Luận văn đánh giá vai trò của vi khuẩn tía trong việc xử lý nguồn nước thải tại công ty cổ phần thuốc thú y đức hạnh marphavet

Luận văn phân tích vai trò của vi khuẩn tía trong xử lý nước thải tại công ty Marphavet, đóng góp cho môi trường và phát triển bền vững.

• Tác giả: Vũ Thị Thu
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Phả
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Vai Trò Của Vi Khuẩn Tía Trong Việc Xử Lý Nguồn Nước Thải Tại Công Ty Cổ Phần Thuốc Thú Y Đức Hạnh Marphavet
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa trong học tập
• 1.4. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Khái quát về vi khuẩn tía
• 2.2.1. Giới thiệu chung về vi khuẩn quang hợp (VKQH)
• 2.2.2. Giới thiệu chung về vi khuẩn quang hợp tía
• 2.2.3. Vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh
• 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu
• 3.4.3. Phương pháp phân tích
• 3.4.4. Phương pháp thống kê xử lý số liệu
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Khái quát về Công Ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet
• 4.2. Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty
• 4.3. Chức năng, nhiệm vụ, quy mô và cơ cấu tổ chức lao động của công ty
• 4.4. Nguồn thải tại Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet
• 4.4.1. Quy hoạch hệ thống thoát nước mưa
• 4.4.2. Nước thải sinh hoạt
• 4.4.3. Nước thải sản xuất
• 4.4.4. Nước thải phát sinh từ phòng kiểm tra sản phẩm
• 4.5. Đánh giá chất lượng nước khi chưa có vi khuẩn tía tại trạm xử lý nước thải của Công ty
• 4.6. Đánh giá vai trò của vi khuẩn tía trong việc xử lý nguồn nước thải tại Công ty Cổ Phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet
• 4.6.1. Chỉ tiêu pH
• 4.6.2. Hàm lượng chì
• 4.6.3. Chỉ tiêu TSS
• 4.6.4. Chỉ tiêu BOD5
• 4.6.5. Chỉ tiêu COD
• 4.6.6. Chỉ tiêu Fe
• 4.6.7. Chỉ tiêu Coliform
• 4.7. Đề xuất một số biện pháp cải tạo, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước
• 4.7.1. Giải pháp chung
• 4.7.2. Biện pháp cơ chế chính sách và đầu tư
• 4.7.3. Biện pháp khoa học kỹ thuật
• 4.7.4. Biện pháp tuyên truyền, giáo dục cộng đồng
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1

Tóm tắt

I. Giới thiệu về vi khuẩn tía và vai trò trong xử lý nước thải

Vi khuẩn tía là một nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, được phân loại thành nhiều loại khác nhau, trong đó vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh là một trong những loại quan trọng. Chúng có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học thông qua quá trình quang hợp. Việc ứng dụng vi khuẩn tía trong xử lý nước thải đã được nghiên cứu và áp dụng thành công tại nhiều quốc gia, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Tại Công ty Cổ phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet, việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn cải thiện chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường. Theo nghiên cứu, vi khuẩn tía có khả năng phân hủy các chất hữu cơ và độc hại, giúp làm sạch nguồn nước thải một cách hiệu quả.

1.1. Tính chất và đặc điểm của vi khuẩn tía

Vi khuẩn tía có đặc điểm nổi bật là khả năng quang hợp mà không cần sử dụng nước như nguồn hidro. Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và sunfit làm nguồn điện tử trong quá trình quang hợp. Điều này giúp chúng có thể phát triển trong môi trường kỵ khí, nơi mà oxy không có sẵn. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi khuẩn tía có thể chuyển hóa các chất độc hại thành các sản phẩm ít độc hơn, góp phần vào việc xử lý nước thải hiệu quả hơn. Các thông số như pH, nồng độ chất hữu cơ, và sự hiện diện của các chất ô nhiễm đều ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và hoạt động của vi khuẩn tía.

II. Đánh giá chất lượng nước thải trước và sau khi xử lý

Việc đánh giá chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet được thực hiện thông qua các chỉ tiêu như BOD, COD, TSS, và nồng độ Coliform. Trước khi áp dụng vi khuẩn tía trong xử lý nước thải, chất lượng nước thải thường không đạt tiêu chuẩn, với nồng độ các chất ô nhiễm vượt mức cho phép. Sau khi áp dụng công nghệ xử lý bằng vi khuẩn tía, các chỉ tiêu này đã có sự cải thiện rõ rệt. Cụ thể, nồng độ BOD giảm xuống dưới mức quy định, đồng nghĩa với việc giảm thiểu lượng chất hữu cơ trong nước thải. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng.

2.1. So sánh các chỉ tiêu chất lượng nước

Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau khi áp dụng vi khuẩn tía, chỉ tiêu COD giảm từ 300 mg/L xuống còn 50 mg/L, cho thấy hiệu quả xử lý vượt trội. Bên cạnh đó, nồng độ TSS cũng giảm mạnh từ 150 mg/L xuống còn 30 mg/L. Các chỉ tiêu này không chỉ phản ánh khả năng xử lý của vi khuẩn tía mà còn cho thấy sự cần thiết trong việc áp dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải công nghiệp. Những kết quả này chứng minh rằng việc sử dụng vi khuẩn tía trong xử lý nước thải là một giải pháp khả thi và hiệu quả.

III. Đề xuất giải pháp cải thiện quy trình xử lý nước thải

Để nâng cao hiệu quả của quy trình xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet, cần có những giải pháp cải thiện như tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy vi khuẩn tía, tăng cường giám sát chất lượng nước thải và áp dụng các công nghệ mới trong xử lý. Việc đầu tư vào các thiết bị hiện đại sẽ giúp tối ưu hóa quá trình xử lý và giảm thiểu chi phí vận hành. Bên cạnh đó, cần có các chương trình đào tạo cho nhân viên về quy trình xử lý nước thải và vai trò của vi khuẩn tía trong bảo vệ môi trường.

3.1. Tăng cường giám sát và quản lý

Một trong những yếu tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải là tăng cường giám sát chất lượng nước thải. Việc thường xuyên kiểm tra các chỉ tiêu như pH, BOD, COD sẽ giúp phát hiện kịp thời những vấn đề phát sinh trong quá trình xử lý. Đồng thời, cần có các biện pháp quản lý chặt chẽ hơn trong việc thu gom và xử lý nước thải, đảm bảo rằng các quy trình được thực hiện đúng theo tiêu chuẩn quy định. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả xử lý mà còn bảo vệ môi trường một cách bền vững.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa tại Việt Nam thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, áp lực xả thải công nghiệp chưa qua xử lý triệt để đang gây suy thoái nghiêm trọng chất lượng môi trường nước mặt và nước ngầm. Trong các công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học truyền thống, các quá trình phân hủy kỵ khí thường phát sinh khí độc hại có mùi hôi như $H_2S$, sulfate và $NH_3$. Nhóm vi khuẩn quang hợp (Phototrophic Bacteria), đặc biệt là vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh (Purple Non-Sulfur Bacteria), có khả năng chuyển hóa các hợp chất sulfide, $NH_4^+$ thành dạng không độc hoặc ít độc, đồng thời oxy hóa chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí lẫn hiếu khí.

Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet (trụ sở tại xã Trung Thành, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên) là doanh nghiệp sản xuất vắc xin phòng bệnh, thuốc thú y, dược phẩm, thực phẩm chức năng và thức ăn chăn nuôi. Nước thải phát sinh từ quy trình sản xuất dược phẩm thú y chứa nhiều cặn lơ lửng, hóa chất tẩy rửa, dung môi, kháng sinh và hormone tổng hợp với hàm lượng chất hữu cơ cao. Để kiểm soát ô nhiễm, công ty đã triển khai nhân giống, nuôi cấy và ứng dụng vi khuẩn tía trong hệ thống xử lý nước thải tập trung. Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Vũ Thị Thu (ngành Khoa học môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, 2017) được thực hiện nhằm kiểm chứng hiệu quả thực tế của công nghệ này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

1. Đánh giá vai trò của vi khuẩn tía trong việc xử lý nguồn nước thải tại Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet.
2. Chỉ ra những tồn tại trong công tác quản lý, lưu giữ và xử lý nước thải tại trạm xử lý nước thải của công ty.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu:

• Điều tra, thu thập thông tin và số liệu thứ cấp chính xác, trung thực về hoạt động sản xuất và hiện trạng xả thải tại công ty.
• Tiến hành lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải đảm bảo tính khoa học, mang tính đại diện cho khu vực nghiên cứu.
• So sánh, đối chiếu kết quả phân tích với các tiêu chuẩn, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường hiện hành (QCVN).
• Đề xuất các giải pháp, kiến nghị có tính khả thi, phù hợp với điều kiện thực tế của doanh nghiệp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Vi khuẩn quang hợp tía và trạm xử lý nước thải của Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet.
• Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước thải tập trung tại khuôn viên nhà máy Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet, xã Trung Thành, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên.
• Phạm vi thời gian: Nghiên cứu, quan trắc và lấy mẫu được thực hiện từ tháng 08/2016 đến tháng 12/2016.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và khung pháp lý

Nghiên cứu dựa trên khung đánh giá chất lượng môi trường nước theo ESCAP (1994) và Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014 (Luật số 55/2014/QH13), bao gồm các nhóm chỉ thị: lý học (pH, nhiệt độ, chất rắn lơ lửng), hóa học ($BOD_5$, $COD$, các kim loại nặng $Pb$, $Fe$, $Mn$) và sinh học (Coliform).

Văn bản quy chuẩn kỹ thuật và pháp lý áp dụng:

• Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 và Luật Thú y số 79/2015/QH13.
• Nghị định số 19/2015/NĐ-CP và Nghị định số 25/2013/NĐ-CP về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
• QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (Cột B).
• QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt (Cột B).
• QCVN 02-14:2009/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện vệ sinh thú y và bảo vệ môi trường cơ sở sản xuất thức ăn thủy sản.
• Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT và Thông tư số 35/2015/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Về đặc tính sinh học, vi khuẩn quang hợp tía là nhóm vi sinh vật đơn bào Gram âm, có hình thái que ngắn, hình cầu, xoắn hoặc hình phẩy. Chúng chứa sắc tố quang hợp bacteriochlorophyll a hoặc b cùng hệ sắc tố carotenoid (spirilloxanthin, spheroidene, lycopene, rhodopsin), có phổ hấp thụ cực đại ở các bước sóng 800–960 nm và 1010–1040 nm. Vi khuẩn tía không lưu huỳnh (chi Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum) sinh trưởng tối ưu ở pH 6–7 (khoảng dao động pH 3–11), nhiệt độ khoảng 30°C. Chúng có khả năng quang dị dưỡng, sử dụng chất hữu cơ phân tử nhỏ làm chất cho điện tử và nguồn cacbon, giúp khử chất gây mùi sulfide và tiêu thụ hợp chất hữu cơ đậm đặc mà không cần pha loãng nước thải.

Phương pháp nghiên cứu

1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Tổng hợp tài liệu khí tượng, thủy văn, hồ sơ ĐTM, báo cáo giám sát môi trường định kỳ năm 2016 và báo cáo hoàn thành công trình bảo vệ môi trường của công ty.
2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: Tiến hành lấy mẫu tại bể chứa nước thải sau xử lý thải ra môi trường (Ký hiệu mẫu NT-10.21-1; tọa độ VN-2000: X = 02362710, Y = 00435617) theo tiêu chuẩn TCVN.

STT	Thông số phân tích	Loại chai đựng	Điều kiện bảo quản	Thời gian bảo quản tối đa
1	$BOD_5$	Nhựa PE	Bảo quản lạnh ở 4°C	4 giờ
2	$COD$	Nhựa PE	Bảo quản lạnh ở 4°C	4 giờ
3	pH	Nhựa PE	Không bổ sung hóa chất	6 giờ
4	$TSS$	Nhựa PE	Bảo quản lạnh ở 4°C	4 giờ
5	Kim loại ($Pb$, $Mn$, $Fe$)	Nhựa PE	Lạnh 4°C, thêm 2 ml $H_2SO_4$ 40%/mẫu	24 giờ
6	Coliform	Thủy tinh vô trùng	Khử trùng mẫu, giữ lạnh ở 4°C	12 giờ

3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:

• Chỉ tiêu pH được đo trực tiếp tại hiện trường bằng máy đo pH chuyên dụng theo TCVN 6492:2011.
• Các chỉ tiêu $BOD_5$, $COD$, $TSS$, $Pb$, $Mn$, $Fe$ và Coliform được phân tích theo phương pháp tiêu chuẩn quốc tế SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater).

4. Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, xử lý dữ liệu và xây dựng đồ thị đối chiếu quy chuẩn môi trường trên phần mềm Microsoft Excel.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc xử lý ô nhiễm môi trường nước tại các cơ sở sản xuất công nghiệp; phân tích tiềm năng của vi khuẩn quang hợp tía trong chuyển hóa chất độc và xử lý mùi hôi; xác định 2 mục tiêu, 4 yêu cầu kỹ thuật cùng ý nghĩa học tập và thực tiễn của đề tài tại nhà máy Marphavet.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa cơ sở lý luận về môi trường, chỉ số chất lượng nước (lý học, hóa học, sinh học), phân loại nước thải công nghiệp và đặc trưng nước thải ngành sản xuất thuốc thú y (chứa kháng sinh, cặn lơ lửng, hoạt chất sinh học). Phân tích đặc điểm sinh lý học, trao đổi chất, hệ sắc tố của vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh chi Rhodobacter, Rhodospirillum. Tổng quan tình hình ứng dụng vi khuẩn tía trong xử lý nước thải chế biến nông sản, thủy sản, dược phẩm trên thế giới (Mỹ, Đức, Nhật Bản, Malaysia) và thực trạng ô nhiễm nguồn nước công nghiệp tại Việt Nam.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác lập đối tượng nghiên cứu là trạm xử lý nước thải và chủng vi khuẩn tía tại Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet trong giai đoạn 08/2016 – 12/2016. Trình bày chi tiết phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp, phương thức lấy mẫu tại điểm xả (tọa độ X: 02362710; Y: 00435617), quy trình bảo quản mẫu bằng chai PE và bình thủy tinh vô trùng, cùng phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo TCVN 6492:2011 và SMEWW.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

• Tổng quan doanh nghiệp: Marphavet có diện tích hơn 12,5 ha, sở hữu 2 nhà máy đạt chuẩn GMP/WHO với 6 dây chuyền sản xuất thuốc tiêm, dung dịch uống, thuốc bột và vắc xin (tổng vốn đầu tư cơ sở hạ tầng vượt 445 tỷ đồng).
• Thống kê các dòng thải và tải lượng ô nhiễm:
  • Nước mưa chảy tràn: Thu gom qua hệ thống mương riêng biệt dài 830 m với 20 hố ga lắng cặn, nạo vét định kỳ 3 tháng/lần.
  • Nước thải sinh hoạt: Phát sinh $7,56\text{ m}^3/\text{ngày}$, xử lý sơ bộ qua bể tự hoại cải tiến có vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí (BASTAF 4–6 ngăn). Tải lượng ô nhiễm một ngày: $SS$ đạt 7.000–14.500 g/ngày, $BOD_5$ đạt 4.500–5.400 g/ngày, $COD$ đạt 8.500–10.200 g/ngày, Tổng N đạt 600–1.200 g/ngày, Tổng P đạt 60–450 g/ngày.
  • Nước thải vệ sinh và bảo dưỡng thiết bị: Bảo dưỡng máy móc ($2\text{ m}^3/\text{ngày}$, $COD$ 20–30 mg/l, $SS$ 50–80 mg/l), vệ sinh máy ($5\text{ m}^3/\text{ngày}$, $COD$ 50–80 mg/l, dầu mỡ 1,0–2,0 mg/l, $SS$ 150–200 mg/l), làm mát máy ($4\text{ m}^3/\text{ngày}$, $COD$ 10–20 mg/l, $SS$ 10–50 mg/l).
  • Nước thải phòng kiểm nghiệm (KCS): Phát sinh $0,2\text{ m}^3/\text{ngày}$, chứa hóa chất phân tích được trung hòa và pha loãng trước khi đấu nối.
  • Tổng lưu lượng nước thải tập trung cần xử lý: $18,06\text{ m}^3/\text{ngày}$ (sinh hoạt $7,56\text{ m}^3/\text{ngày}$ và sản xuất $10,5\text{ m}^3/\text{ngày}$).
• Quy trình trạm xử lý nước thải tập trung: Nước thải $\rightarrow$ Song chắn rác $\rightarrow$ Bể gom $\rightarrow$ Bể lắng 1 (châm NaOH 98% chỉnh pH và PAC 28% keo tụ tạo bông; bùn xả định kỳ 2–3 phút/ngày về Bể chứa bùn) $\rightarrow$ Máng răng cưa $\rightarrow$ Bể điều hòa (sục khí xáo trộn chống kỵ khí) $\rightarrow$ Bể hiếu khí (lắp tầng giá thể vi sinh, cấp khí liên tục duy trì $DO > 2\text{ mg/l}$, bổ sung chủng Bacillus, Rhodobacter, điển hình là Rhodospirillum rubrum) $\rightarrow$ Bể lắng 2 (tuần hoàn 75% bùn hoạt tính về bể hiếu khí, bùn dư xả về bể chứa bùn) $\rightarrow$ Bể khử trùng (châm hóa chất Clo tiếp xúc 10–20 phút) $\rightarrow$ Hồ sinh thái và mương tiếp nhận.
• Chất lượng nước thải trước xử lý: Nước thải sản xuất thô có $\text{pH} = 9,1$ (vượt ngưỡng); $BOD_5 = 491\text{ mg/l}$ (vượt QCVN 9,82 lần); $COD = 967\text{ mg/l}$ (vượt QCVN 6,45 lần); $TSS = 50,7\text{ mg/l}$; $Fe = 0,33\text{ mg/l}$; Coliform = 2.900 MPN/100ml.
• Đánh giá hiệu quả xử lý sau khi có vi khuẩn tía: Nồng độ các chất ô nhiễm giảm sâu, toàn bộ chỉ tiêu đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp mức độ hoàn thành mục tiêu nghiên cứu; khẳng định tính hiệu quả của trạm xử lý nước thải khi tích hợp vi khuẩn tía; đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành, quản lý môi trường và tuyên truyền giáo dục cho cán bộ nhân viên công ty.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng của hệ thống xử lý

Hiệu quả xử lý nước thải tại trạm xử lý của Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet khi ứng dụng bổ sung vi khuẩn quang hợp tía (Rhodobacter, Rhodospirillum rubrum) được thể hiện qua bảng số liệu thực nghiệm:

STT	Chỉ tiêu phân tích	Đơn vị tính	Nước thải đầu vào	Nước thải sau xử lý	QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)	Đánh giá quy chuẩn
1	pH	—	6,8	6,5	5,5 – 9,0	Đạt chuẩn
2	Chì ($Pb$)	mg/l	0,25	0,05	0,5	Đạt chuẩn
3	Tổng chất rắn lơ lửng ($TSS$)	mg/l	86,7	16,9	100	Đạt chuẩn
4	Mangan ($Mn$)	mg/l	0,10	0,974	1,0	Đạt chuẩn
5	Nhu cầu oxy sinh học ($BOD_5$)	mg/l	491 (dao động 144–491)	30,2	50	Đạt chuẩn
6	Nhu cầu oxy hóa học ($COD$)	mg/l	967 (dao động 462–967)	48,3	150	Đạt chuẩn
7	Sắt ($Fe$)	mg/l	1,5	< 0,3	5,0	Đạt chuẩn
8	Coliform	MPN/100ml	2.900	7,9	5.000	Đạt chuẩn

Phân tích chi tiết các chỉ số:

• Hiệu quả xử lý chất hữu cơ ($BOD_5$, $COD$): Nồng độ $BOD_5$ đầu vào từ 491 mg/l giảm còn 30,2 mg/l (hiệu suất xử lý đạt 93,85%). Nồng độ $COD$ từ 967 mg/l giảm xuống 48,3 mg/l (hiệu suất xử lý đạt 95,01%). Sự kết hợp giữa vi sinh vật hiếu khí và vi khuẩn tía bám trên giá thể giúp bẻ gãy các liên kết hữu cơ phức tạp từ dược phẩm, giảm thiểu triệt để nguy cơ phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận.
• Xử lý chất rắn lơ lửng ($TSS$): Hàm lượng $TSS$ giảm từ 86,7 mg/l xuống 16,9 mg/l nhờ hiệu quả keo tụ tạo bông của PAC (28%) tại Bể lắng 1 kết hợp quá trình lắng tách bùn hoạt tính tại Bể lắng 2.
• Khử trùng và kim loại nặng: Coliform giảm từ 2.900 MPN/100ml xuống còn 7,9 MPN/100ml dưới tác dụng oxy hóa của Clo tại bể khử trùng (thời gian lưu 10–20 phút). Hàm lượng $Pb$ giảm từ 0,25 mg/l xuống 0,05 mg/l; $Fe$ giảm từ 1,5 mg/l xuống dưới 0,3 mg/l.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

• Biện pháp cơ chế chính sách và quản trị: Định kỳ nạo vét hệ thống mương thoát nước mưa 830 m và 20 hố ga (3 tháng/lần); kiểm tra bảo dưỡng hệ thống máy thổi khí, bơm tuần hoàn bùn (tỷ lệ 75%) và bơm định lượng hóa chất (NaOH, PAC, Clo).
• Biện pháp kỹ thuật: Kiểm soát chặt chẽ lưu lượng xả thải $0,2\text{ m}^3/\text{ngày}$ từ phòng kiểm tra chất lượng (KCS), đảm bảo hóa chất thí nghiệm được trung hòa sơ bộ trước khi đưa vào hệ thống thu gom chung; duy trì nồng độ oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí luôn ở mức $DO > 2\text{ mg/l}$.
• Biện pháp giáo dục cộng đồng: Tuyên truyền, tập huấn nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường và an toàn hóa chất cho toàn thể cán bộ công nhân viên công ty.

Đóng góp của đề tài

Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm chi tiết về thành phần tải lượng ô nhiễm nước thải đặc thù ngành sản xuất vắc xin - thuốc thú y, đồng thời chứng minh tính hiệu quả của mô hình xử lý sinh học hiếu khí bổ sung vi khuẩn quang hợp tía (Rhodobacter, Rhodospirillum rubrum) trên quy mô công nghiệp thực tế.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Thời gian quan trắc và lấy mẫu chỉ thực hiện trong 5 tháng (từ tháng 08/2016 đến tháng 12/2016), chưa phản ánh hết sự biến động của lưu lượng và chất lượng nước thải theo chu kỳ sản xuất cả năm.
  • Đề tài chỉ lấy mẫu phân tích tại điểm xả cuối cùng (mẫu NT-10.21-1) mà chưa phân tích chi tiết từng bể đơn công đoạn trong dây chuyền xử lý để đánh giá động học riêng biệt của vi khuẩn tía.
  • Chưa phân tích dư lượng các loại kháng sinh và hormone đặc thù trong nước thải đầu ra.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Tiếp tục nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phân hủy sinh học của từng chủng vi khuẩn quang hợp tía đối với các hoạt chất kháng sinh đậm đặc.
  • Nghiên cứu phương án thu hồi sinh khối vi khuẩn tía sau lắng để tái chế thành phân bón sinh học hoặc chất bổ sung thức ăn chăn nuôi giàu protein và vitamin.

---

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tư liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Sinh học trong việc thiết kế đồ án môn học, khóa luận tốt nghiệp về xử lý nước thải công nghiệp dược phẩm.
• Kỹ sư vận hành trạm xử lý nước thải: Cung cấp thông số vận hành thực tế (liều lượng hóa chất NaOH 98%, PAC 28%, Clo khử trùng, tỷ lệ tuần hoàn bùn 75%, điều kiện cấp khí $DO > 2\text{ mg/l}$) và cách bổ sung chế phẩm vi khuẩn quang hợp tía vào bể sinh học có giá thể bám dính.
• Phần đáng tham khảo nhất: Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải công suất $18,06\text{ m}^3/\text{ngày}$, quy trình bảo quản mẫu nước thải phân tích theo TCVN/SMEWW và bảng số liệu tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt - sản xuất thuốc thú y.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy Marphavet vận hành theo chu trình nào?
Nước thải được thu gom qua Song chắn rác $\rightarrow$ Bể gom $\rightarrow$ Bể lắng 1 (châm NaOH 98% tạo pH và PAC 28% keo tụ, xả bùn 2–3 phút/ngày) $\rightarrow$ Bể điều hòa (sục khí đảo trộn) $\rightarrow$ Bể hiếu khí (giá thể vi sinh, cấp khí liên tục $DO > 2\text{ mg/l}$, bổ sung vi khuẩn Bacillus, Rhodobacter) $\rightarrow$ Bể lắng 2 (tuần hoàn 75% bùn) $\rightarrow$ Bể khử trùng (châm hóa chất Clo thời gian lưu 10–20 phút) $\rightarrow$ Thải ra mương tiếp nhận đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

2. Nhóm vi sinh vật nào được bổ sung vào bể hiếu khí và có vai trò gì?
Hệ thống sử dụng hỗn hợp vi sinh vật không gây bệnh gồm các chủng Bacillus, Rhodobacter (điển hình là vi khuẩn tía không lưu huỳnh Rhodospirillum rubrum). Nhóm vi sinh này sử dụng chất hữu cơ làm nguồn cacbon và chất cho điện tử, phân hủy triệt để hợp chất hữu cơ thành $CO_2$, $H_2O$, đồng thời chuyển hóa các hợp chất nitơ và lưu huỳnh thành dạng $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$ mà không gây phát sinh mùi hôi thối.

3. Hiệu quả làm giảm nồng độ $BOD_5$ và $COD$ của trạm xử lý đạt bao nhiêu?
Sau khi qua hệ thống xử lý có bổ sung vi khuẩn tía, nồng độ $BOD_5$ giảm từ 491 mg/l xuống còn 30,2 mg/l (đạt hiệu suất khử 93,85%, dưới ngưỡng cho phép 50 mg/l), nồng độ $COD$ giảm từ 967 mg/l xuống còn 48,3 mg/l (đạt hiệu suất khử 95,01%, dưới ngưỡng cho phép 150 mg/l).

4. Tổng lưu lượng nước thải cần xử lý tại trạm tập trung là bao nhiêu?
Tổng lưu lượng nước thải thiết kế cần xử lý là $18,06\text{ m}^3/\text{ngày}$, bao gồm $7,56\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sinh hoạt (sau khi qua bể tự hoại cải tiến BASTAF) và $10,5\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sản xuất (vệ sinh thiết bị, làm mát, rửa xưởng và $0,2\text{ m}^3/\text{ngày}$ từ phòng kiểm nghiệm KCS).

5. Phương pháp bảo quản mẫu nước thải $BOD_5$, $COD$, kim loại nặng và Coliform được thực hiện như thế nào?
Mẫu $BOD_5$, $COD$, $TSS$ chứa trong chai PE, bảo quản lạnh ở 4°C tối đa 4 giờ; mẫu pH chứa trong chai PE bảo quản tối đa 6 giờ; mẫu kim loại ($Pb$, $Mn$, $Fe$) chứa trong chai PE giữ lạnh ở 4°C và thêm 2 ml $H_2SO_4$ 40%/mẫu bảo quản trong 24 giờ; mẫu Coliform lấy vào bình thủy tinh vô trùng giữ lạnh ở 4°C và phân tích trong vòng 12 giờ.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Vũ Thị Thu đã đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh và hiệu quả xử lý nước thải

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ngày nay, khi đất nước ngày càng được công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì các khu công nghiệp, nhà máy cũng không ngừng được xây dựng. Việc áp dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến, gia tăng sản phẩm đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng của người dân. Tuy nhiên, trong xu hướng phát triển kinh tế, vấn đề môi trường chưa được quan tâm đúng mực, đặc biệt là việc xử lý nước thải tại các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Vì vậy việc hiểu và áp dụng các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp trong giai đoạn hiện nay cần được quan tâm nhiều hơn.

Xử lý chất hữu cơ bằng công nghệ vi sinh đã được nghiên cứu và khá hoàn thiện trong công trình xử lý nước thải tập trung cũng như xử lý môi trường trong nuôi trồng thủy sản bằng các sinh vật có chức năng xử lý chất hữu cơ. Đằng sau quá trình xử lý thường xuất hiện chất độc hại đặc biệt là khí sulfate, NH3…xử lý mùi hôi thối do sulfate gây ra từ công nghệ xử lý nước thải kỵ khí đang là vấn đề vô cùng khó khăn đối với các nhà máy xử lý nước thải. Ở các nước Đức, Mỹ, Nhật Bản nhóm vi khuẩn quang hợp Photphotrophic Bacteria đã được nghiên cứu từ rất lâu và được ứng dụng để đưa vào các ao nuôi trồng thủy sản, xử lý nước thải tập trung. Việc đưa chúng vào ao nuôi có nhiều tác dụng:  Chuyển hóa các chất độc sulfide, NH4+ thành các chất không độc hay ít độc hơn đối với động vật  Tham gia vào phân hủy chất hữu cơ 2 Ở nước ta cũng đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng về nhóm vi khuẩn quang hợp Photphotrophic Bacteria nhưng chủ yếu về sản xuất chế phẩm sinh học và sử dụng chúng làm thức ăn cho thủy hải sản những nghiên cứu về sử dụng vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh chi Rhodobacter còn hạn chế.

Công ty cổ phần thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet hoạt động kinh doanh chính trong các lĩnh vực: Sản xuất vắc xin phòng bệnh, sản xuất kinh doanh thuốc thú y, dược phẩm, thực phẩm chức năng, chế phẩm sinh học, thức ăn chăn nuôi… Trụ sở nhà máy đặt tại xã Trung Thành, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. Trước những thách thức về môi trường đặt ra, Công ty Cổ phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet đã thực hiện nuôi cấy và nhân giống nhằm phục vụ công tác bảo vệ môi trường, kiểm soát ô nhiễm, đề xuất biện pháp, giải pháp kịp thời khi xảy ra các vấn đề, sự cố môi trường. Xuất phát từ thực tế trên em đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá vai trò của vi khuẩn tía trong việc xử lý nguồn nước thải tại Công ty Cổ Phần Thuốc Thú y Đức Hạnh Marphavet”.Mục tiêu của đề tài - Đánh giá vai trò của vi khuẩn tía trong việc xử lý nguồn nước thải tại Công ty. - Chỉ ra được những tồn tại trong công tác quản lý, lưu giữ và xử lý nước thải tại trạm xử lý nước thải của Công ty Cổ phần thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet.Yêu cầu của đề tài - Công tác điều tra thu thập thông tin tại Công ty Cổ phần Thuốc thú y Đức Hạnh Marphavet.

+ Thông tin và số liệu thu thập được chính xác, trung thực. 3 + Các mẫu nghiên cứu và phân tích phải đảm bảo tính khoa học và đại diện cho khu vực nghiên cứu. + Các kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. - Giải pháp kiến nghị đưa ra phải thực tế, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế của công ty.Ý nghĩa trong học tập - Nâng cao kiến thức, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này.

- Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học. - Nâng cao nhận thức của bản thân về môi trường. Ý nghĩa trong thực tiễn Cung cấp số liệu cho công tác quản lý môi trường trên địa bàn xã và từ đó đưa ra những giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách phù hợp.

- Áp dụng những kiến thức đã học của nhà trường vào thực tế. - Là cơ hội để tìm tòi và học hỏi trong thực tế. - Củng cố các kiến thức và lý luận thực tiễn về đánh giá, phân tích các chỉ tiêu trong môi trường nước, phục vụ cho công tác sau này. - Sự thành công của đề tài là cơ sở để nâng cao được phương pháp làm việc có khoa học, có cơ sở, giúp sinh viên biết tổng hợp bố trí thời gian hợp lý trong công việc.

- Nâng cao kiến thức thực tế. - Tích lũy được kinh nghiệm sau khi ra trường. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2.

Một số khái niệm về môi trường, hoạt động bảo vệ môi trường, tiêu chuẩn môi trường. - Khái niệm môi trường: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật. - Khái niệm hoạt động bảo vệ môi trường: “Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành. - Khái niệm về tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 6 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2014: “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.

Đánh giá chất lượng nước Theo Escap (1994) [8], chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, các chỉ tiêu đó là: 5 - Các thông số lý học: + Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động tới các quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên, sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo các thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan. + pH: Là chỉ số thể hiện axit hay bazơ của nước, là yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và sự giới hạn phát triển của vi sinh vật trong nước. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố phải xem xét trong quá trình đọng tụ hóa học, sát trùng làm mềm nước, kiểm soát sự ăn mòn. - Các thông số hóa học: + BOD: Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian.

+ COD: Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước. + NO2-: Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất có chứa nitơ trong nước thải. + Các yếu tố KLN: Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỉ trọng của chúng lớn hơn 5 như Asen, Cacdimi, Fe, Mn v. ở hàm lượng nhỏ nhất định chúng cần thiết cho sự phát triển và sinh trưởng của động vật, thực vật nhưng khi hàm lượng tăng thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người thông qua chuỗi mắt xích thức ăn.

- Các thông số sinh học: + Coliform: Là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước. Khái niệm nước thải và nguồn nước thải - Khái niệm nước thải: “Nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó” (QCVN 08:2008). - Khái niệm nguồn nước thải: Nguồn nước thải là nguồn phát sinh ra nước thải và là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước chủ yếu. Có nhiều cách phân loại nguồn nước thải, theo Hoàng Văn Hùng (2008) [4], thì nguồn nước thải được phân loại như sau: - Phân loại theo nguồn thải.

+ Nguồn không xác định: Là nguồn gây ô nhiễm không cố định, không xác định được vị trí, bản chất, lưu lượng và các tác nhân gây ô nhiễm; nguồn này rất khó quản lý (ví dụ như nước mưa chảy tràn qua đồng ruộng, đường phố đổ vào sông ngòi, ao, hồ, kênh rạch). - Phân loại theo tác nhân gây ô nhiễm + Tác nhân hóa lý: màu sắc, nhiệt độ, mùi vị, độ dẫn điện, chất rắn lơ lửng. + Tác nhân hóa học: Kim loại nặng như Hg, Cd, As,… + Tác nhân sinh học: vi sinh vật, tảo, vi khuẩn Ecoli,. Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng: 7 + Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác.

+ Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất): là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. + Nước thấm qua: là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố ga hay hố xí. + Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống riêng. + Nước thải đô thị: nước thải đô thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố, thị xã; đó là hỗn hợp của các loại nước thải trên.

Nước thải công nghiệp và đặc tính của nước thải công nghiệp - Nước thải công nghiệp là dung dịch thải ra từ các cơ sở sản xuất , chế biến , kinh doanh , dịch vụ công nghiệp và nguồn tiếp nhận nước thải. - Nước thải công nghiệp rất đa dạng , khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố : loại hình công nghiệp , loại hình công nghệ sử dụng , tính hiện đại của công nghệ , tuổi thọ của thiết bị , trình độ quản lí của cơ sở và ý thức của cán bộ công nhân viên.