CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TƯƠNG ỨNG 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ nước đóng chai 1.1 Định nghĩa nước đóng chai QCVN 01- 1:2018/BYT nước uống đóng chai là các sản phẩm nước uống được cung cấp trên thị trường bằng hình thức đóng chai. Nước có thể có chứa chất khoáng và 𝐶𝑂2 tự nhiên hoặc bổ sung và không được chứa đường, các chất tạo ngọt, các chất tạo hương hoặc bất kì loại thực phẩm nào khác. Nước uống đóng chai giống nước uống bình thường vì cả hai đều trong vắt như nhau. Theo quy định tạm thời về quản lý nước khoáng thiên nhiên đóng chai và nước uống đóng chai của Bộ Y tế thì nước uống đóng chai được dùng để uống trực tiếp đóng chai không phải nước khoáng thiên nhiên và có đặc điểm sau: + Lấy từ giếng khoan của các mạch nước ngầm hoặc từ nguồn nước cấp đô thị và qua xử lí bằng phương pháp phù hợp + Đóng chai từ nguồn nước nếu được sản xuất từ nước ngầm và bảo đảm các yêu cầu về chất lượng vệ sinh theo quy định Có 3 loại nước uống đóng chai phổ biến: nước khoáng, nước suối, nước tinh khiết.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ nước đóng chai ở Việt Nam và Thành phố Hồ Chí Minh Nước uống tinh khiết đã trở thành một mặt hàng quen thuộc cần thiết đối với người dân Việt Nam.
Và nhiều thương hiệu nước đóng chai cũng lần lượt ra đời để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Hiện nay trên thị trường có trên 200 nhãn hiệu nước đóng chai các loại, riêng ở địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có trên 100 cơ sở sản xuất mặt hàng này. Trong tổng số các cơ sở hoạt động sản xuất nước đóng chai trên địa bàn, khó đảm bảo 100% các cơ sở đều tuân thủ các quy định hiện hành có liên quan. Một số cơ sở ngoài thiết bị lọc miễn cưỡng gọi là hiện đại thì những quy trình còn lại đều thực hiện thủ công.
Đi kèm với việc tuân thủ đúng quy định, giá thành của nước đóng chai vẫn còn rẻ, điều này cũng ảnh hưởng đến chất lượng nước trên thị trường. Tiêu chí đánh giá chất lượng nước đóng chai: + Mùi : mùi hoá chất khử trùng (clo) còn dư lại trong nước 1 + Màu : vàng của hợp chất mangan và xanh của tảo + pH theo tiêu chuẩn, pH sử dụng cho nước cấp sinh hoạt 6 – 8,5; nước uống đóng chai 6,8– 7,5 + Độ đục: đại lượng đo hàm lượng chất lơ lửng trong nước, giới hạn độ đục của nước đóng chai là 2NTU Một trong những tiêu chí quan trọng đánh giá chất lượng nguồn nước là chỉ số TDS (tổng chất rắn hoà tan). Đây là trong những nguyên nhân gây nên độ đục và trầm tích trong nước. Theo khuyến cáo, mức TDS phù hợp tối đa để sử dụng là < 500mg/l Nước đóng chai được sản xuất từ 3 loại nước: nước khoáng, nước suối, nước cấp nhưng do số lượng và trữ lượng có giới hạn nên trên thị trường chủ yếu là nước tinh khiết.
Có 3 loại nước đóng chai phổ biến: + Nước khoáng: là nguồn nước lấy từ suối khoáng nằm sâu trong long đất trong thời gian dài và chảy qua nhiều tầng địa chất, đây được xem là nguồn tài nguyên quan trọng vì nước này chưa nhiều chất khoáng và rất có lợi cho cơ thể. + Nước suối: Cũng tương tự như nước khoáng, nước suối là loại nước thiên nhiên và không qua xử lý mà chỉ qua các bước đảm bảo vô trùng. Nguồn nước suối có hàm lượng khoáng chất có lợi cho sức khỏe, tuy nhiên hàm lượng này không cao và không ổn định như nước khoáng. Nước khoáng và nước suối phải được đóng chai tại chỗ.
+ Nước tinh khiết: là loại nước vô trùng có thể đựợc sản xuất từ bất kì nguồn nước nào như nước giếng, nước sông, ngước ngầm, … Nước này thường được sản xuất công nghiệp từ các nhà máy với quy trình khép kín hiện đại và hình thức sử dụng đóng chai. Một số quy trình sản xuất nước đóng chai 1. Một số nguồn nước có thể sử dụng nước đóng chai 1. Nước thuỷ cục Nước thuỷ cục đã được qua các quá trình xử lý sơ bộ như keo tụ, tạo bông, lắng, lọc, khử trùng.
Đây là nguồn nước thường được ưu tiên sử dụng nhiều nhất cho việc sản xuất nước uống tinh khiết đóng chai bởi do chi phí sản xuất thấp, dễ sử dụng, mức độ ô nhiễm thấp, tiện cho việc sử dụng. Tuy nhiên không phải nơi nào cũng có nguồn nước này nên nước thuỷ cục không được sử dụng nhiều cho những nhà máy có quy mô lớn. Nước ngầm Xếp sau nguồn nước thuỷ cục là nguồn nước ngầm, do nguồn nuớc ngầm dễ khai thác và hiện nay được xem là hạn chế. Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua.
Do vậy nước chảy qua địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng, nước chảy tầng qua lớp đá vô thường có độ cứng và độ kiềm khá cao. Ngoài ra đặc trưng của nguồn nước ngầm: + Độ đục thấp + Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định + Không có oxi nhưng có thể chứa nhiều khí: 𝐶𝑂2 , 𝐻2 S, … + Có chứa nhiều chất hoà tan nhưng chủ yếu là sắt, mangan, canxi, mangie, … + Không có hiện diện của vi sinh vật. Nước mặt Bao gồm các nguồn nước trong ao, đầm, hồ, sông, suối. Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên đặc trưng của nguồn nước mặt là: + Chứa khí hoàn tan đặc biệt là oxi + Có chứa nhiều chất rắc lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao, hồ, đầm do quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo.
+ Có hàm lượng chất hữu cơ cao + Có sự hiện diện của nhiều loại tảo + Có chứa nhiều vi sinh vật 3 Nước ngầm rất hiếm khi sử dụng cho việc sản xuất nước tinh khiết đóng chai do tốn chi phí rất cao trong việc tiền xử lý để đạt tiêu chuẩn nước ăn uống. Như vậy sản phẩm sản xuất ra sẽ thu ra lợi nhuận không cao. Hiện nay trên địa bàn TPHCM nói riêng và toàn quốc nói chung quy trình sản xuất nước tinh khiết phổ biến là : 1. Nước thuỷ cục: Được lấy vào bồn thô nhằm loại bớt cặn.
Sau đó được chuyển sang bồn lọc than hoạt tính nhằm khử các hợp chất gây mùi, và clo dư trong nước. Tiếp đó nước được chuyển sang bộ lọc tinh 5 𝜇m và 1 𝜇m và diệt khuẩn bằng tia cực tím, tiếp tục qua bộ lọc tinh 0,2 𝜇m và cho tiếp xúc Ozon để diệt khuẩn. Hình 1: Quy trình xử lý nước uống đóng chai nói chung từ nước thuỷ cục 1.2 Nước ngầm: Được khai thác thông qua giếng bơm, không bị nhiễm khuẩn, kim loại nặng, phenol, chất phóng xạ và được trải qua 3 giai đoạn xử lý sau: lọc thô, lọc cát, lọc than hoạt tính. Khử khoáng/ khử cứng- lọc tinh: nếu nước bị nhiễm sắt sẽ tiến hành làm thoáng khử sắt.
Sau đó nước sẽ được đưa qua hệ thống trao đổi ion nhằm loại bỏ các ion dương Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, … và các ion âm như Cl-, NO3-, … sau đó sẽ được đưa qua hệ thống lọc tinh gồm hai giai đoạn lọc: lọc 1 𝜇m và lọc 0,2 𝜇m để loại bỏ các vi khuẩn và oxit kim loại. 4 Hình 2: Quy trình xử lý nước uống đóng chai nói chung từ nguồn nước ngầm 1.2 Chất lượng nước đóng chai Theo mục 2.1 thuộc QCVN 6-1:2010/BYT quy định, nước sử dụng để sản xuất nước uống đóng chai phải đáp ứng các yêu cầu theo QCVN 01:2009/BYT về chất lượng nước ăn uống được ban hành kèm theo thông tư số 04/2009/TT-BYT ngày 17/6/2009 của Bộ Y tế; mà hiện nay đã thay bằng QCVN 01- 1:2018/BYT. Sau đây là trích dẫn thông số quy chuẩn kỹ thuật của QCVN 01-1:2018/BYT: Bảng 1: Danh mục các thông số chất lượng nước sạch và ngưỡng giới hạn cho phép 5 , Ngưỡng giới hạn cho TT Tên thông số Đơn vị tính phép Các thông số nhóm A Thông số vi sinh vật 1. Coliform CFU/100 mL <3 2.Coli hoặc Conform chịu nhiệt CFU/100 mL <1 Thông số cảm quan và vô cơ M (*) 3.
Clo dư tự do (**) mg/L Trong khoảng 0,2 - 1,0 5. Màu sắc TCU 15 7. Mùi, vị - Không có mùi, vị lạ 8. pH - Trong khoảng 6,0-8,5 Các thông số nhóm B Thông số vi sinh vật Tụ cầu vàng 9.
CFU/ 100mL <1 (Staphylococcus aureus) Trực khuẩn mủ xanh 10. CFU/ 100mL <1 (Ps. Aeruginosa) Thông số vô cơ 11. Chì số pecmanganat mg/L 2 18.
Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/L 300 22. Thủy ngân (Hydrargyrum) (Hg) mg/L 0,001 7 35. Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/L 1000 36. Xyanua (CN) mg/L 0,05 Thông số hữu cơ a.
Nhóm Alkan clo hóa 37. Phenol và dẫn xuất của Phenol µg/L 1 48. Nhóm Benzen Clo hóa 51. Nhóm chất hữu cơ phức tạp 8 54.
Hexacloro butadien µg/L 0,6 Thông số hóa chất bảo vệ thực vật 57. Aldicarb µg/L 10 Atrazine và các dẫn xuất chloro-s- 64. DDT và các dẫn xuất µg/L 1 71. Trifuralin µg/L 20 Thông số hóa chất khử trùng và sản phẩm phụ 84.
Trichloroaxetonitril µg/L 1 Thông số nhiễm xạ 98. Tổng hoạt độ phóng xạ α Bg/L 0,1 99. Tổng hoạt độ phóng xạ β Bg/L 1,0 Chú thích: Dấu (*) chỉ áp dụng cho đơn vị cấp nước khai thác nước ngầm. Dấu (**) chỉ áp dụng cho các đơn vị cấp nước sử dụng Clo làm phương pháp khử trùng.
Dấu (**) chỉ áp dụng cho vùng ven biển và hải đảo. Dấu (***) là không có đơn vị tính. Hai chất Nitrit và Nitrat đều có khả năng tạo methemoglobin. Do vậy, trong trường hợp hai chất này đồng thời có mặt trong nước sinh hoạt thì tổng tỷ lệ nồng độ (C) của mỗi chất so với giới hạn tối đa (GHTĐ) của chúng không được lớn hơn 1 và được tính theo công thức sau Cnitrat/GHTĐnitrat + Cnitrit/GHTĐnitrit ≤ 1 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 6-1:2010/BYT đối với nước khoáng thiên nhiên và nước uống đóng chai: Vì nhiệm vụ của đồ án yêu cầu sử dụng nguồn nước cấp để sản xuất nước đóng chai, ta quan tâm tới phần quy chuẩn kỹ thuật dành cho sản xuất nước đóng chai.
Bảng 2: Các chỉ tiêu hoá học của nước đóng chai liên quan đến an toàn thực phẩm Tên chỉ tiêu Giới Phương pháp thử Phân hạn tối loại chỉ đa tiêu 4) 1.