Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hoạt động sản xuất công nghiệp chế biến thực phẩm tiêu thụ khối lượng nước lớn và phát sinh lượng nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao. Việc xả nước thải chưa qua xử lý hoặc xử lý không đạt quy chuẩn vào các lưu vực sông tự nhiên tiềm ẩn nguy cơ làm suy thoái chất lượng môi trường nước mặt, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh và đời sống dân cư vùng hạ lưu. Theo quy định pháp luật môi trường hiện hành tại Nghị định số 155/2016/NĐ-CP và Nghị định số 142/2013/NĐ-CP, các cơ sở sản xuất có phát sinh nước thải bắt buộc phải vận hành công trình xử lý và định kỳ lập hồ sơ xin cấp phép hoặc gia hạn giấy phép xả nước thải vào nguồn nước.

Công ty TNHH Thực phẩm Quốc tế Giavico (trực thuộc tập đoàn Chia Meei Đài Loan) là doanh nghiệp chuyên chế biến, gia công các sản phẩm từ trái cây, rau củ quả và thạch dừa với công suất thiết kế 15.000 tấn sản phẩm/năm tại xã Tân Đông, huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An. Trước nhu cầu mở rộng quy mô sản xuất, lưu lượng nước thải phát sinh trong mùa vụ cao điểm đạt khoảng 1.890 m³/ngày đêm, trong khi hệ thống xử lý nước thải hiện hữu (công suất thiết kế 1.900 m³/ngày đêm sử dụng quy trình Aerotank truyền thống kết hợp hóa lý) bộc lộ hạn chế về khả năng chịu tải hữu cơ cao và tính ổn định. Nhằm tuân thủ quy định pháp luật và bảo vệ nguồn nước tiếp nhận là sông Vàm Cỏ Tây, đề tài thực hiện hai nhiệm vụ cốt lõi: nâng cấp kỹ thuật công trình xử lý nước thải lên công suất 2.000 m³/ngày đêm và lập hồ sơ báo cáo hiện trạng xả nước thải vào nguồn nước tiếp nhận.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

  1. Khảo sát, đánh giá toàn diện hoạt động sản xuất, nhu cầu sử dụng nước và hiện trạng phát sinh nước thải tại hai phân khu sản xuất (Khu A và Khu B) của nhà máy.
  2. Đánh giá hiện trạng công nghệ, hiệu quả vận hành của trạm xử lý nước thải cũ có công suất 1.900 m³/ngày đêm.
  3. Tính toán, thiết kế phương án cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải tập trung lên công suất 2.000 m³/ngày đêm, ứng dụng công nghệ bùn hoạt tính kết hợp lắng (bể SBR), đảm bảo nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A ($K_q = 1,2$; $K_f = 1$).
  4. Khảo sát điều kiện tự nhiên, chế độ thủy văn và phân tích chất lượng môi trường nước mặt sông Vàm Cỏ Tây tại khu vực tiếp nhận nước thải.
  5. Đánh giá chi tiết khả năng tiếp nhận nước thải và sức chịu tải của sông Vàm Cỏ Tây theo quy định tại Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT đối với các thông số ô nhiễm chính.
  6. Xây dựng chương trình quan trắc môi trường định kỳ, dự trù kinh phí vận hành và lập phương án phòng ngừa, ứng phó sự cố môi trường theo Mẫu 36 ban hành kèm theo Thông tư số 27/2014/TT-BTNMT.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sản xuất và sinh hoạt phát sinh từ Công ty TNHH Thực phẩm Quốc tế Giavico; hệ thống xử lý nước thải tập trung của công ty; nguồn nước tiếp nhận là sông Vàm Cỏ Tây.
  • Phạm vi không gian: Nhà máy Giavico tại Km12, Quốc lộ 62, ấp 1, xã Tân Đông, huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An (tổng diện tích 86.253,8 m²) và đoạn sông Vàm Cỏ Tây cách vị trí xả thải 200 m về phía thượng lưu và hạ lưu tại tọa độ xả thải VN-2000 ($X = 1172390$, $Y = 0563606$).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ ngày 01/03/2019 đến ngày 29/07/2019; số liệu quan trắc mẫu nước hiện trường được lấy vào ngày 25/04/2019.

Cơ sở pháp lý và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống cơ sở pháp lý, quy chuẩn kỹ thuật và các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành công nghệ môi trường:

Căn cứ pháp lý và quy chuẩn áp dụng:

  • Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/06/2014; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21/06/2012.
  • Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước; Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường; Nghị định số 88/2007/NĐ-CP ngày 28/05/2007 về thoát nước đô thị và khu công nghiệp.
  • Thông tư số 27/2014/TT-BTNMT ngày 30/05/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường (sử dụng Mẫu 36: Báo cáo xả nước thải vào nguồn nước đối với trường hợp đang xả thải).
  • Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT ngày 29/12/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định quy trình đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải và sức chịu tải của nguồn nước sông, hồ (áp dụng công thức tính toán tại các Điều 9, 10, 11, 12).
  • Thông tư số 02/2017/TT-BTNMT ngày 07/03/2017 và Thông tư số 31/2016/TT-BTNMT ngày 14/10/2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Quyết định số 1330/QĐ-UBND ngày 27/04/2012 của UBND tỉnh Long An phê duyệt Báo cáo đánh giá tác động môi trường của dự án.
  • Giấy phép khai thác nước dưới đất số 3933/GP-UBND ngày 23/10/2017 của UBND tỉnh Long An (cho phép khai thác 3 giếng khoan với công suất 2.500 m³/ngày đêm).
  • Quy chuẩn so sánh: QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp, Cột A) và QCVN 08:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, Cột B1 và B2).

Phương pháp nghiên cứu thực hiện:

  • Phương pháp thống kê và thu thập dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn, điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tỉnh Long An và huyện Thạnh Hóa; thống kê diện tích mặt bằng, dây chuyền sản xuất, định mức tiêu thụ nguyên liệu và lưu lượng cấp thoát nước của nhà máy.
  • Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích thực nghiệm: Tiến hành thu thập mẫu nước mặt tại sông Vàm Cỏ Tây (cách điểm xả thải 200 m về phía thượng lưu và hạ lưu) và mẫu nước thải đầu vào, đầu ra của trạm xử lý vào ngày 25/04/2019. Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ 0–5°C và phân tích tại trung tâm kiểm nghiệm chuyên trách các chỉ tiêu: pH, DO, TSS, COD, $\text{BOD}_5$, Amoni, Nitrit, Nitrat, Tổng Nitơ, Phosphat, Tổng Photpho, Clorua, Đồng, Kẽm, Sắt, Sunfua, Dầu mỡ khoáng, Coliform.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật môi trường: Tính toán cân bằng vật chất, động học bùn hoạt tính, thể tích bể phản ứng, tải lượng hữu cơ, nhu cầu cấp khí và thiết bị cơ điện cho công trình cải tạo hệ thống xử lý nước thải dựa trên giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải chuyên ngành (Metcalf & Eddy, 2003; Lâm Minh Triết và cộng sự).
  • Phương pháp đánh giá tải lượng và sức chịu tải: Áp dụng mô hình tính toán tải lượng ô nhiễm hiện có, tải lượng tối đa và sức chịu tải của nguồn tiếp nhận theo Thông tư 76/2017/TT-BTNMT cho cả hai mùa thủy văn (mùa khô và mùa mưa).
  • Phương pháp điều tra xã hội học: Phỏng vấn chính quyền địa phương và nhân dân khu vực xung quanh nhà máy về hiện trạng khai thác, sử dụng nguồn nước sông Vàm Cỏ Tây.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

Chương mở đầu xác lập tính cấp thiết của việc kiểm soát ô nhiễm nước thải công nghiệp thực phẩm và vai trò của giấy phép xả thải theo quy định pháp luật. Trình bày tổng thể mục tiêu nâng cấp trạm xử lý nước thải công suất 2.000 m³/ngày đêm đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột A, phạm vi thực hiện tại Nhà máy Giavico (xã Tân Đông, huyện Thạnh Hóa, Long An) trong thời gian từ 01/03/2019 đến 29/07/2019, các cơ sở pháp lý và phương pháp luận áp dụng.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Tổng hợp thông tin pháp lý và quy mô hoạt động của Công ty TNHH Thực phẩm Quốc tế Giavico:

  • Đơn vị thành lập năm 2005 tại Long An, chuyển toàn bộ cơ sở về Thạnh Hóa năm 2008, diện tích tổng thể 86.253,8 m² gồm Khu xưởng A (chế biến nước ép trái cây, diện tích các hạng mục nhà xưởng 4.500 m², nhà kỹ thuật 1.810 m², trạm xử lý nước cấp 1.419 m², trạm xử lý nước thải 1.280 m²) và Khu xưởng B (chế biến thạch dừa, xưởng 1B 2.028 m², xưởng 2B 2.028 m², nhà nghỉ công nhân 513 m²).
  • Năng lực chế biến đạt trên 600 tấn nguyên liệu/ngày, sản lượng 15.000 tấn sản phẩm/năm, nhân sự khoảng 1.200 người. Nhu cầu nguyên liệu chính hàng năm gồm: 24.578,4 tấn trái cây rau củ các loại, 5.000 tấn nước dừa, 131,5 tấn sữa bột không béo và 3,6 tấn nước ép cô đặc.
  • Quy trình sản xuất thạch dừa: Lọc nguyên liệu nước dừa $\rightarrow$ Pha chế phụ gia $\rightarrow$ Sát khuẩn nhiệt lần 1 $\rightarrow$ Cấy con giống $\rightarrow$ Lên men tạo thạch trong khay $\rightarrow$ Cắt miếng $\rightarrow$ Sát khuẩn lần 2 $\rightarrow$ Chọn lọc $\rightarrow$ Bổ sung đường và phụ gia $\rightarrow$ Vô thùng $\rightarrow$ Khử trùng $\rightarrow$ Làm nguội $\rightarrow$ Dán nhãn $\rightarrow$ Xuất xưởng.
  • Quy trình chế biến nước ép trái cây cô đặc: Trái cây/rau củ $\rightarrow$ Rửa sạch $\rightarrow$ Chọn lựa $\rightarrow$ Nghiền nát $\rightarrow$ Lọc thô $\rightarrow$ Lọc tinh $\rightarrow$ Pha chế phụ gia $\rightarrow$ Sát khuẩn bằng hơi quá nhiệt $\rightarrow$ Cô đặc chân không (hoặc vô thùng trực tiếp) $\rightarrow$ Sát khuẩn $\rightarrow$ Đóng thùng/hộp $\rightarrow$ Làm nguội $\rightarrow$ Dán nhãn $\rightarrow$ Kiểm tra $\rightarrow$ Xuất xưởng.
  • Nhu cầu dùng nước: Khai thác từ 3 giếng khoan (công suất cấp phép 2.500 m³/ngày đêm). Nước tiêu thụ mùa cao điểm là 1.890 m³/ngày (sinh hoạt 80 m³/ngày, sản xuất và vệ sinh 1.800 m³/ngày, tưới cây và sân bãi 10 m³/ngày); mùa thấp điểm khoảng 1.000 m³/ngày.
  • Nguồn tiếp nhận: Sông Vàm Cỏ Tây (dài 235 km, đoạn qua Long An dài 186 km, lưu lượng mùa mưa đạt 1.800 m³/s, mùa khô đạt 700–900 m³/s, mùa khô nhiễm mặn từ tháng 2 đến tháng 6 với độ mặn cực đại 5,489 g/L vào tháng 5, mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 8 có hiện tượng chua phèn với pH dao động 3,8–4,3). Điểm xả thải cách bờ sông 10 m qua đường ống UPVC đường kính D200.

CHƯƠNG 2: ĐẶC TRƯNG CỦA NGUỒN THẢI VÀ NÂNG CẤP LẠI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG

Chương này đi sâu vào phân tích dòng thải và tính toán kỹ thuật nâng cấp trạm xử lý:

  • Dòng thải phân bổ: Khu A phát sinh 1.390 m³/ngày (dẫn bằng cống bê tông D400, nước thải chế biến nha đam gom bằng ống PVC D90, nước xả đáy lò hơi gom bằng ống thép D42); Khu B phát sinh 500 m³/ngày (nước thải sinh hoạt qua bể tự hoại gom bằng ống PVC D60, nước thải nhà ăn gom bằng ống D90, nước thải sản xuất dừa nhập chung cống D400 về hố ga và bơm sang Khu A bằng ống PVC D114).
  • Hệ thống cũ (1.900 m³/ngày đêm): Song chắn rác $\rightarrow$ Bể lắng cát $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể chỉnh pH (châm NaOH/H₂SO₄) $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng đợt 1 (tuần hoàn bùn) $\rightarrow$ Bể keo tụ (châm PAC) $\rightarrow$ Bể lắng đợt 2 $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc cát $\rightarrow$ Bồn lọc than hoạt tính $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch. Bùn thải gom về bể nén bùn và máy ép bùn có châm Polymer (+).
  • Hệ thống mới nâng cấp (2.000 m³/ngày đêm): Thay thế cụm Aerotank và Lắng 1 bằng cụm Bể bùn hoạt tính kết hợp lắng hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR). Nước thải sau SBR qua bể keo tụ, lắng hóa lý, lọc cát, lọc than hoạt tính và khử trùng bằng Chlorine.
  • Phân tích chất lượng nước thải đầu vào và so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT Cột A:
Thông số ô nhiễm Đơn vị Giá trị phân tích đầu vào Giới hạn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A, $K_q=1,2; K_f=1$) Mức độ vượt quy chuẩn (lần)
pH - 4,5 – 5,5 6 – 9 Nằm ngoài khoảng cho phép
COD mg/L 2.215 90 24,61
$\text{BOD}_5$ (20°C) mg/L 1.002 30 33,40
Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/L 270 50 5,40
Tổng Nitơ (T-N) mg/L 52,8 20 2,64
Tổng Photpho (T-P) mg/L 17,28 4 4,32
  • Kết quả tính toán thiết kế chi tiết cụm bể SBR:
    • Cấu tạo trạm: Gồm 2 bể SBR, mỗi bể gồm 2 đơn nguyên hoạt động luân phiên (tổng cộng 4 đơn nguyên).
    • Chu kỳ làm việc ($T = 10$ giờ/chu kỳ): Làm đầy $t_{lđ} = 4$ giờ; Phản ứng hiếu khí $t_{pư} = 2$ giờ; Lắng tĩnh $t_l = 2$ giờ; Rút nước trong $t_{rn} = 2$ giờ. Tổng số chu kỳ toàn hệ thống: $n = 4$ chu kỳ/ngày (mỗi đơn nguyên vận hành 2 chu kỳ/ngày).
    • Thể tích làm đầy mỗi chu kỳ: $V_{lđ} = Q / n = 2.000 / 4 = 500\text{ m}^3$.
    • Nồng độ bùn hoạt tính hiếu khí: $\text{MLSS} = 2.800\text{ mg/L}$; Nồng độ bùn lắng đáy $X_s = 10.000\text{ mg/L}$; Chỉ số thể tích bùn $\text{SVI} = 100\text{ mL/g}$; Tỷ lệ $\text{MLVSS}/\text{MLSS} = 0,8$; Thời gian lưu bùn $\theta_c = 10$ ngày; Hệ số phân hủy nội bào $k_d = 0,05\text{ ngày}^{-1}$.
    • Tỷ số tải trọng hữu cơ $F/M = 0,33\text{ ngày}^{-1}$ (đảm bảo điều kiện $< 0,5\text{ ngày}^{-1}$); Tải trọng thể tích $L_{\text{BOD}} = 0,54\text{ kg BOD}_5/\text{m}^3\cdot\text{ngày}$ (đảm bảo giới hạn $< 0,6\text{ kg/m}^3\cdot\text{ngày}$).
    • Kích thước xây dựng mỗi đơn nguyên bể SBR: Chiều dài $L = 15\text{ m}$, chiều rộng $B = 8\text{ m}$, chiều cao xây dựng $H_{xd} = 6,0\text{ m}$ (chiều cao hữu dụng công tác $H = 5,5\text{ m}$, chiều cao an toàn bảo vệ $H_{bv} = 0,5\text{ m}$; chiều sâu lớp nước rút $h_n = 3,025\text{ m}$, chiều cao lớp bùn lắng $h_b = 2,31\text{ m}$, lớp nước đệm an toàn $h_{at} = 0,165\text{ m}$).
    • Nhu cầu dinh dưỡng bổ sung: Duy trì tỷ lệ $\text{BOD}_5 : \text{N} : \text{P} = 100 : 5 : 1$.
    • Lượng bùn thải dư sinh ra: $G_d = 961,92\text{ kg/ngày}$; lưu lượng bùn bơm xả bỏ từ 4 đơn nguyên đưa về bể nén bùn là $V_{bỏ} = 71,16\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    • Hệ thống cấp khí: Thiết kế 352 đĩa phân phối khí tinh EDI (mỗi đơn nguyên bố trí 88 đĩa), kết hợp hệ thống máy thổi khí công suất lớn hoạt động 12 giờ/ngày.

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM NGUỒN TIẾP NHẬN

Khảo sát điều kiện tự nhiên và môi trường nền sông Vàm Cỏ Tây:

  • Sông có đặc tính thủy triều bán nhật triều không đều, lưu lượng dòng chảy mùa lũ chịu tác động tiêu thoát lũ từ Đồng Tháp Mười, lưu lượng trung bình mùa khô từ 700 đến 900 m³/s.
  • Kết quả phân tích chất lượng nước sông tại thời điểm lấy mẫu (25/04/2019, cách điểm xả 200 m) cho thấy nước sông có hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ tự nhiên tương đối cao do đặc thù phù sa và thau chua rửa phèn từ vùng thượng nguồn.
  • Thống kê hiện trạng các nguồn xả thải lân cận trên địa bàn huyện Thạnh Hóa đổ vào lưu vực sông Vàm Cỏ Tây gồm các cơ sở tiểu thủ công nghiệp, bến bãi nông sản và nước thải sinh hoạt nông thôn.

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC

Thực hiện tính toán sức chịu tải của sông Vàm Cỏ Tây theo Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT:

  • Đánh giá tác động: Do lưu lượng xả thải tối đa của nhà máy chỉ đạt 2.000 m³/ngày đêm (tương đương $0,0231\text{ m}^3/\text{s}$), chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với lưu lượng dòng chảy mùa khô của sông ($700\text{ m}^3/\text{s}$), chế độ thủy văn và dòng chảy lưu vực không bị xáo trộn.
  • Tải lượng các thông số ô nhiễm chính được tính toán chi tiết dựa trên công thức cân bằng nồng độ giữa tải lượng chất ô nhiễm trong nguồn thải ($L_t$), tải lượng hiện có của nguồn nước mặt ($L_n$), và tải lượng tối đa mà nguồn nước có thể tiếp nhận ($L_{tđ}$): $$L_{tđ} = (Q_s + Q_t) \times C_{tc} \times 86,4$$ $$M_{tn} = L_{tđ} - L_n - L_t$$
  • Kết quả đánh giá sức chịu tải: Sông Vàm Cỏ Tây tại khu vực dự án vẫn còn khả năng tiếp nhận đối với các chất ô nhiễm từ nguồn thải sau xử lý của Công ty Giavico trong cả mùa mưa lẫn mùa khô (với điều kiện nước thải sau xử lý phải đạt triệt để QCVN 40:2011/BTNMT Cột A).

CHƯƠNG 5: KIỂM SOÁT HOẠT ĐỘNG XẢ NƯỚC THẢI VÀO NGUỒN NƯỚC

Xây dựng kế hoạch vận hành, kiểm soát và giảm thiểu tác động môi trường:

  • Quy trình kiểm soát vận hành: Đo đạc tự động liên tục lưu lượng xả thải và chỉ số pH tại trạm quan trắc tự động trước khi thoát ra sông; kiểm tra thường xuyên hóa chất bổ sung (NaOH, H₂SO₄, PAC, Polymer, Chlorine).
  • Chương trình quan trắc định kỳ: Quan trắc chất lượng nước thải đầu vào, đầu ra của trạm xử lý với tần suất 3 tháng/lần (các thông số: pH, $\text{BOD}_5$, COD, TSS, Tổng Nitơ, Tổng Photpho, Coliform, dầu mỡ); quan trắc nước mặt sông Vàm Cỏ Tây định kỳ 6 tháng/lần tại hai vị trí thượng lưu và hạ lưu.
  • Phương án phòng ngừa và ứng phó sự cố: Lập kịch bản chi tiết xử lý cho các trường hợp: hư hỏng máy thổi khí hoặc bơm chìm nước thải (bố trí thiết bị dự phòng 100%), sự cố bùn vi sinh bị sốc tải hoặc nổi bùn (điều chỉnh lưu lượng nạp và tuần hoàn, bổ sung men vi sinh), sự cố mất điện lưới (vận hành máy phát điện dự phòng), sự cố vỡ đường ống hoặc tràn hóa chất.

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

Tổng hợp các kết quả nghiên cứu, khẳng định việc nâng cấp công nghệ lên bể SBR 2.000 m³/ngày đêm giải quyết triệt để bài toán xử lý nước thải chế biến trái cây của công ty; kiến nghị Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Long An thẩm định và cấp lại Giấy phép xả nước thải vào nguồn nước theo quy định.

Thiết kế kỹ thuật và giải pháp nâng cấp hệ thống

Giải pháp nâng cấp hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy chuyển đổi từ quy trình sinh học hiếu khí liên tục kết hợp lắng truyền thống (Aerotank + Lắng 1) sang công nghệ bùn hoạt tính theo mẻ (SBR). Quy trình cải tạo này cho phép tích hợp đồng thời hai pha phản ứng sinh học và lắng tách bùn trong cùng một công trình, giúp tiết kiệm diện tích mặt bằng và nâng cao hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ, nitơ và photpho.

Danh mục máy móc và thiết bị chính phục vụ nâng cấp trạm xử lý:

STT Tên thiết bị Công suất điện (kW) Số lượng
1 Máy bơm bùn bể lắng cát 0,5 1
2 Bơm định lượng hóa chất điều chỉnh pH (NaOH/H₂SO₄) 0,2 2
3 Máy thổi khí bể bùn sinh vật 18,65 6
4 Máy thổi khí bể Aerotank / SBR 18,5 3
5 Máy khuấy trộn nhanh bể keo tụ 15 1
6 Bơm định lượng hóa chất PAC 0,75 1
7 Bơm định lượng hóa chất Polymer 0,2 2
8 Máy khuấy trộn hòa tan Polymer 0,75 1
9 Máy gạt bùn bể lắng trung cấp 0,75 2
10 Máy bơm bùn bể lắng thứ cấp 0,75 2
11 Máy bơm nước qua bồn lọc áp lực 5,75 3
12 Hệ thống đĩa phân phối khí bọt tinh EDI - 352 đĩa

Quy trình công nghệ sau nâng cấp vận hành khép kín: Nước thải qua song chắn rác thô $\rightarrow$ Bể lắng cát $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể điều chỉnh pH (trung hòa về pH 7–8) $\rightarrow$ Cụm 4 đơn nguyên Bể SBR (sục khí phân hủy hữu cơ và lắng bùn theo chu kỳ 10 giờ) $\rightarrow$ Bể keo tụ tạo bông (châm phèn/PAC) $\rightarrow$ Bể lắng hóa lý $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc cát áp lực $\rightarrow$ Bồn lọc than hoạt tính $\rightarrow$ Bể khử trùng (tiếp xúc Chlorine) $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch $\rightarrow$ Xả ra sông Vàm Cỏ Tây qua ống UPVC D200. Bùn thải gom về bể nén bùn và ép tách nước bằng máy ép bùn cơ học.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán kỹ thuật và thủ tục pháp lý môi trường cho cơ sở sản xuất:

  1. Đã tính toán thiết kế chi tiết các thông số công nghệ của cụm bể SBR công suất 2.000 m³/ngày đêm (gồm 4 đơn nguyên kích thước $15\text{ m} \times 8\text{ m} \times 6\text{ m}$, lắp đặt 352 đĩa khí EDI), đảm bảo xử lý triệt để nước thải đầu vào có tải lượng ô nhiễm cao ($\text{COD} = 2.215\text{ mg/L}$, $\text{BOD}_5 = 1.002\text{ mg/L}$, $\text{TSS} = 270\text{ mg/L}$).
  2. Chất lượng nước thải sau xử lý qua hệ thống mới đạt toàn bộ các chỉ tiêu theo QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A với hệ số lưu lượng nguồn thải $K_f = 1$ và hệ số mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận $K_q = 1,2$, đủ điều kiện xả thải an toàn ra môi trường tự nhiên.
  3. Đã tính toán và lượng hóa sức chịu tải của sông Vàm Cỏ Tây theo đúng phương pháp quy định tại Thông tư 76/2017/TT-BTNMT, chứng minh lưu lượng xả thải 2.000 m³/ngày đêm không gây xáo trộn thủy văn và nằm trong giới hạn tự làm sạch của sông.
  4. Đã hoàn thiện toàn bộ bộ hồ sơ báo cáo xả nước thải vào nguồn nước theo chuẩn Mẫu số 36 kèm theo Thông tư 27/2014/TT-BTNMT, cung cấp đầy đủ các bản vẽ công nghệ, sơ đồ mạng lưới thu gom thoát nước và phương án kỹ thuật phục vụ thẩm định cấp phép.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận được thực hiện dựa trên các điều kiện thực tế của doanh nghiệp và còn một số phạm vi giới hạn:

  • Số liệu quan trắc chất lượng nước thải và chất lượng nước mặt phục vụ tính toán tải lượng dựa trên đợt lấy mẫu hiện trường đơn lẻ vào ngày 25/04/2019 (thời điểm cuối mùa khô), chưa bao quát liên tục chuỗi biến thiên nhiều năm của thủy văn và xâm nhập mặn.
  • Nghiên cứu tập trung vào cải tạo dây chuyền xử lý nước thải và lập hồ sơ cấp phép xả thải, chưa đi sâu vào việc nghiên cứu mô hình tái sử dụng nước thải sau xử lý cho các mục đích tưới tiêu cây xanh nội bộ hoặc rửa sàn quy mô lớn nhằm tiết kiệm tài nguyên nước ngầm.
  • Hướng mở tiếp theo: Cần tiếp tục theo dõi, quan trắc biến động của bùn vi sinh SBR khi thành phần nguyên liệu trái cây thay đổi theo mùa vụ thực tế; nghiên cứu ứng dụng công nghệ lọc màng sinh học hoặc khử trùng nâng cao để tối ưu hóa chi phí hóa chất vận hành.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao cho:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường tham khảo phương pháp tính toán công trình xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm (đặc biệt là công nghệ SBR) và quy trình lập hồ sơ xin cấp phép xả thải theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Kỹ sư môi trường, cán bộ quản lý môi trường tại các nhà máy chế biến nông sản, thực phẩm tham khảo cấu trúc báo cáo xả thải theo Mẫu 36 (Thông tư 27/2014/TT-BTNMT) và phương pháp tính toán sức chịu tải sông ngòi theo Thông tư 76/2017/TT-BTNMT.
  • Các chương đáng tham khảo nhất: Chương 2 (tính toán chi tiết kích thước, tải trọng và thiết bị bể SBR) và Chương 4 (phương pháp và công thức tính toán tải lượng, khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước).

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nước cấp và nhu cầu xả thải thực tế của Công ty Giavico là bao nhiêu?
Nhà máy khai thác nước từ 3 giếng khoan theo Giấy phép số 3933/GP-UBND với công suất cấp phép 2.500 m³/ngày đêm. Nhu cầu sử dụng nước thực tế mùa cao điểm là 1.890 m³/ngày (sinh hoạt 80 m³/ngày, sản xuất và vệ sinh 1.800 m³/ngày, tưới cây sân bãi 10 m³/ngày); lượng nước thải thu gom xử lý tương ứng là 1.890 m³/ngày. Hệ thống mới được thiết kế nâng công suất lên 2.000 m³/ngày đêm để dự phòng tải mở rộng.

2. Vì sao công ty phải thay thế công nghệ Aerotank truyền thống bằng công nghệ bể SBR?
Nước thải chế biến trái cây có nồng độ chất hữu cơ rất cao ($\text{COD} = 2.215\text{ mg/L}$, $\text{BOD}_5 = 1.002\text{ mg/L}$) và biến động theo vụ mùa. Bể SBR tích hợp quá trình phản ứng sinh học hiếu khí và lắng bùn trong cùng một công trình theo các pha chu kỳ kiểm soát tự động, giúp kiểm soát tốt hơn hiện tượng sốc tải hữu cơ, lắng tách bùn hiệu quả và nâng cao hiệu suất xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột A.

3. Chu kỳ làm việc và kích thước của các đơn nguyên bể SBR được thiết kế như thế nào?
Hệ thống gồm 2 bể SBR (chia thành 4 đơn nguyên), kích thước mỗi đơn nguyên là dài 15 m, rộng 8 m, chiều cao xây dựng 6 m (chiều cao hữu dụng 5,5 m). Một chu kỳ làm việc kéo dài 10 giờ gồm: làm đầy 4 giờ, phản ứng 2 giờ, lắng 2 giờ, rút nước trong 2 giờ. Toàn hệ thống vận hành 4 chu kỳ/ngày với lượng nước làm đầy mỗi chu kỳ là 500 m³.

4. Hồ sơ xin cấp phép xả thải của nhà máy được thực hiện theo văn bản quy phạm pháp luật nào?
Hồ sơ được lập theo Mẫu số 36 ban hành kèm theo Thông tư số 27/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường (áp dụng cho trường hợp cơ sở đang xả nước thải vào nguồn nước), kết hợp tính toán sức chịu tải nguồn nước tiếp nhận theo quy định tại Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT.

5. Vị trí và phương thức xả thải của nhà máy vào sông Vàm Cỏ Tây được bố trí ra sao?
Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột A được dẫn qua hố ga kiểm tra rồi xả trực tiếp ra sông Vàm Cỏ Tây tại tọa độ VN-2000 ($X = 1172390$, $Y = 0563606$) thông qua đường ống nhựa UPVC đường kính D200 có chiều dài 10 m từ trạm xử lý ra bờ sông.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Văn Hoàng đã giải quyết trọn vẹn cả hai yêu cầu kỹ thuật và pháp lý môi trường cho Nhà máy Thực phẩm Quốc tế Giavico tại Long An. Đề tài đã thiết kế nâng cấp thành công trạm xử lý nước thải công suất 2.000 m³/ngày đêm ứng dụng công nghệ SBR kết hợp xử lý hóa lý bậc cao, đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột A. Đồng thời, công trình đã hoàn thiện bộ hồ sơ xả thải theo Mẫu 36 Thông tư 27/2014/TT-BTNMT và chứng minh nguồn tiếp nhận sông Vàm Cỏ Tây hoàn toàn đủ khả năng tiếp nhận dòng thải mà không gây suy thoái môi trường nước mặt khu vực.