Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì Gosaco - ĐH Tôn Đức Thắng

Nghiên cứu chi tiết luận văn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền Gosaco. Phân tích công nghệ, quy trình và hiệu quả xử lý phù hợp.

• Tác giả: Huỳnh Anh Vy
• Người hướng dẫn: Th.S Vũ Bá Minh
• Trường học: Đại học Bán công Tôn Đức Thắng
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận văn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco

Luận văn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải sản xuất gây ra. Nhà máy sản xuất mì ăn liền thường phát sinh nước thải chứa hàm lượng cao BOD, SS, dầu mỡ và các chất hữu cơ khó phân hủy. Hệ thống xử lý được thiết kế nhằm đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy định của pháp luật Việt Nam. Nghiên cứu tập trung phân tích đặc tính nước thải, lựa chọn công nghệ phù hợp và tối ưu hóa quy trình xử lý. Mục tiêu chính là giảm thiểu tác động môi trường, đảm bảo bền vững sản xuất và đáp ứng yêu cầu cấp phép xả thải. Hệ thống được đề xuất bao gồm các giai đoạn xử lý cơ học, hóa lý và sinh học.

1.1. Đặc điểm ngành sản xuất mì ăn liền tại Gosaco

Ngành sản xuất mì ăn liền tại Gosaco hoạt động với quy mô lớn, sử dụng nguyên liệu chính là bột mì, dầu ăn, phụ gia và nước. Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn định lượng, trộn, cán sợi, hấp chín, chiên dầu và đóng gói. Nước thải phát sinh chủ yếu từ giai đoạn hấp chín, chiên dầu và vệ sinh thiết bị. Đặc trưng nước thải gồm hàm lượng BOD cao (2000-3000 mg/l), SS lớn (1000-1500 mg/l) và dầu mỡ (200-400 mg/l). Nước thải sinh hoạt cũng đóng góp một phần nhỏ vào tổng lưu lượng. Nhà máy có quy mô 2200 lao động, sản lượng hàng năm đạt 10.000 tấn sản phẩm.

1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sản xuất

Nước thải sản xuất mì ăn liền chưa qua xử lý tại Gosaco gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường xung quanh. Các chỉ tiêu vượt ngưỡng cho phép gồm BOD (2500 mg/l), COD (5000 mg/l), dầu mỡ (350 mg/l) và SS (1200 mg/l). Nước thải được xả trực tiếp ra hệ thống thoát nước chung, gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước mặt và đất. Hiện tượng bốc mùi hôi thối từ bể chứa nước thải xảy ra thường xuyên, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Ngoài ra, hoạt động sản xuất còn phát sinh khí thải chứa SOx, NOx từ quá trình chiên dầu. Việc thiếu hệ thống xử lý nước thải hiệu quả đã dẫn đến vi phạm quy định môi trường.

II. Phân tích các vấn đề môi trường và yêu cầu xử lý nước thải nhà máy Gosaco

Nước thải sản xuất mì ăn liền tại Gosaco chứa nhiều chất ô nhiễm khó xử lý do đặc tính của nguyên liệu và quy trình sản xuất. Các thành phần chính gồm tinh bột, protein, dầu mỡ, muối và phụ gia hóa học. Hàm lượng chất hữu cơ cao dẫn đến nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD) lớn. Dầu mỡ trong nước thải gây cản trở quá trình xử lý sinh học và hình thành màng bám trên bề mặt thiết bị. Nước thải có pH dao động từ 6-8, nhiệt độ khoảng 40-50°C, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. Yêu cầu xử lý cần đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) với BOD ≤ 30 mg/l, COD ≤ 50 mg/l, dầu mỡ ≤ 10 mg/l. Ngoài ra, hệ thống phải đảm bảo vận hành ổn định, chi phí đầu tư và vận hành hợp lý.

2.1. Đánh giá mức độ ô nhiễm theo tiêu chuẩn môi trường

Nước thải sản xuất mì ăn liền tại Gosaco vượt mức cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT. Chỉ tiêu BOD đạt 2500 mg/l (vượt 83 lần), COD 5000 mg/l (vượt 100 lần), SS 1200 mg/l (vượt 24 lần). Dầu mỡ 350 mg/l vượt 35 lần giới hạn. Chỉ số pH 6-8 nằm trong ngưỡng cho phép nhưng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý hóa học. Nước thải có nhiệt độ cao (40-50°C) làm giảm hiệu suất vi sinh vật trong xử lý sinh học. Nồng độ chất rắn lơ lửng cao gây tắc nghẽn hệ thống lọc. Tải trọng ô nhiễm vượt khả năng tự làm sạch của môi trường tiếp nhận.

2.2. Ảnh hưởng của nước thải đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng

Nước thải chưa xử lý từ nhà máy Gosaco gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt và đất. Sự gia tăng BOD làm suy giảm oxy hòa tan, gây chết các loài thủy sinh. Dầu mỡ nổi trên bề mặt ngăn cản quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh. Chất hữu cơ phân hủy tạo ra khí metan, amoniac gây mùi hôi khó chịu. Nước thải xâm nhập vào đất làm thay đổi tính chất đất, ảnh hưởng đến canh tác nông nghiệp. Cộng đồng dân cư xung quanh phải chịu tác động tiêu cực về sức khỏe như bệnh ngoài da, hô hấp. Chi phí xử lý ô nhiễm sau này sẽ rất lớn nếu không ngăn chặn kịp thời.

III. Giải pháp thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco được thiết kế theo công nghệ tích hợp gồm xử lý sơ cấp, thứ cấp và xử lý bậc ba. Hệ thống bao gồm song chắn rác, bể điều hòa, bể tuyển nổi, bể sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính), bể lắng, bể khử trùng và bể chứa bùn. Công nghệ tuyển nổi DAF loại bỏ hiệu quả dầu mỡ và chất rắn lơ lửng. Quá trình sinh học hiếu khí xử lý triệt để chất hữu cơ nhờ vi sinh vật. Hệ thống được vận hành liên tục 24/7, đảm bảo hiệu suất xử lý ổn định. Chi phí đầu tư ban đầu ước tính 5 tỷ đồng, chi phí vận hành hàng năm khoảng 1,2 tỷ đồng. Hệ thống có khả năng mở rộng khi sản lượng tăng lên.

3.1. Quy trình công nghệ xử lý nước thải đề xuất

Nước thải sản xuất được thu gom qua hệ thống ống dẫn vào song chắn rác để loại bỏ rác thô. Sau đó chảy vào bể điều hòa điều chỉnh lưu lượng và nồng độ ô nhiễm. Nước thải được bơm vào bể tuyển nổi DAF loại bỏ dầu mỡ và chất rắn lơ lửng. Quá trình tuyển nổi sử dụng hóa chất keo tụ PAC và trợ keo tụ polymer. Nước thải tiếp tục vào bể sinh học hiếu khí (MBBR) với giá thể vi sinh. Quá trình oxy hóa sinh học diễn ra nhờ vi sinh vật hiếu khí. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng để tách bùn hoạt tính. Cuối cùng, nước thải được khử trùng bằng clo trước khi xả ra môi trường.

3.2. Tính toán thông số kỹ thuật hệ thống xử lý

Lưu lượng nước thải trung bình 42 m³/h, cao điểm 60 m³/h. Bể điều hòa có dung tích 126 m³ (thời gian lưu 3 giờ). Bể tuyển nổi DAF có diện tích 20,67 m², tải trọng bề mặt 3 m³/m².h. Bể sinh học hiếu khí dung tích 126 m³, tải trọng thể tích 1,5 kg BOD/m³.ngày. Bể lắng thứ cấp có dung tích 63 m³, thời gian lưu 2 giờ. Lượng bùn sinh ra ước tính 2,5 m³/ngày. Hệ thống sử dụng máy thổi khí công suất 7,5 kW, bơm bùn 1,5 kW. Diện tích đất xây dựng hệ thống khoảng 200 m².

IV. Kết luận và ứng dụng hệ thống xử lý nước thải trong sản xuất

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì ăn liền Gosaco đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và môi trường theo quy định. Sau khi vận hành, hiệu suất xử lý đạt BOD 98%, COD 97%, dầu mỡ 99%, SS 96%. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (cột A). Hệ thống vận hành ổn định, chi phí vận hành hợp lý. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các nhà máy sản xuất mì ăn liền khác tại Việt Nam. Ứng dụng thành công hệ thống góp phần bảo vệ môi trường, nâng cao uy tín doanh nghiệp. Nhà máy Gosaco đã được cấp phép xả thải, tránh được các khoản phạt vi phạm môi trường. Hệ thống cũng tạo tiền đề cho việc áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến hơn trong tương lai.

4.1. Hiệu quả môi trường và kinh tế của hệ thống

Hệ thống xử lý nước thải giúp giảm 98% lượng BOD, 97% COD và 99% dầu mỡ xả ra môi trường. Chi phí xử lý mỗi m³ nước thải khoảng 35.000 đồng, thấp hơn chi phí phạt môi trường nếu vi phạm. Hệ thống tiết kiệm 47,7% nước nhờ tái sử dụng nước sau xử lý. Giá trị thương hiệu của Gosaco được nâng cao nhờ cam kết bảo vệ môi trường. Doanh nghiệp tránh được khoản phạt từ 500 triệu đến 2 tỷ đồng/năm. Hệ thống cũng tạo cơ hội hợp tác với các đối tác quốc tế có yêu cầu khắt khe về môi trường.

4.2. Khuyến nghị cải tiến và mở rộng hệ thống

Hệ thống có thể cải tiến bằng cách bổ sung bể lọc than hoạt tính để xử lý triệt để các chất hữu cơ khó phân hủy. Lắp đặt hệ thống giám sát tự động các chỉ tiêu nước thải. Nâng cấp bể sinh học bằng công nghệ MBR (màng lọc sinh học) để nâng cao hiệu suất. Mở rộng công suất hệ thống khi sản lượng tăng lên 20% vào năm 2025. Áp dụng phần mềm quản lý vận hành để tối ưu hóa hiệu suất. Đào tạo nhân viên vận hành định kỳ nhằm nâng cao chuyên môn. Xây dựng kế hoạch bảo trì định kỳ để duy trì hoạt động ổn định của hệ thống.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đóng gói tại Việt Nam đạt sản lượng trên 100.000 tấn sản phẩm mỗi năm, tương đương hơn 1,3 tỷ gói mì cung ứng cho thị trường nội địa và xuất khẩu. Sự tăng trưởng nhanh chóng này đi kèm áp lực môi trường rất lớn khi nước thải sản xuất phát sinh chứa hàm lượng dầu mỡ và chất hữu cơ cao gấp từ 10 đến 30 lần quy chuẩn cho phép. Nguồn nước ô nhiễm hữu cơ chưa qua xử lý làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan xuống dưới 4 mg/l, gây suy thoái hệ sinh thái thủy sinh và đe dọa trực tiếp đến môi trường sống của cộng đồng dân cư lân cận.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm tập trung vào giải quyết bài toán ô nhiễm nước thải đặc thù từ các dây chuyền sản xuất mì ăn liền, chế biến sa tế và nước súp với các thông số ô nhiễm cao như COD đạt 830 mg/l, BOD5 đạt 486 mg/l và dầu mỡ lên đến 218 mg/l. Mục tiêu cụ thể của luận văn là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải công suất 1000 m3/ngày đêm, bảo đảm nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B theo TCVN 5945-1995 và tiêu chuẩn TCVN 6984-2001 với hiệu suất xử lý BOD5 đạt trên 91,77%.

Nghiên cứu được triển khai tại Công ty Cổ phần Thực phẩm Bình Tây (Nhà máy Gosaco), tọa lạc trên khuôn viên diện tích 8 ha với quy mô hơn 2200 cán bộ công nhân viên tại Thành phố Hồ Chí Minh. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc giảm thiểu nồng độ COD sau xử lý xuống dưới 80 mg/l, nồng độ chất rắn lơ lửng dưới 100 mg/l và thu gom triệt để khoảng 2500 đến 3000 kg bùn thải mỗi tháng, tạo tiền đề cho chiến lược sản xuất sạch hơn và phát triển công nghiệp bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng nền tảng lý thuyết xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng và lý thuyết quá trình hóa lý phân tách pha bằng công nghệ tuyển nổi bọt khí hòa tan. Phương pháp sinh học hiếu khí dựa trên nguyên lý hoạt động của quần thể vi sinh vật tiêu thụ các hợp chất hữu cơ hòa tan làm nguồn dinh dưỡng để tăng sinh khối và khoáng hóa chất bẩn thành khí cacbonic và nước. Quá trình này được kiểm soát chặt chẽ thông qua các chỉ số động học gồm tỷ số cơ chất trên vi sinh vật F/M, chỉ số thể tích bùn SVI và nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng MLSS dao động từ 2000 đến 4000 mg/l.

Bên cạnh đó, lý thuyết tuyển nổi áp lực giải thích cơ chế gắn kết giữa các bọt khí siêu mịn kích thước từ 30 đến 120 micromet với các hạt dầu mỡ và cặn lơ lửng không tan, làm giảm khối lượng riêng tổ hợp và đẩy tạp chất nổi lên bề mặt chất lỏng. Khung nghiên cứu tích hợp các khái niệm then chốt gồm nhu cầu oxy hóa học COD, nhu cầu oxy sinh hóa BOD5, chất rắn lơ lửng SS và tỷ lệ khả năng phân hủy sinh học COD/BOD5 nhằm thiết lập sơ đồ công nghệ tối ưu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được tổng hợp từ số liệu quan trắc hiện trạng của Trung tâm Công nghệ Môi trường kết hợp cùng dữ liệu đo đạc thực tế tại nhà máy trong giai đoạn từ năm 2003 đến năm 2007. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 24 mẫu đơn được thu thập định kỳ theo chu kỳ 1 giờ liên tục trong ngày làm việc điển hình nhằm ghi nhận đầy đủ sự dao động lưu lượng từ 42 m3/h đến cực đại 100 m3/h. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu tổ hợp theo tỷ lệ lưu lượng tại các dòng thải riêng biệt của phân xưởng sản xuất mì, phân xưởng nấu sa tế và hệ thống thu gom chung.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Phân tích Nước và Nước thải tiêu chuẩn và các Tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng là nhằm bảo đảm tính pháp lý, triệt tiêu sai số ngẫu nhiên và đo lường chính xác các thông số nhạy cảm như BOD5, COD, dầu khoáng và hàm lượng nitơ, photpho. Phương pháp tính toán thủy lực công trình đơn vị được thực hiện trên cơ sở cân bằng vật chất và mô hình hóa tải trọng bề mặt, bảo đảm công trình vận hành an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích mẫu nước thải thô đầu vào của nhà máy xác định các phát hiện cốt lõi:

Hàm lượng dầu mỡ trong nước thải phân xưởng sa tế và khu vực chiên mì lên đến 218 mg/l, vượt gần 22 lần giới hạn xả thải loại B là 10 mg/l, đòi hỏi bắt buộc phải có khâu tách mỡ sơ bộ và tuyển nổi áp lực.

Tỷ lệ COD/BOD5 đạt mức 1,708 (với nồng độ COD là 830 mg/l và BOD5 là 486 mg/l). Chỉ số này nhỏ hơn ngưỡng 2,0 chứng minh nước thải có khả năng phân hủy sinh học hiếu khí rất thuận lợi mà không cần bổ sung các nguồn cơ chất ngoại sinh.

Lưu lượng dòng chảy có sự biến thiên lớn theo ca sản xuất với hệ số không điều hòa giờ bằng 2,0, làm tăng lưu lượng đỉnh từ 42 m3/h lên 100 m3/h (tương đương 27,8 l/s).

Yêu cầu hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm của toàn hệ thống rất cao, trong đó hiệu suất khử BOD5 phải đạt 91,77% (từ 486 mg/l xuống 40 mg/l) và khử COD đạt 90,36% (từ 830 mg/l xuống 80 mg/l).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến nồng độ ô nhiễm hữu cơ và dầu mỡ cao là do quá trình hấp chín sợi mì, nhúng súp gia vị và chiên ngập trong shortening ở nhiệt độ 150 độ C. Dầu mỡ dạng nhũ tương hóa nếu không được tách triệt để ở giai đoạn tiền xử lý sẽ bao bọc các bông bùn hoạt tính, làm giảm trên 40% khả năng hòa tan oxy của thiết bị thổi khí và phá hủy cấu trúc lắng tại bể lắng thứ cấp. So sánh với các nghiên cứu tương tự trong ngành thực phẩm, công nghệ kết hợp bể tách dầu 2 ngăn thể tích 15 m3 với bể tuyển nổi áp lực đạt hiệu quả loại bỏ dầu mỡ trên 85%, tạo điều kiện tối ưu cho công đoạn sinh học Aerotank phía sau.

Dữ liệu diễn biến nồng độ ô nhiễm qua từng công trình có thể được biểu diễn trực quan qua biểu đồ đường xu hướng thể hiện sự suy giảm theo bậc của COD, BOD5 và bảng cân bằng vật chất qua 5 giai đoạn: tách cơ học, điều hòa, tuyển nổi áp lực, bùn hoạt tính hiếu khí và khử trùng. Phương án sử dụng bể Aerotank thổi khí dạng lưới với 24 đĩa phân phối sứ chứng minh tính vượt trội về khả năng chịu tải so với phương án bể lọc sinh học nhỏ giọt, giảm thiểu diện tích mặt bằng xây dựng và ngăn ngừa triệt để hiện tượng phát tán mùi hôi sang khu dân cư lân cận.

Đề xuất và khuyến nghị

Thi công xây dựng trạm xử lý nước thải công nghệ bùn hoạt tính Aerotank kết hợp tuyển nổi bọt khí hòa tan với công suất thiết kế 1000 m3/ngày đêm, bảo đảm nước thải đầu ra đạt quy chuẩn TCVN 6984-2001 với nồng độ BOD5 dưới 40 mg/l và COD dưới 80 mg/l, hoàn thành trong thời gian 6 tháng do Ban Quản lý Dự án Đầu tư của công ty chủ trì thực hiện.

Lắp đặt và hiệu chỉnh hệ thống 24 đĩa khuếch tán khí bọt mịn tại bể điều hòa thể tích 288 m3 cùng cụm máy thổi khí công suất 2 kW, bảo đảm cung cấp lưu lượng khí nén ổn định 259,2 m3/h nhằm ngăn chặn hiện tượng lắng cặn tinh bột và giảm 15% tải lượng BOD5 ngay tại bể điều hòa, bàn giao vận hành trong 30 ngày bởi Đội Cơ điện.

Thiết lập hệ thống châm định lượng tự động dung dịch kiềm NaOH nồng độ 10% nhằm duy trì độ pH ổn định trong dải 6,5 đến 8,0, đồng thời duy trì tỷ lệ tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp về bể Aerotank ở mức từ 30% đến 50%, do Đội Vận hành Kỹ thuật Môi trường kiểm soát liên tục hàng ngày.

Trang bị máy ép bùn cơ học chuyên dụng để xử lý toàn bộ lượng bùn phát sinh từ 2500 đến 3000 kg/tháng, hạ độ ẩm bánh bùn xuống dưới 80% nhằm tiết kiệm diện tích lưu trữ và bảo đảm mỹ quan công nghiệp, thực hiện định kỳ hàng quý bởi Phòng Quản lý An toàn Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Kỹ sư thiết kế môi trường và công nghệ cấp thoát nước: Tham khảo làm tài liệu tính toán thủy lực chi tiết, kích thước công trình đơn vị như bể tách mỡ 15 m3, bể điều hòa 288 m3 và bể tuyển nổi 20,67 m2 cho các trạm xử lý nước thải chế biến thực phẩm.

Ban giám đốc và nhà quản lý các nhà máy chế biến mì ăn liền, thực phẩm ăn liền: Ứng dụng mô hình công nghệ và cơ cấu chi phí đầu tư, vận hành để lập dự toán ngân sách xử lý nước thải trên mỗi mét khối thành phẩm.

Cán bộ quản lý môi trường tại các khu chế xuất, khu công nghiệp và cơ quan quản lý nhà nước: Sử dụng tài liệu làm cơ sở dữ liệu đối chuẩn kỹ thuật, kiểm tra tải lượng ô nhiễm và đánh giá báo cáo đánh giá tác động môi trường của các cơ sở sản xuất có quy mô trên 2000 lao động.

Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường: Khai thác làm nguồn tài liệu học thuật thực nghiệm có giá trị cao về sự kết hợp giữa tuyển nổi bọt khí hòa tan DAF và bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nước thải sản xuất mì ăn liền bắt buộc phải qua bể tách mỡ và bể tuyển nổi trước khi vào bể Aerotank? Nước thải chứa nồng độ dầu mỡ lên đến 218 mg/l từ công đoạn chiên vắt mì và nấu sa tế. Nếu không loại bỏ qua bể tách mỡ và tuyển nổi DAF thì dầu mỡ sẽ bao bọc màng vi sinh vật, làm giảm trên 40% khả năng hòa tan oxy và làm tê liệt hoàn toàn quá trình xử lý sinh học.

Bể điều hòa trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy Gosaco có vai trò quan trọng như thế nào? Bể điều hòa thể tích 288 m3 với thời gian lưu 6 giờ giúp cân bằng lưu lượng dao động từ 42 m3/h đến 100 m3/h và nồng độ chất hữu cơ. Hệ thống sục khí 259,2 m3/h giúp giảm 15% BOD5 và ngăn ngừa hiện tượng phân hủy kỵ khí gây bốc mùi hôi thối.

Tỷ lệ COD/BOD5 bằng 1,708 mang lại lợi thế kỹ thuật gì cho hệ thống? Tỷ lệ COD/BOD5 nhỏ hơn 2,0 chứng tỏ hơn 90% các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng phân hủy sinh học dễ dàng. Điều này khẳng định việc áp dụng công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank là giải pháp tối ưu nhất về mặt kỹ thuật và tiết kiệm hóa chất xử lý.

Lượng bùn thải sinh học và bùn tuyển nổi phát sinh được quản lý và xử lý ra sao? Toàn bộ lượng bùn phát sinh từ 2500 đến 3000 kg mỗi tháng từ bể tuyển nổi và bể lắng thứ cấp được gom về bể nén bùn và ép bằng máy ép bùn cơ học để giảm độ ẩm xuống dưới 80%, sau đó chuyển giao định kỳ cho đơn vị xử lý chất thải công nghiệp.

Chất lượng nước thải sau hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn nào trước khi xả ra môi trường? Nước thải sau quá trình khử trùng bằng NaOCl bảo đảm các thông số đạt tiêu chuẩn TCVN 6984-2001 loại B với COD dưới 80 mg/l, BOD5 dưới 40 mg/l, dầu mỡ dưới 10 mg/l và Coliform dưới 5000 MNP/100ml, an toàn tuyệt đối khi xả vào hệ thống thoát nước chung đô thị.

Kết luận

• Đề xuất thành công sơ đồ công nghệ tích hợp hóa lý và sinh học hiếu khí Aerotank công suất 1000 m3/ngày đêm, xử lý triệt để nước thải chế biến mì ăn liền.
• Đạt hiệu suất loại bỏ BOD5 trên 91,77% và đưa nồng độ dầu mỡ từ 218 mg/l xuống dưới 10 mg/l, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn môi trường loại B theo quy định hiện hành.
• Hoàn thiện toàn bộ các thông số tính toán thiết kế thủy lực cho 12 hạng mục công trình đơn vị với độ tin cậy và tính ổn định cao.
• Giải quyết bài toán quản lý chất thải rắn với khả năng thu gom, ép khô từ 2500 đến 3000 kg bùn thải mỗi tháng, bảo đảm an toàn vệ sinh lao động.
• Cung cấp mô hình giải pháp kỹ thuật có tính kinh tế cao, khả thi cho các cơ sở công nghiệp quy mô 2200 công nhân trong các đô thị lớn.

Đóng góp chính của luận văn là thiết lập quy trình công nghệ chuẩn mực giúp giải quyết dứt điểm điểm nóng ô nhiễm dầu mỡ và hữu cơ cho ngành sản xuất mì ăn liền. Kế hoạch tiếp theo cần tập trung nghiên cứu tự động hóa hệ thống quan trắc online và tái sử dụng 47,7% lượng nước sau xử lý cho mục đích làm mát và tưới cây xanh khuôn viên nhà máy. Các doanh nghiệp chế biến thực phẩm cần khẩn trương áp dụng quy trình công nghệ này để nâng cao trách nhiệm xã hội và đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Nước ta đang trong giai đoạn phát triển, tiến tới một nước công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước để hòa nhập với các nước trong khu vực. Ngành công nghiệp cũng ngày càng phát triển và đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế như tạo ra các sản phẩm phục vụ trong và ngoài nước, giải quyết công ăn việc làm cho người lao động.Tuy nhiên với sự phát triển và ngày càng đổi mới của ngành công nghiệp đã dẫn đến việc khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách mạnh mẽ làm cho chúng trở nên cạn kiệt. Các chất thải từ ngành công nghiệp sinh ra ngày càng nhiều, làm cho môi trường thiên nhiên bị tác động mạnh, mất đi khả năng tự làm sạch. Phần lớn các thiết bị của ngành sản xuất ở nước ta thì chưa được đầu tư và hiện đại hóa hoàn toàn.Quy trình công nghệ chưa triệt để.

Hòa cùng xu thế phát triển của đất nước, ngành công nghiệp mì ăn liền cũng ngày càng mở rộng vì đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng trong thời đại mới nhờ những ưu điểm: thơm ngon, tiện dụng, hợp túi tiền…Sự ra đời ồ ạt của các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền cũng tạo ra những vấn đề môi trường đáng quan tâm làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Vì vậy mà tầm quan trọng của biện pháp bảo vệ môi trường sống ngày một tăng lên. Một trong những biện pháp đó là làm sạch nguồn nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Thực tế Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố và Sở Tài Nguyên và Môi Trường có chủ trương cải tạo tình trạng ô nhiễm nước là khắc phục ô nhiễm tại nguồn; mọi nguồn tiếp nhận.

Do đó việc yêu cầu các đơn vị sản xuất, các khu công nghiệp cần phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Với đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải mì ăn liền cho nhà máy Gosaco”, tôi xin đóng góp một phần vào việc bảo vệ môi trường cho Thành Phố của chúng ta.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN 1.1 Mục tiêu Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần thực phẩm Bình Tây đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945-1995) trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung.2 Nội dung ▪ Khảo sát hiện trạng môi trường nhà máy ▪ Thu thập và xử lý số liệu đầu vào ▪ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải của nhà máy ▪ Tính toán các công trình đơn vị ▪ Khái toán giá thành xây dựng, giá thành xử lý 6 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm, điều tra, khảo sát, nghiên cứu nà đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho công ty cổ phần thực phẩm Bình Tây, có thể tóm tắt các phương pháp thực hiện như sau: ▪ Phương pháp điều tra khảo sát. ▪ Phương pháp tổng hợp thông tin ▪ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về xử lý nước thải 7 Chương 2 TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN VIỆT NAM VÀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 2.1 GIỚI THIỆU NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN Ở VIỆT NAM 2.1 Giới thiệu chung Mì ăn liền được người Nhật Bản nghĩ ra và sản xuát đầu tiên trên thế giới. Nó ra đời để đáp ứng yêu cầu tiêu dùng của người Nhật trong thập niên 60 của thế kỷ 19, là thời kỳ công nghiệp hóa mạnh mẽ của nước Nhật.

Ở Việt Nam, mì gói xuất hiện đầu tiên vào khoảng giữa thập niên 60 và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường tiêu dùng, vì nó cũng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của người Việt Nam. Nhà máy sản xuất mì gói ăn liền đầu tiên của Việt Nam ra đời mang tên công ty kỹ nghệ thực phẩm Việt Nam, thương hiệu là VIFON, nhãn hiệu sản xuất đầu tiên mang tên “Mì ông Phật”. Từ đó đến nay, mì ăn liền luôn được ưu chuộng và nhu cầu tiêu thụ của sản phẩm này càng tăng đối với thị trường nội địa. Vào những năm 80, thị trường trong nước còn xuất hiện nhiều chủng loại khác có xuất xứ từ Thái Lan, Singapore, Trung Quốc, Malayxia.

Trong những năm qua, đặc biệt là 10 năm gần đây ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền của Việt Nam hòa mình vào công cuộc đổi mới, đã từng bước vươn lên phát triển mạnh mẽ. Dần dần nó đã chiếm lĩnh thị trường trong nước đẩy lùi các mặt hàng cùng loại của các nước trong khu vực. Ngành sản xuất mì ăn liền của Việt Nam xứng đáng với vị trí là niềm tự hào của nền công nghiệp còn non trẻ của đất nước ta trong thời đại công nghiệp hóa - hiện đại hóa.2 Ngành sản xuất mì ăn liền ở Việt Nam Gần đây ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền của Việt Nam đã từng bước vươn lên phát triển mạnh mẽ, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân và cạnh tranh được với các mặt hàng do nước ngoài sản xuất. Từ năm 1990 đến nay, thị phần của các sản phẩm nước ngoài chiếm một tỷ lệ thấp.

Ngược lại, hiện nay các mặt hàng sản phẩm ngang thương hiệu Việt đang xuất hiện khá nhiều và tràn ngập trên thị trường lương thực thực phẩm như: MILIKET, COLUSA, VỊ HƯƠNG, BÌNH TÂY…, và đã có mặt trên thị trường các nước thuộc khu vực Động Nam Á và Đông Âu ngày càng nhiều. Có thể dẫn ra một vài số liệu cụ thể sau: Năm 1995: mì gói ăn liền COLUSA đã xuất sang Trung Quốc 40 triệu gói, qua Campuchia 110 triệu gói, thị trường Đông Âu 2 triệu gói. Bốn đơn vị hàng đầu sản xuất trên 85% lượng hàng hoá mì ăn liền là: VIFON, COLUSA, MILIKET, BÌNH TÂY trên tổng số ước chừng 800 triệu gói/năm. Tuy nhiên với sản lượng như hiện nay, thị trường trong nước và nước ngoài còn xa mới có thể đạt giới hạn bão hoà, các 8 đơn vị sản xuất này không ngừng mở rộng sản xuất, gia tăng sản lượng hàng năm để đáp ứng nhu cầu thị trường.

Ngày càng nhiều nhãn hiệu mới xuất hiện tham gia trên thị trường như: KNORZ, MILIMEX, A ONE, GẤU ĐỎ,… Sản lượng mì ăn liền trong cả nước sản xuất trong năm 1997 ước chừng là 100.000 tấn/năm tương đương 1 tỷ 300 triệu gói mì. Đóng góp vào ngân sách nhà nước hàng chục tỷ đồng, đồng thời là lương thực cứu đói khẩn cấp cho những vùng bị thiên tai, dịch bệnh hoành hành.3 Công nghệ sản xuất và nguyên nhiên vật liệu 2.1 Công nghệ sản xuất Thiết bị máy móc sản xuất mì ăn liền đều sử dụng nguyên lý hoạt động của thiết bị do Nhật Bản sản xuất và lắp đặt ở VIFON. Ngoại trừ thiết bị của xí nghiệp liên doanh SàiGòn-WeVong do Đài Loan chế tạo, thiết bị của các cơ sở sản xuất khác (quốc doanh cũng như tư nhân) đều được chế tạo trong nước, hiệu quả hoạt động không thua kém thiết bị của nước ngoài, nhưng giá thành sản xuất rẻ hơn rất nhiều (chỉ bằng khoảng 1/3 giá thành của nước ngoài). Qui trình công nghệ gồm các công đoạn sản xuất chủ yếu như sau: Pha trộn Cám Cán Nhúng Vô nguyên thành tinh- Hấp nước liệu tấm cán sợi súp khuôn Sản Đóng Đóng Để gói Làm Chiên phẩm thùng gói nêm nguội Hình 1.1: Sơ đồ qui trình công nghệ gồm các công đoạn sản xuất Đa số các cơ sở mì ăn liền đều sử dụng phương pháp chiên trực tiếp bằng cách đưa các vắt mì sau khi đã nhúng súp, vô khuôn vào chảo dầu Shortening sôi nóng ở nhiệt độ 150oC.

Chỉ riêng có dây chuyền sản xuất mì ăn liền nhãn hiệu A-One của xí nghiệp liên doanh SàiGòn-WeVong sử dụng phương pháp chiên gián tiếp, bằng cách đưa mì qua chảo chiên dưới hơi nóng 150-170oC của dầu Shortening. Do đó gói mì của A-One có màu trắng hơn các gói mì mang nhãn hiệu khác.2 Nguyên vật liệu sản xuất Nguyên liệu chính là bột lúa mì nhập khẩu được phối liệu với các loại phụ liệu khác như: dầu Shortening, bột ngọt, muối, đường, tôm, cua, thịt bò, thịt heo, tiêu, hành, tỏi, ớt,….Các xí nghiệp mì ăn liền sản xuất nhiều chủng loại mặt hàng khác, tuỳ theo từng loại mì ăn liền; các cơ sở sản xuất có thể pha trộn các thành phần phụ liệu khác nhau để sản xuất ra các loại sản phẩm khác nhau: mì súp cua, mì gà, mì xào, mì chay, mì chua cay, mì hải sản,… Định mức sử dụng nguyên nhiên vật liệu cho sản xuất mì ăn liền cho một tấn thành phẩm có thể tham khảo các số liệu sau: 9 Bảng 1.1: Định mức sử dụng nguyên nhiên vật liệu cho sản xuất mì ăn liền cho một tấn thành phẩm Khoản mục Đơn vị Định mức o Nguyên liệu chính Kg 850 ▪ Bột mì o Nguyên Liệu Phụ Kg 180 ▪ Dầu Shortening Kg 14 ▪ Bột Ngọt Kg 1 ▪ Hoạt Chất Cmc Kg 4 ▪ Đường Kg 30 ▪ Muối Gói 17.000 ▪ Vật Liệu Khác o Bao Bì Thùng 395 ▪ Thùng Carton m2 630 ▪ Giấy gói mì Kg 2 ▪ Túi xốp Lít 1 ▪ Keo dán o Nhiên liệu Kg 280 ▪ Dầu FO Kg 20 ▪ Dầu DO Đồng 50.000 ▪ Điện Các xí nghiệp sản xuất mì ăn liền đều áp dụng quy trình công nghệ sản xuất tương tự nhau, thành phần nguyên liệu, vật tư, nhiên liệu cũng như nhau. Do đó tính chất ô nhiễm gần như nhau.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN VIỆT NAM 2.1 Môi trường không khí Lượng ô nhiễm khí thải cho một tấn sản phẩm mì ăn liền dựa trên cơ sở sau số liệu như sau: Bảng 2.1: Hệ số ô nhiễm không khí cho một tấn sản phẩm mí ăn liền (Kg/tấn sản phẩm) Chất ô nhiễm Andehyde CO NO2 SO2 Bụi Tải lượng 0,193 0,20 2,92 6,34 0,84 (Nguồn: Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA) 10 2.2 Môi trường nước Lượng ô nhiễm nước thải co một tấn sản phẩm mì ăn liền trên cơ sở dựa vào số liệu như sau: Bảng 2.2: Hệ số ô nhiễm nước thải cho một tấn sản phẩm mí ăn liền Lưu lượng BOD5 (kg COD (kg Dầu mỡ Chỉ tiêu ô SS(kg /m3 nước thải BOD/m3 COD/m3 (kg /m3 nhiễm tấn sp) (m3/tấn sp) tấn sp) tấn sp) tấn sp) Tải lượng 8 5,6025 8,0075 12,4625 2,94 (Nguồn: Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA) 2.3 Chất thải rắn Rác thải của xí nghiệp sản xuất mì ăn liền chủ yếu là giấy, bao nilon, thùng carton, xương cặn trong quá trình nấu súp và rác thải sinh hoạt. Nhìn chung rác thải của các cơ sở sản xuất mì ăn liền ảnh hưởng không đáng kể đến môi trường sinh thái khu vực xung quanh.

Việc giải quyết không khó khăn và tốn kém nhiều. Đối với giấy vụn và bao nilion có thể đem bán định kỳ cho các đơn vị sản xuất làm nguyên liệu cho quá trình tái chế.