}75\text{ mg/L}$ (tháng 3) xuống $0{,}359\text{ mg/L}$ (tháng 6); đầu ra đạt $0{,}003 - 0{,}008\text{ mg/L}$ (tháng 3: $0{,}008\text{ mg/L}$; tháng 9: $0{,}003\text{ mg/L}$), hiệu suất xử lý Photpho đạt 99,9%.
- TSS: Đầu vào dao động $36 - 78\text{ mg/L}$; đầu ra đạt $2{,}5 - 7{,}72\text{ mg/L}$ (tháng 6 và 9: $2{,}5\text{ mg/L}$; tháng 3: $7{,}72\text{ mg/L}$), hiệu suất xử lý đạt xấp xỉ 100%.
- Coliforms và Clo dư: Nồng độ Coliforms sau khử trùng bị tiêu diệt hoàn toàn, Clo dư nằm trong giới hạn kiểm soát.
| Thông số ô nhiễm | Đơn vị | Giá trị đầu vào (tháng 02/2020) | Khoảng dao động đầu ra (Năm 2020) | QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) | Đánh giá quy chuẩn |
|---|---|---|---|---|---|
| pH | - | 6,0 - 6,8 | 6,89 - 8,50 | 6 - 9 | Đạt |
| $BOD_5$ ($20^\circ\text{C}$) | mg/L | 181,3 (116 - 235) | 3,0 - 29,33 | 50 | Đạt |
| COD | mg/L | 479 (369 - 589) | 15 - 136 | 150 | Đạt |
| TSS | mg/L | 61,0 (36 - 78) | 2,5 - 7,72 | 100 | Đạt |
| Tổng Nitơ (TN) | mg/L | 165,2 - 320,0 | 4,5 - 80,0 | 40 | Đạt phần lớn (Tháng 3 vượt) |
| Tổng Photpho (TP) | mg/L | 1,75 (0,359 - 1,75) | 0,003 - 0,008 | 6 | Đạt |
| Coliforms | MPN/100mL | $555{,}1 \times 10^6$ | Đạt quy chuẩn sau khử trùng | 5.000 | Đạt |
Nhận diện sự cố vận hành và đề xuất giải pháp:
- Nhận diện sự cố: Sự cố cơ khí gồm tắc nghẽn bơm do rác, rách hoặc bám cặn vải lọc máy ép bùn khung bản, giảm áp suất máy thổi khí; sự cố công nghệ gồm hiện tượng bùn nổi, bùn khó lắng do mất cân bằng dinh dưỡng $BOD_5:N:P$ hoặc tải lượng dao động; nước thải sau xử lý đôi lúc còn mùi Clo do định lượng NaClO chưa tối ưu.
- Đề xuất giải pháp quản lý: Tăng cường kiểm soát nước thải tại nguồn từng phân xưởng; thiết lập chế độ quan trắc và ghi chép nhật ký vận hành thường xuyên; đào tạo nâng cao chuyên môn kỹ thuật cho công nhân phụ trách hệ thống.
- Đề xuất giải pháp công nghệ: Bổ sung nguồn dinh dưỡng cacbon (như mật rỉ đường/methanol) để đưa tỷ lệ $BOD_5:N:P$ về mức chuẩn $100:5:1$, nâng cao hiệu suất xử lý Nitơ (hiện mới đạt 53%); cải tiến liều lượng châm hóa chất trung hòa (NaOH), PAC và Polymer theo lưu lượng thực tế; kiểm soát tự động liều lượng NaClO để tránh dư thừa mùi Clo; định kỳ bảo dưỡng hệ thống phân phối khí đáy và vải lọc máy ép bùn.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính:
- Khóa luận đã mô tả và đánh giá toàn diện dây chuyền công nghệ xử lý nước thải công suất $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ tại Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic.
- Đánh giá định lượng hiệu quả làm sạch của hệ thống qua chuỗi số liệu quan trắc thực tế năm 2020:
- Hiệu suất loại bỏ TSS đạt xấp xỉ 100%, nồng độ đầu ra chỉ còn $2{,}5 - 7{,}72\text{ mg/L}$.
- Hiệu suất loại bỏ Tổng Photpho đạt 99,9%, nồng độ đầu ra đạt $0{,}003 - 0{,}008\text{ mg/L}$.
- Hiệu suất xử lý chất hữu cơ cao: $BOD_5$ đầu ra đạt $3 - 29{,}33\text{ mg/L}$; COD đầu ra đạt $15 - 136\text{ mg/L}$.
- Hầu hết các thông số nước thải sau xử lý đều đáp ứng giá trị giới hạn quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) trước khi xả ra Kênh Tham Lương.
Giải pháp đề xuất từ tác giả:
- Kiến nghị giải pháp công nghệ bổ sung nguồn dinh dưỡng cacbon hợp lý để khắc phục sự lệch pha tỷ lệ $BOD_5:N:P$, cải thiện hiệu suất khử Nitơ (vốn chỉ đạt 53%).
- Đề xuất quy trình kiểm soát liều lượng hóa chất châm tự động (NaOH, PAC, Polymer, NaClO) nhằm giảm chi phí vận hành và hạn chế mùi Clo dư trong nước thải sau khử trùng.
- Đề xuất giải pháp quản lý phân tách dòng thải tại nguồn và kế hoạch bảo trì thiết bị cơ khí (máy ép bùn khung bản, bơm, máy thổi khí).
Đóng góp của khóa luận:
- Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm chi tiết về hiệu quả hoạt động của quy trình kết hợp hóa lý (PAC/Polymer/Lamella) và sinh học màng bám dính MBBR trong xử lý nước thải dược phẩm thực tế tại TP. Hồ Chí Minh.
- So sánh hiệu quả công nghệ của nhà máy với các công trình nghiên cứu trước (nghiên cứu lọc nhỏ giọt của Ngô Thụy Diễm Trang, công nghệ MBR của Nguyễn Minh Kỳ, keo tụ nhôm silicat của Ho et al.), chỉ ra ưu thế về xử lý TSS, Photpho và những điểm cần cải tiến về xử lý Nitơ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Dữ liệu quan trắc của khóa luận dựa trên chuỗi mẫu định kỳ 4 đợt trong năm 2020 (tháng 3, 6, 9, 10), chưa thực hiện theo dõi liên tục hàng ngày để đánh giá đầy đủ tác động của các mẻ sản xuất đột xuất; chưa phân tích định lượng chuyên sâu dư lượng các hoạt chất kháng sinh đặc thù (vòng $\beta$-lactams) hay các dung môi hữu cơ vi lượng trong từng công trình đơn vị.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Khảo sát dài hạn biến động nồng độ ô nhiễm theo từng dòng thải phân xưởng; nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa tỷ lệ bổ sung chất dinh dưỡng cacbon để nâng cao hiệu suất khử Nitơ trong bể MBBR; đánh giá hiệu quả phân hủy dư lượng dược chất và kháng sinh vi lượng sau các bậc xử lý nâng cao.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên và học viên chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường, Kỹ thuật môi trường, Công nghệ sinh học - hóa học; kỹ sư và cán bộ quản lý môi trường vận hành trạm xử lý nước thải tại các nhà máy sản xuất dược phẩm, hóa dược, mỹ phẩm.
- Nội dung giá trị tham khảo:
- Quy trình vận hành và nguyên lý thiết kế của hệ thống kết hợp Trung hòa + Keo tụ tạo bông + Lắng Lamella + MBBR + Lọc thô + Khử trùng NaClO + Máy ép bùn khung bản (Chương 3, Mục 3.1 & 3.2).
- Chuỗi số liệu phân tích đối sánh thực tế giữa nước thải đầu vào và đầu ra đối với các chỉ tiêu $BOD_5$, COD, TN, TP, TSS, Coliforms (Chương 3, Mục 3.3).
- Bảng tổng hợp các sự cố cơ khí và sự cố bùn vi sinh thường gặp cùng giải pháp khắc phục thực tế tại trạm xử lý (Chương 3, Mục 3.4 & 3.5).
Câu hỏi thường gặp
1. Trạm xử lý nước thải tại Công ty Pharmadic có công suất thiết kế bao nhiêu và nguồn tiếp nhận nước sau xử lý là gì?
Trạm xử lý có tổng công suất thiết kế là $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, được chia làm 2 đơn nguyên giai đoạn (mỗi giai đoạn $75\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$), lưu lượng trung bình giờ đạt $3{,}125\text{ m}^3/\text{h}$ và lưu lượng giờ lớn nhất là $7{,}625\text{ m}^3/\text{h}$ ($K_h = 2$). Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý là Kênh Tham Lương, nằm trong bán kính 2 km xung quanh công ty.
2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại Công ty Pharmadic gồm những công trình đơn vị nào?
Hệ thống xử lý gồm chuỗi công trình đơn vị: Bể thu gom + Song chắn rác inox ($> 5\text{ mm}$) $\rightarrow$ Bồn trung hòa (châm NaOH $0{,}799\text{ mg/L}$, thời gian lưu 4–6h) $\rightarrow$ Bể điều hòa (lắp 2 bơm biến tần và hệ thống đĩa phân phối khí đáy) $\rightarrow$ Bể keo tụ - tạo bông (châm PAC và Polymer) $\rightarrow$ Bể lắng Lamella $\rightarrow$ Bể đệm $\rightarrow$ Bể sinh học hiếu khí màng dính bám MBBR (thời gian lưu 1–2h) $\rightarrow$ Bể lắng sinh học (Lắng II, có tuần hoàn bùn) $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Cột lọc thô (vật liệu sỏi/đá $25 - 100\text{ mm}$) $\rightarrow$ Bể khử trùng (châm NaClO) $\rightarrow$ Xả ra hệ thống cống dẫn ra Kênh Tham Lương. Bùn thải được xử lý qua máy ép bùn khung bản để làm khô đạt độ ẩm 85–90%.
3. Chất lượng nước thải đầu vào và hiệu suất xử lý các chỉ tiêu chính ($BOD_5$, COD, TSS, Nitơ, Photpho) đạt kết quả như thế nào?
Nước thải đầu vào có nồng độ ô nhiễm cao: $BOD_5$ trung bình $181{,}3\text{ mg/L}$, COD $479\text{ mg/L}$, TSS $61{,}0\text{ mg/L}$, Tổng Nitơ $165{,}2 - 320\text{ mg/L}$, Tổng Photpho $1{,}75\text{ mg/L}$, Coliforms $555{,}1 \times 10^6\text{ MPN/100mL}$. Sau xử lý, hiệu suất đạt rất cao: TSS giảm xuống $2{,}5 - 7{,}72\text{ mg/L}$ (hiệu suất ~100%), Tổng Photpho giảm còn $0{,}003 - 0{,}008\text{ mg/L}$ (hiệu suất 99,9%), $BOD_5$ đạt $3 - 29{,}33\text{ mg/L}$, COD đạt $15 - 136\text{ mg/L}$, đáp ứng QCVN 40:2011/BTNMT Cột B. Riêng Tổng Nitơ đầu ra dao động $4{,}5 - 80\text{ mg/L}$, hiệu suất xử lý trung bình đạt khoảng 53%.
4. Hệ thống gặp những hạn chế kỹ thuật và sự cố vận hành chính nào trong thực tế?
Hệ thống gặp sự cố lệch pha tỷ số dinh dưỡng $BOD_5:N:P$ làm hiệu suất xử lý Nitơ chưa cao; nước thải sau khử trùng bằng NaClO còn mùi Clo dư; sự cố cơ khí tắc nghẽn máy bơm do rác thải nhỏ lọt qua song chắn rác; rách hoặc tắc nghẽn vải lọc máy ép bùn khung bản và hiện tượng bùn khó lắng trong bể lắng sinh học khi tải lượng nước thải dao động đột ngột.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Kiều Hạnh đã hệ thống hóa và đánh giá thực nghiệm toàn diện quy trình công nghệ xử lý nước thải công suất $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ tại Công ty Cổ phần Dược phẩm Dược liệu Pharmadic. Kết quả nghiên cứu khẳng định dây chuyền công nghệ kết hợp xử lý hóa lý (keo tụ PAC/Polymer, lắng Lamella), sinh học màng bám dính MBBR, lọc thô và khử trùng bằng NaClO đạt hiệu quả làm sạch cao đối với các chỉ tiêu $BOD_5$, COD, TSS, Photpho và vi sinh vật, đáp ứng quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). Đồng thời, tác giả đã chỉ rõ các điểm nghẽn kỹ thuật về hiệu suất xử lý Nitơ và hiện tượng mùi Clo dư, từ đó đưa ra hệ thống giải pháp quản lý và công nghệ thiết thực nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống trong thực tiễn sản xuất dược phẩm.