Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy thực phẩm châu á tại khu công nghiệp tiên sơn bắc ninh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu giải pháp cải thiện kết quả xử lý nước thải của nhà máy thực phẩm châu á tại khu công, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thị Bắc
• Người hướng dẫn: TS. Trịnh Quang Huy
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy thực phẩm Châu Á tại KCN Tiên Sơn – Bắc Ninh
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• THESIS ABSTRACT
• 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
• 3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 6.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI TÂY CHIÊN)
• 6.1.1. Thế giới
• 6.1.2. Việt Nam
• 6.1.3. Công dụng của khoai tây
• 6.1.4. Tỷ lệ cơ cấu các ngành sản xuất chính tại Bắc Ninh
• 6.2. THỰC TRẠNG VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM
• 6.3. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Snack khoai tây
• 7. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 8. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 9. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Thực Phẩm Bắc Ninh

Ngành công nghiệp thực phẩm tại Bắc Ninh đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo đó là sự gia tăng về lượng nước thải thực phẩm cần xử lý. Việc xử lý nước thải nhà máy thực phẩm hiệu quả là vô cùng quan trọng để bảo vệ môi trường và tuân thủ các quy định pháp luật. Bài viết này sẽ đi sâu vào các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy thực phẩm Châu Á, KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh, dựa trên nghiên cứu thực tế và các công nghệ tiên tiến. Mục tiêu là đạt tiêu chuẩn xả thải nước thải công nghiệp và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.1. Tầm quan trọng của xử lý nước thải thực phẩm tại Bắc Ninh

Bắc Ninh là một tỉnh công nghiệp trọng điểm, với nhiều nhà máy sản xuất thực phẩm. Nước thải nhà máy thực phẩm chứa nhiều chất ô nhiễm hữu cơ, dầu mỡ, và vi sinh vật gây hại. Nếu không được xử lý nước thải đạt chuẩn, sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Do đó, việc xử lý nước thải công nghiệp Bắc Ninh hiệu quả là một yêu cầu cấp thiết.

1.2. Giới thiệu nhà máy thực phẩm Châu Á và hệ thống xử lý hiện tại

Nhà máy thực phẩm Châu Á tại KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh là một doanh nghiệp sản xuất snack khoai tây. Nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm với công suất thiết kế 790 m3/ngày. Tuy nhiên, kết quả quan trắc cho thấy một số chỉ tiêu như BOD5, COD, TSS vượt ngưỡng cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B. Điều này cho thấy cần có giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

II. Thực Trạng Thách Thức Xử Lý Nước Thải Thực Phẩm

Hiện trạng xử lý nước thải nhà máy thực phẩm tại Châu Á, Bắc Ninh còn nhiều hạn chế. Hệ thống hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu về chất lượng nước thải sau xử lý. Các vấn đề chính bao gồm: hiệu quả tách rác và dầu mỡ kém, vi sinh vật trong bể sinh học bị ức chế, và chi phí vận hành cao. Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, cần phải xác định rõ nguyên nhân và đưa ra các giải pháp phù hợp. Việc tư vấn xử lý nước thải từ các chuyên gia cũng rất quan trọng.

2.1. Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải hiện tại

Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của nhà máy bao gồm các công đoạn: song chắn rác, bể tách dầu, bể UASB, bể sinh học hiếu khí. Tuy nhiên, hiệu quả của các công đoạn này chưa cao. Song chắn rác không tách được hết rác, bể tách dầu không tách được dầu mỡ hiệu quả, và vi sinh vật trong bể sinh học bị ức chế do nước thải có độ ô nhiễm cao.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải thực phẩm, bao gồm: tải lượng ô nhiễm cao, thành phần nước thải phức tạp, sự cố vận hành, và chi phí vận hành. Ngoài ra, việc quản lý nội vi (quản lý từ khâu sản xuất) chưa hiệu quả cũng là một nguyên nhân quan trọng.

2.3. Chi phí xử lý nước thải nhà máy thực phẩm hiện tại

Chi phí xử lý nước thải nhà máy thực phẩm hiện tại của nhà máy là 9.000 VNĐ/m3. Chi phí này bao gồm chi phí điện năng, hóa chất, nhân công, và bảo trì. Việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sẽ giúp giảm chi phí vận hành và tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.

III. Giải Pháp Cải Tạo Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Hiệu Quả

Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy thực phẩm Châu Á, cần có giải pháp cải tạo hệ thống hiện tại. Các giải pháp chính bao gồm: cải thiện hệ thống tiền xử lý, tối ưu hóa quá trình sinh học, và áp dụng các công nghệ tiên tiến. Mục tiêu là đạt tiêu chuẩn xả thải nước thải công nghiệp và giảm thiểu chi phí vận hành. Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Cải thiện hệ thống tiền xử lý Tách rác và dầu mỡ hiệu quả

Hệ thống tiền xử lý cần được cải thiện để loại bỏ rác và dầu mỡ hiệu quả hơn. Giải pháp bao gồm: lắp đặt thêm song chắn rác tinh, thay bể tách dầu bằng bể tuyển nổi, và tăng cường quản lý nguồn thải từ quá trình sản xuất. Bể tuyển nổi sẽ giúp loại bỏ dầu mỡ hiệu quả hơn so với bể tách dầu truyền thống.

3.2. Tối ưu hóa quá trình sinh học Bể UASB và Aerotank

Quá trình sinh học cần được tối ưu hóa để tăng hiệu quả xử lý nước thải COD và BOD. Giải pháp bao gồm: bổ sung vi sinh vật, điều chỉnh pH, và tăng cường oxy hòa tan. Cần đảm bảo vi sinh vật trong bể UASB và Aerotank hoạt động hiệu quả để phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ.

3.3. Ứng dụng công nghệ xử lý nước thải AAO tiên tiến

Công nghệ AAO (kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí) là một giải pháp tiên tiến để xử lý nước thải Amoni và Photpho. Công nghệ này có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy. Cần có tư vấn xử lý nước thải từ các chuyên gia để lựa chọn công nghệ phù hợp.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Kết Quả Nghiên Cứu Cải Tạo HTXLNT

Nghiên cứu thực tế tại nhà máy thực phẩm Châu Á cho thấy, việc áp dụng các giải pháp cải tạo hệ thống xử lý nước thải đã mang lại kết quả tích cực. Chất lượng nước thải sau xử lý đã đạt tiêu chuẩn xả thải nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT, cột B). Chi phí vận hành cũng giảm đáng kể. Đây là một mô hình có thể tham khảo cho các nhà máy thực phẩm khác.

4.1. Kết quả phân tích nước thải sau cải tạo hệ thống

Sau khi cải tạo hệ thống, kết quả phân tích nước thải cho thấy các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS, dầu mỡ khoáng đều đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột B. Điều này chứng tỏ hiệu quả của các giải pháp cải tạo.

4.2. So sánh chi phí xử lý nước thải trước và sau cải tạo

Chi phí xử lý nước thải sau cải tạo đã giảm từ 9.000 VNĐ/m3 xuống còn 6.000 VNĐ/m3. Điều này là do hệ thống hoạt động hiệu quả hơn, giảm lượng hóa chất sử dụng, và giảm chi phí điện năng.

4.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của giải pháp

Giải pháp cải tạo hệ thống xử lý nước thải không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn có lợi cho môi trường. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn, giảm thiểu tác động tiêu cực đến nguồn nước và hệ sinh thái.

V. Kết Luận Triển Vọng Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Thực Phẩm

Việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy thực phẩm Châu Á là một thành công. Các giải pháp cải tạo hệ thống đã mang lại kết quả tích cực về chất lượng nước thải và chi phí vận hành. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến để xử lý nước thải bền vững và thân thiện với môi trường. Xử lý nước thải tuần hoàn cũng là một hướng đi tiềm năng.

5.1. Tóm tắt các giải pháp chính và kết quả đạt được

Các giải pháp chính bao gồm: cải thiện hệ thống tiền xử lý, tối ưu hóa quá trình sinh học, và áp dụng công nghệ AAO. Kết quả đạt được là chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột B, và chi phí vận hành giảm đáng kể.

5.2. Hướng phát triển công nghệ xử lý nước thải thực phẩm bền vững

Trong tương lai, cần tập trung vào các công nghệ xử lý nước thải bền vững, như xử lý nước thải bằng vi sinh vật, xử lý nước thải bằng ozone, và xử lý nước thải tuần hoàn. Mục tiêu là giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và tiết kiệm tài nguyên nước.

5.3. Lựa chọn công ty xử lý nước thải uy tín và chuyên nghiệp

Để đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải, cần lựa chọn công ty xử lý nước thải uy tín và chuyên nghiệp. Các công ty này sẽ cung cấp dịch vụ tư vấn xử lý nước thải, thiết kế hệ thống xử lý nước thải, và vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đóng gói, đặc biệt là sản xuất bánh snack khoai tây, đang có tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ trên toàn cầu với doanh thu đạt trên 16,4 tỷ USD mỗi năm. Tại tỉnh Bắc Ninh, nơi tập trung khoảng 85 doanh nghiệp chế biến lương thực thực phẩm chiếm 10% cơ cấu công nghiệp toàn tỉnh, áp lực ô nhiễm môi trường từ nguồn thải hữu cơ đang trở thành bài toán cấp bách. Điển hình tại Công ty TNHH Công nghệ Thực phẩm Châu Á đặt tại Khu công nghiệp Tiên Sơn, hệ thống xử lý nước thải được xây dựng với công suất thiết kế 790 m3/ngày đêm nhưng lưu lượng hoạt động thực tế dao động trong khoảng 350 đến 450 m3/ngày đêm.

Nước thải của nhà máy phát sinh từ các công đoạn rửa củ, gọt vỏ, cắt lát và chiên dầu, mang đặc tính ô nhiễm phức tạp với hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS từ 850 đến 1.000 mg/l, COD từ 1.200 đến 4.400 mg/l và dầu mỡ động thực vật cục bộ lên đến 8.340 mg/l. Kết quả quan trắc thực tế cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm đầu ra đều vượt ngưỡng xả thải, trong khi chi phí vận hành xử lý bị đội lên mức 9.000 VNĐ/m3 nước thải. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là làm rõ nguyên nhân gây suy giảm công suất của trạm xử lý hiện hữu, bao gồm hiện tượng tắc nghẽn rác thô, đóng váng dầu cứng và ức chế sinh học. Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu, tính toán và đề xuất phương án cải tạo công nghệ kết hợp phân dòng dòng thải nhằm đảm bảo toàn bộ nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B. Nghiên cứu được thực hiện tại Khu công nghiệp Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh trong giai đoạn từ tháng 01/2015 đến tháng 05/2016, mang lại giá trị thực tiễn to lớn trong việc tối ưu hóa chi phí và bảo vệ môi trường tiếp nhận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng nền tảng lý thuyết xử lý nước thải bậc cao kết hợp giữa phương pháp hóa lý và sinh học nhiều bậc. Cơ sở xử lý kỵ khí dựa trên mô hình bể phản ứng bùn kỵ khí dòng chảy ngược UASB, phân giải các hợp chất cacbonhydrat mạch dài và tinh bột thành khí methane cùng các axit hữu cơ đơn giản dưới tác động của quần thể vi sinh vật kỵ khí. Bên cạnh đó, lý thuyết phân hủy hiếu khí bằng bùn hoạt tính trong bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn được áp dụng nhằm chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan còn lại thành sinh khối tế bào, nước và CO2 trong điều kiện duy trì nồng độ oxy hòa tan DO từ 1,5 đến 2,5 mg/l và nồng độ bùn hoạt tính MLSS từ 2.000 đến 3.500 mg/l theo tỷ lệ dinh dưỡng chuẩn BOD:N:P là 100:5:1.

Luận văn vận dụng lý thuyết tách pha bằng tuyển nổi bọt khí hòa tan DAF nhằm loại bỏ triệt để các hạt dầu thực vật Palm Olein dạng nhũ tương và cặn tinh bột lơ lửng thông qua cơ chế bám dính bọt khí siêu mịn có kích thước từ 20 đến 50 micron. Các khái niệm cốt lõi được sử dụng xuyên suốt công trình gồm: Tải lượng hữu cơ thể tích (Volumetric Loading Rate), Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Chỉ số thể tích bùn (SVI) và Hiệu suất tách thủy lực trong công trình tiền xử lý.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được tổng hợp từ báo cáo giám sát môi trường định kỳ của nhà máy, tài liệu vận hành hạ tầng kỹ thuật Khu công nghiệp Tiên Sơn và dữ liệu quan trắc thực địa. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 5 đợt lấy mẫu ngẫu nhiên tại 5 vị trí công đoạn trọng yếu: nước thải đầu vào thô NT1, bể điều hòa B03, sau bể kỵ khí UASB B04, sau bể hiếu khí Aerotank B06 và nước thải đầu ra sau khử trùng NT2. Phương pháp chọn mẫu tuân thủ nghiêm ngặt quy trình lấy mẫu đại diện tổ hợp theo tiêu chuẩn TCVN 5999-1995 đối với nước thải công nghiệp, mẫu được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4°C trước khi vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Lý do lựa chọn các phương pháp phân tích hóa lý tiêu chuẩn nhằm đảm bảo tính pháp lý và độ chính xác cao: chỉ tiêu COD phân tích bằng phương pháp dicromat theo TCVN 6491:1999; BOD5 xác định bằng phương pháp cấy vi sinh đo oxy hòa tan qua chai đo Winkler theo TCVN 6001-1:2008; chỉ tiêu TSS xác định bằng phương pháp sấy khô khối lượng ở 105°C theo TCVN 6625:2000; và dầu mỡ khoáng/thực vật được chiết tách dung môi theo phương pháp chuẩn SMEWW 5520B:2012. Lưu lượng nước thải được đo đạc gián tiếp qua tiết diện đường ống và vận tốc dòng chảy theo công thức thủy lực Q = A.V. Toàn bộ chu kỳ nghiên cứu, tính toán công nghệ và thực nghiệm diễn ra liên tục trong 17 tháng (01/2015 – 05/2016).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thực trạng vận hành tại nhà máy bộc lộ những sai lệch nghiêm trọng giữa thiết kế lý thuyết và hiệu quả xử lý thực tế, xuất phát từ khâu xử lý cơ học ban đầu:

Thứ nhất, hệ thống tiền xử lý cơ học bị tê liệt cục bộ. Hệ thống chỉ trang bị 1 song chắn rác thô kích thước khe d = 20 mm khiến lượng lớn vỏ khoai và vụn khoai tây lọt qua, gây tắc nghẽn cơ học. Bể tách dầu trọng lực B01 dung tích 73,8 m3 hoàn toàn không thể tách được dầu do dầu chiên kết hợp với tinh bột tạo màng cứng bề mặt, làm hỏng bơm màng P01. Nồng độ dầu mỡ đi vào bể điều hòa đo được ở mức 97 mg/l, cao hơn nhiều so với giới hạn chịu đựng của vi sinh vật.

Thứ hai, hiệu suất xử lý sinh học sụt giảm nghiêm trọng do nhiễm độc lipid. Bể kỵ khí UASB thể tích 899,6 m3 chỉ đạt hiệu suất khử COD thực tế là 76% so với thiết kế lý thuyết. Nguy hại hơn, tại bể hiếu khí Aerotank thể tích 498 m3, hiệu suất khử COD chỉ đạt 47% (so với tính toán thiết kế là 92%), hiệu suất khử BOD đạt 57%. Lượng dầu mỡ dư thừa bao bọc bông bùn khiến bùn hoạt tính chuyển sang màu đen, chỉ số lắng SV30 chỉ đạt 200 đến 250 ml/l và phát tán mùi hôi nồng nặc.

Thứ ba, chất lượng nước thải đầu ra sau xử lý NT2 vượt quy chuẩn môi trường. Nồng độ COD đầu ra đạt mức 124 mg/l (vượt ngưỡng 100 mg/l của quy chuẩn), TSS đạt 125,4 mg/l (vượt mức 100 mg/l) và dầu mỡ đạt 43 mg/l, vượt tới 4,3 lần giới hạn cho phép 10 mg/l theo QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

Thứ tư, mô hình thử nghiệm phương án cải tạo cho kết quả tối ưu. Giải pháp phân dòng nước thải thành 2 dòng riêng biệt: Dòng 1 chứa dầu chiên (lưu lượng 15 m3/ngày) được đưa qua bể tuyển nổi DAF cho hiệu suất tách dầu đạt 95% và khử 80% TSS; Dòng 2 chứa nước rửa khoai (lưu lượng 435 m3/ngày) qua lưới chắn rác tinh kích thước 1 mm giúp giảm 25% TSS và 25% BOD trước khi hòa trộn tại bể điều hòa.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi khiến hệ thống ban đầu suy giảm hiệu năng là hiện tượng bao phủ màng dầu lên bề mặt tế bào vi sinh vật, ngăn cản quá trình khuếch tán oxy hòa tan và dưỡng chất vào màng tế bào của bùn hoạt tính. Khi bùn tại bể Aerotank bị nhiễm dầu, khối lượng riêng của bông bùn giảm xuống khiến bùn không thể lắng tại bể lắng 2 B07 mà nổi lên mặt và tràn sang bể khử trùng, làm tê liệt luôn công đoạn ép bùn tại bể nén B09 do bùn không thể keo tụ với polymer.

Trong báo cáo kỹ thuật, dữ liệu so sánh hiệu quả xử lý giữa hệ thống cũ và hệ thống cải tạo có thể được trực quan hóa rất sinh động thông qua biểu đồ cột kép thể hiện nồng độ các chất ô nhiễm (COD, BOD, TSS, Dầu mỡ) qua từng công trình đơn vị, kết hợp bảng cân bằng vật chất thể hiện rõ dòng tải lượng ô nhiễm trước và sau khi lắp đặt bể tuyển nổi DAF. Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công trình xử lý nước thải chế biến thực phẩm tiên tiến tại Việt Nam, khẳng định rằng đối với nước thải chứa dầu thực vật và tinh bột, việc ứng dụng công nghệ hóa lý tuyển nổi DAF kết hợp song chắn rác tinh là điều kiện tiên quyết bắt buộc để duy trì hiệu suất trên 90% cho các công trình sinh học phía sau.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá kỹ thuật và thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp mang tính hành động cao:

Một là, thực hiện phân dòng nước thải tại nguồn và nâng cấp hệ thống chắn rác. Ban Quản lý Dự án và Bộ phận Cơ điện nhà máy cần triển khai tách riêng đường ống nước thải chiên dầu (15 m3/ngày) khỏi dòng nước thải rửa gọt củ (435 m3/ngày). Lắp đặt bổ sung hệ thống song chắn rác thô đa cấp có kích thước khe 5 mm và trang bị máy lược rác tinh tự động kích thước mắt lưới 1 mm tại hầm bơm gom nước thải rửa. Mục tiêu đặt ra là loại bỏ ngay 25% lượng chất rắn lơ lửng TSS và 20% tải lượng BOD5 thô trong vòng 3 tháng đầu triển khai.

Hai là, cải tạo bể tách dầu mỡ trọng lực thành cụm bể tuyển nổi áp lực DAF. Phòng Môi trường và Đơn vị tư vấn kỹ thuật tiến hành lắp đặt hệ thống máy nén khí, bình tạo áp bão hòa khí và thiết bị gạt bọt tự động cho bể B01, kết hợp châm hóa chất keo tụ PAC với liều lượng từ 25 đến 75 mg/l. Mục tiêu đưa hiệu suất thu hồi dầu mỡ đạt từ 90% đến 98%, giảm nồng độ dầu mỡ đầu vào bể sinh học xuống dưới 10 mg/l, hoàn thiện trong thời gian 4 tháng.

Ba là, phục hồi hệ sinh thái vi sinh vật và chuẩn hóa thông số vận hành sinh học. Đội ngũ kỹ sư vận hành trạm tiến hành hút bỏ toàn bộ bùn đen bị nhiễm độc, cấy lại bùn hạt kỵ khí cho bể UASB B04 và bùn hoạt tính hiếu khí cho bể Aerotank B06. Kiểm soát nghiêm ngặt các thông số công nghệ: duy trì pH trong khoảng 6,8 đến 7,2 bằng hệ thống châm tự động NaOH/HCl, kiểm soát chỉ số DO từ 1,5 đến 2,5 mg/l, duy trì tỷ lệ bùn tuần hoàn 18 m3/h và đưa tải trọng COD kỵ khí lên mức 6 kg COD/m3/ngày. Mục tiêu đảm bảo hiệu suất khử COD toàn trạm đạt trên 92%, đưa chất lượng nước xả thải đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B định kỳ hàng ngày.

Bốn là, tái cấu trúc bộ máy quản lý môi trường và đào tạo nhân lực nội vi. Ban Giám đốc nhà máy cần tuyển dụng cán bộ quản lý môi trường có trình độ đại học chuyên ngành, xây dựng quy trình thao tác chuẩn SOP và tổ chức đào tạo kỹ thuật định kỳ cho 100% công nhân vận hành trạm xử lý. Thiết lập hệ thống kiểm toán chất thải tại các phân xưởng sản xuất để hạn chế thất thoát dầu chiên và củ khoai rơi vãi, hướng tới mục tiêu tối ưu hóa hóa chất và giảm chi phí xử lý từ 9.000 VNĐ/m3 xuống dưới 6.500 VNĐ/m3 nước thải trong vòng 6 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn sâu sắc, phù hợp cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm sau:

Thứ nhất, Ban quản lý và kỹ sư vận hành tại các nhà máy chế biến thực phẩm, snack, mì ăn liền và bánh kẹo. Tài liệu cung cấp giải pháp xử lý sự cố thực tế khi hệ thống xử lý sinh học bị ngộ độc dầu mỡ, chỉ rõ phương pháp phân dòng và cải tạo cụm tiền xử lý mà không làm gián đoạn dây chuyền sản xuất đang hoạt động với công suất hàng chục nghìn tấn sản phẩm mỗi năm.

Thứ hai, các công ty tư vấn thiết kế và nhà thầu công nghệ môi trường. Luận văn cung cấp toàn bộ chuỗi số liệu tính toán kích thước công trình, thông số thiết kế thủy lực, điện năng tiêu thụ và chi phí đầu tư chi tiết cho cụm tuyển nổi DAF kết hợp lọc rác tinh đối với nước thải có hàm lượng tinh bột và chất béo cao.

Thứ ba, Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên môi trường và Ban quản lý các Khu công nghiệp. Nghiên cứu đóng vai trò là tài liệu tham khảo đáng tin cậy trong công tác thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường, kiểm tra việc tuân thủ quy chuẩn xả thải và xây dựng định mức xả thải kỹ thuật cho phân ngành chế biến nông sản thực phẩm.

Thứ tư, giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường. Đây là case study điển hình về việc ứng dụng tích hợp phương pháp đánh giá thực nghiệm hiện trường, mô hình hóa công nghệ và phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong một đề tài thạc sĩ ứng dụng.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao hệ thống tách dầu mỡ theo nguyên lý trọng lực truyền thống lại thất bại trong nhà máy sản xuất snack khoai tây? Nguyên nhân do nước thải chiên snack chứa hàm lượng dầu thực vật Palm Olein cao lên tới 8.340 mg/l bị nhũ hóa một phần và kết hợp với các hạt tinh bột mịn lơ lửng. Hỗn hợp này không thể tự nổi tự do theo trọng lực mà tạo thành một lớp màng đông cứng trên bề mặt, làm tắc nghẽn thiết bị thu hồi dầu cơ học và khiến dầu mỡ tiếp tục trôi sang các bể phía sau.

Bể tuyển nổi bọt khí hòa tan DAF mang lại ưu thế vượt trội gì so với bể tách dầu cơ học thông thường? Bể DAF sử dụng hệ thống bão hòa khí tạo ra hàng triệu bọt khí siêu nhỏ bám dính vào các giọt dầu và cặn lơ lửng, đẩy nhanh vận tốc nổi lên bề mặt. Khi kết hợp với châm phèn keo tụ liều lượng 25 đến 75 mg/l, hiệu quả tách dầu mỡ đạt từ 90% đến 98% và loại bỏ được 80% cặn lơ lửng TSS, bảo vệ an toàn cho hệ vi sinh phía sau.

Lợi ích cốt lõi của việc phân tách dòng thải tại nguồn trong quy trình sản xuất snack là gì? Phân dòng giúp cô lập dòng thải đậm đặc dầu mỡ (chỉ chiếm khoảng 15 m3/ngày trong tổng số 450 m3/ngày) để xử lý chuyên sâu bằng thiết bị tuyển nổi quy mô nhỏ, trong khi dòng nước rửa củ (435 m3/ngày) chỉ cần qua hệ thống lọc rác tinh. Giải pháp này giúp tiết kiệm trên 40% chi phí đầu tư máy móc và hóa chất vận hành so với việc xử lý tuyển nổi toàn bộ lưu lượng chung.

Các thông số kỹ thuật nào cần được kiểm soát nghiêm ngặt nhất để tránh chết vi sinh trong bể hiếu khí Aerotank? Người vận hành cần duy trì nồng độ oxy hòa tan DO ổn định từ 1,5 đến 2,5 mg/l, độ pH trong giới hạn 6,5 đến 8,5, duy trì chỉ số thể tích bùn SV30 ở mức 300 đến 600 ml/l và kiểm soát hàm lượng dầu mỡ đi vào bể sinh học luôn ở mức dưới 10 mg/l để tránh hiện tượng bao màng ức chế vi sinh vật.

Chất lượng nước thải sau khi áp dụng phương án cải tạo công nghệ có đạt quy chuẩn xả thải không? Sau khi cải tạo hệ thống theo phương án đề xuất kết hợp DAF, lưới rác tinh 1 mm và tối ưu hóa cụm UASB - Aerotank, nước thải sau xử lý đạt đầy đủ các thông số xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B, sẵn sàng đấu nối an toàn vào mạng lưới thu gom của Khu công nghiệp Tiên Sơn.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện nguyên nhân sụt giảm công suất của trạm xử lý nước thải nhà máy thực phẩm Châu Á với lưu lượng thực tế 350 đến 450 m3/ngày, chỉ rõ nguyên nhân chính do khâu tiền xử lý kém hiệu quả gây nhiễm độc dầu mỡ cho vi sinh vật.
• Đề xuất thành công phương án cải tạo tích hợp: phân dòng nguồn thải, nâng cấp song chắn rác thô kích thước 5 mm, bổ sung máy tách rác tinh 1 mm và chuyển đổi bể tách dầu sang cụm bể tuyển nổi áp lực DAF.
• Mô hình cải tạo chứng minh hiệu quả vượt bậc: loại bỏ trên 90% lượng dầu mỡ, giảm 80% TSS sơ cấp và đưa toàn bộ các chỉ số ô nhiễm COD, BOD5, TSS, Nitơ và Dầu mỡ đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B.
• Đóng góp giải pháp giảm thiểu chi phí vận hành từ 9.000 VNĐ/m3 xuống dưới 6.500 VNĐ/m3, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt và nâng cao uy tín thương hiệu sản xuất xanh của doanh nghiệp.
• Lộ trình triển khai khuyến nghị hoàn thiện trong vòng 6 tháng với đầy đủ các bước nâng cấp cơ khí, chuyển giao công nghệ và kiện toàn nhân lực vận hành. Các đơn vị sản xuất cùng ngành nên sớm tham khảo và ứng dụng mô hình công nghệ này để tối ưu hóa công tác xử lý nước thải bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ BẮC NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY THỰC PHẨM CHÂU Á TẠI KHU CÔNG NGHIỆP TIÊN SƠN – BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: TS. Trịnh Quang Huy NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 c LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bắc i c LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Trịnh Quang Huy đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn công nghệ, Khoa Môi trường. - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Công ty TNHH Môi trường & Công nghệ Xanh Việt đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bắc ii c MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt.

v Danh mục bảng .vi Danh mục hình .vii T hesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tài liệu. Tổng quan về ngành sản xuất bánh snack (khoai tây chiên). Thực trạng về công tác quản lý môi trường đối với các cơ sở chế biến lương thực, thực phẩm.

Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Snack khoai tây. Các vấn đề môi trường phát sinh và biện pháp quản lý. Công nghệ xử lí nước thải chế biến thực phẩm. Các giai đoạn xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm.

Một số mô hình xử lý nước thải sản xuất chế biến thực phẩm. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu.

Đối tượng/vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp.

Phương pháp khảo sát thực địa. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp đo. Phương pháp tính toán công trình xử lý.

Phương pháp đánh giá. Phương pháp xử lý số liệu và trình bày kết quả. Kết quả và thảo luận. Thực trạng về hoạt động sản xuất của nhà máy chế biến thực phẩm châu Á.

Vị trí nhà máy. Hoạt động sản xuất của nhà máy. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm. Đặc tính nước thải và thông số thiết kế.

Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải. Đề xuất phương án nâng cao hiệu quả xử lí nước thải của nhà máy chế biến thực phẩm. Phương án cải tạo. Sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất theo phương án.

Kết luận và kiến nghị. 60 Tài liệu tham khảo. 64 iv c DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BOD Biological Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa sinh học) BTNMT Bộ Tài nguyên và môi trường BTCT Bê tông cốt thép CTR Chất thải rắn COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa sinh học) KCN Khu công nghiệp Hazard Analysis Critical Control Points: Hệ thóng phân HACCP tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn trong thực phẩm SCR Song chắn rác STT Số thứ tự QCVN Quy chuẩn Việt Nam TTSS Chất rắn lơ lửng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam XLNT Xử lý nước thải Up Flow Anaerobic sludge blanket (Kị khí kiểu đệm bùn UASB dòng chảy ngược) v c DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Thành phần hóa học của khoai tây.

Thống kê tải lượng chất thải một số cơ sở chế biến thực phẩm điển hình trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Các thông số phân tích. Thông số thiết kế lý thuyết của hệ thống xử lý nước thải nhà máy. Giá trị trung bình của một số thông số đo đạc trong nước thải thực tế công ty.

Tính toán hiệu suất xử lý theo thiết kế của công ty. Hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải. Hiện trạng các thiết bị sử dụng trong hệ thống. Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 1.

Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 2. Hiệu xuất xử lý sau khi hòa trộn hai dòng nước thải. Các thông số thiết kế lưới chắn rác tinh. Tổng hợp tính toán SCR tinh.

Tính chất nước thải đầu vào và đầu ra của bể UASB. Các thông số cơ bản tính toán bể Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn. Chi phí xây dựng các công trình. Chi phí song chắn rác.

Chi phí bể lắng sơ cấp. Chi phí xây dựng bể tuyển nổi. Chi phí về công nhân vận hành. Chi phí về điện năng tiêu thụ.

59 vi c DANH MỤC HÌNH Hình 2. Tỷ lệ cơ cấu các ngành sản xuất chính tại Bắc Ninh. Quy trình sản xuất Snack từ khoai tây. Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước tại công ty Acecook.

Bể hiếu khí truyền thống tại nhà máy Bia Sài Gòn – Phú Thọ. Mô hình xử lý nước thải theo phương pháp hóa lý kết hợp sinh học. Mô hình xử lý nước thải theo bể SBR. Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu hiện trạng.

Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu sau khi cải tạo. Vị trí của nhà máy trong KCN Tiên Sơn – tỉnh Bắc Ninh. Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây. Quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy.

Quy trình công nghệ xử lý nước thải theo phương án đề xuất. 39 vii c TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Báo cáo này nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy chế biến thực phẩm Châu Á tại KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh dựa trên hiện trạng xử lý hiện tại của nhà máy. Bằng các phương pháp nghiên cứu khác nhau: Điều tra thu thập số liệu thứ cấp thông qua các báo cáo về tình hình phát triển của nhà máy, khảo sát thực địa cho thấy hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy không cao do: song chắn rác không tách được rác, bể tách dầu không tách được dầu, vi sinh vật bị ức chế nên bể sinh học xử lý không hiệu quả,.Dựa trên phương pháp lấy mẫu, tính toán và đánh giá hiệu quả xử lý để phân tích và đánh giá phương án đề xuất. Kết hợp các phương tính toán, đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống.

Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành đưa ra giải pháp: Thay bể tách dầu bằng bể tuyển nổi, lắp đặt nhiều song chắn rác thô, bổ sung song chắn rác tinh nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý cấp 2, cấp 3 hoạt động hiệu quả. Đề tài đã tính toán thiết kế đối với các hệ thống đề nghị nâng cấp và hệ thống hoạt động thử nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý cao (đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B). viii c THESIS ABSTRACT This report studies solutions to enhance the efficiency of wastewater treatment System Asia Food Technology limited company in Tien Son Industrial Zone, Bac Ninh Province on the current status of existing treatment plants. By the different research methods: survey of secondary data collection through reports on the development of the plant, field surveys show that the efficiency of wastewater treatment plants is not high due to: but don’t separate trash garbage, oil separator tank of oil cann’t be separated, microorganisms should be inhibited biological treatment tank inefficient,.

Based on the sampling method, calculate and evaluate the effectiveness of treatment to analyze and evaluate the proposed method. Combining the methods of calculating, evaluating the effectiveness of the system processor. On that basis, we conduct a solution: Replace the oil separator tank with flotation tanks, installation of multiple parallel coarse screens, additional cleaning of crystals to create favorable conditions for the grant process 2, level 3 operational efficiency. The theme was designed to calculate the recommended system upgrades and system operational tests showed high treatment effectiveness (achieving QCVN 40: 2011/BTNMT, column B).

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Tình hình lương thực thực phẩm trên thế giới đang khủng hoảng, nạn thiếu lương thực là vấn đề cần giải quyết ở tất cả các nước. Sản xuất khoai tây được xem như là một hướng để giải quyết ở tất cả các nước. Sản xuất khoai tây được xem như là một hướng để giải quyết khủng hoảng. Khoai tây được xem là lương thực cần thiết đứng thứ 2 sau gạo.

Do vậy tất cả các quốc gia đều xem các vấn đề sản xuất chế biến và xuất khẩu khoai tây là vô cùng quan trọng để giải quyết các vấn đề về thiếu lương thực thực phẩm trên thế giới. Do nhu cầu của thị trường nhiều công ty đã chế biến nhiều sản phẩm hơn từ khoai tây như là: Khoai tây chiên, snack, bim bim,. Quá trình sản xuất khoai tây chiên của các công ty dẫn đến các vấn đề về môi trường, đặc biệt là nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất có đặc tính ô nhiễm rất cao nếu thải trực tiếp ra ngoài môi trường sẽ làm ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, đất,. Vì vậy, nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất khoai tây chiên cần phải xử lý trước khi thải ra môi trường bên ngoài.

Công ty TNHH Công nghệ thực phẩm Châu Á tại Khu công nghiệp Tiên Sơn – Bắc Ninh là doanh nghiệp sản xuất, chế biến các mặt hàng thực phẩm (chủ yếu là sản xuất Snack khoai tây).