HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA MÔI TRƯỜNG - š&› - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA THANH HÓA Người thực : LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO Lớp : MTB Khóa : 57 Chuyên ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : TS PHAN TRUNG QUÝ Hà Nội – 2016 ii HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA MÔI TRƯỜNG - š&› - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA THANH HÓA Người thực : LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO Lớp : MTB Khóa : 57 Chuyên ngành : MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS.PHAN TRUNG QUÝ Địa điểm thực tập HÓA : CÔNG TY CỔ PHẦN BIA THANH Hà Nội - 2016 iv LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu tôi, nghiên cứu cách độc lập Các tài liệu tham khảo có nguồn gốc rõ ràng Các kết nêu khóa luận hoàn toàn trung thực chưa công bố tài liệu Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường cam đoan Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Lê Thị Phương Thảo i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Môi Trường thầy cô giáo Học viện Nông nghiệp Việt Nam năm qua truyền lại cho em kiến thức quý báu Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Phan Trung Quý, giáo viên khoa Môi Trường người tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực tập để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Trên thực tế, thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, dìu dắt, giúp đỡ từ phía gia đình từ phía thầy cô bạn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo Công ty cổ phần bia Thanh Hóa anh chị, cô phân xưởng sản xuất, kỹ thuật tận tình bảo em kiến thức thực tế vô quý giá Mặc dù thân em có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên không tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy Em mong góp ý quý Thầy, Cô giáo bạn để khóa luận hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Lê Thị Phương Thảo ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các nước dẫn đầu sản lượng bia năm 2011 Bảng 1.2: Sản lượng bia theo khu vực 2011 Bảng 3.1: Nhu cầu nguyên liệu trung bình để sản xuất 1000 lít bia .31 Bảng 3.2: Thành phần hóa học Malt .32 Bảng 3.3: Thành phần bột gạo .32 Bảng 3.4: Thành phần hóa học hoa Houblon theo % chất khô .33 Bảng 3.5: Thành phần hóa học nước sản xuất bia 33 Bảng 3.6: Nhu cầu nhiên liệu, lượng để sản xuất 1000 lít bia 35 Bảng 3.7: Kết phân tích nước thải sinh hoạt Công ty cổ phần bia Thanh Hóa 41 Bảng 3.8: Kết phân tích mẫu nước thải ngày 15/1/2016 57 Bảng 3.9: Kết phân tích mẫu nước thải ngày 26/2/2016 57 Bảng 3.10: Kết phân tích mẫu nước thải ngày 18/3/2016 57 Bảng 3.11: Kết phân tích mẫu nước thải ngày 15/4/2016 57 Bảng 3.12: Kết phân tích nước thải cổng xả hồ sinh học so với cột B – QCVN 40:2011/BTNMT 58 Bảng 3.13: Hiệu xử lý nước thải đầu vào đầu sau qua hệ thống xử lý nước thải .59 iv DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1: Diễn biến nồng độ COD 60 Biểu đồ 3.2: Diễn biến nồng độ BOD5 61 Biểu đồ 3.3: Diễn biến nồng độ TSS .62 Biểu đồ 3.4: Diễn biến nồng độ Nitơ 63 Biểu đồ 3.5: Diễn biến nồng độ photpho .64 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Quy trình sản xuất bia 333 nhà máy bia Sài Gòn – Phú Thọ 11 Hình 1.2: Dòng nước thải phát sinh theo quy trình công nghệ sản xuất bia 14 Hình 3.1: Công nghệ sản xuất bia Công ty cổ phần bia Thanh Hóa .36 Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Thanh Hóa 43 vi Biểu đồ 3.1: Diễn biến nồng độ COD Nhận xét: Hàm lượng chất hữu nước thải bia trước xử lý cao, cụ thể: + Tháng tháng có hàm lượng COD đầu vào thấp nhất: 2611(mg/l) 2860(mg/l) + Tháng tháng có hàm lượng COD đầu vào cao nhất: tháng 3824(mg/l) tháng 3957(mg/l) So sánh với QCVN 40:2011/BTNMT cột B hàm lượng COD nước thải trước xử lý vượt quy chuẩn cho phép từ 17,41 đến 26,38 lần làm cho nguồn nước bị ô nhiễm chất hữu cao gây ảnh hưởng lớn đến môi trường tiếp nhận nguồn thải Tuy nhiên, hàm lượng COD sau qua hệ thống xử lý đạt hiệu suất trung bình khoảng 98,97% đạt tiêu chuẩn cho phép 60 Biểu đồ 3.2: Diễn biến nồng độ BOD5 Nhận xét: Dựa vào biểu đồ thấy hàm lượng BOD đầu vào vượt tiêu chuẩn cho phép: + Tháng 1: nước thải trước xử lý 2172(mg/l) cao gấp 78,6 lần nước thải sau xử lý gấp 43,4 lần tiêu chuẩn cho phép, hiệu xử lý toàn hệ thống đạt 98,73% + Tháng 2: nước thải trước xử lý 1534(mg/l) cao gấp 77,12 lần nước thải sau xử lý gấp 30,68 lần tiêu chuẩn cho phép, hiệu xử lý toàn hệ thống đạt 98,70% + Tháng 3: nước thải trước xử lý 1694(mg/l) cao gấp 79,53 lần nước thải sau xử lý gấp 33,88 lần tiêu chuẩn cho phép, hiệu xử lý toàn hệ thống đạt 98,74% + Tháng 4: nước thải trước xử lý 2314(mg/l)cao gấp 70,54 lần nước thải sau xử lý gấp 46,28 lần tiêu chuẩn cho phép, hiệu xử lý toàn hệ thống đạt 98,69% Theo kết nghiên cứu trên, nước thải đầu đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B 61 Biểu đồ 3.3: Diễn biến nồng độ TSS Nhận xét: Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải tháng chênh lệch đáng kể, cụ thể: + Hàm lượng TSS thấp vào tháng 485(mg/l) cao vào tháng 521(mg/l) So sánh với QCVN 40:2011/BTNMT cột B hàm lượng TSS trước xử lý gấp 4,85 đến 5,21 lần quy chuẩn cho phép, hàm lượng chất rắn lơ cao không xử lý gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống thủy sinh Tuy nhiên, nước thải sau qua hệ thống xử lý đạt hiệu suất xử lý TSS trung bình khoảng 98,28% đạt tiêu chuẩn quy định 62 Biểu đồ 3.4: Diễn biến nồng độ Nitơ Nhận xét: Hàm lượng nitơ nước thải bia thấp vào tháng 53,9(mg/l) cao vào tháng 75,3(mg/l) Kể từ tháng hàm lượng nitơ tăng nhiều so với tháng trước So sánh với QCVN 40:2011/BTNMT cột B, hàm lượng nitơ trước xử lý vượt quy chuẩn cho phép từ 1,35 đến 1,88 lần, không xử lý gây nên tượng phú dưỡng Sau qua hệ thống xử lý, nước thải đạt tiêu chuẩn đầu cho phép không gây ô nhiễm cho môi trường 63 Biểu đồ 3.5: Diễn biến nồng độ photpho Nhận xét: Hàm lượng photpho trước xử lý không chênh lệch nhiều, tháng 28,4(mg/l), tháng 27,1(mg/l), tháng 27,5(mg/l) tháng 30,8(mg/l) So sánh với QCVN 40:2011/BTNMT cột B hàm lượng photpho nước thải trước xử lý vượt quy chuẩn cho phép từ 4,52 đến 5,13 lần Nước thải sau qua hệ thống xử lý đạt hiệu xuất xử lý trung bình khoảng 92,36% đạt tiêu chuẩn cho phép không gây ô nhiễm cho môi trường 3.6 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý cố hệ thống xử lý nước thải 3.6.1 Một số giải pháp nâng cao hiệu xử lý Nhìn chung nước thải công ty bia Thanh Hóa sau trình xử lý nước thải đầu đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột B Tuy nhiên bên cạnh nhiều vấn đề môi trường liên quan cần giải triệt để 64 Sau số giải pháp: − Hàm lượng colifom nước thải bia cao hệ thống xử lý nước thải nhà máy lại chưa có bể khử trùng, cần phải nhanh chóng xây dựng thêm bể khử trùng để đảm bảo chất lượng nước thải đầu − Phải thường xuyên kiểm tra độ kín bể kỵ khí, phát có hở, thủng, cố làm thất thoát khí gas, có nguy gây cháy, nổ báo phòng kỹ thuật để xử lý − Nhân viên thường trực phải thường xuyên kiểm tra hệ thống sục khí, hệ thống khuấy, pH bể lượng nước bơm lên bể để kiểm soát chất lượng nước cho phù hợp − Bùn cặn nhà máy chứa nhiều chất hữu có khả phân hủy, dễ thối rữa có vi khuẩn gây độc hại cho môi trường, nên bùn sau trình xử lí đem sấy khô máy ép chân không, sau xử dụng làm phân bón, làm chất đốt − Hệ thống xử lý nước thải cần vận hành thường xuyên để đảm bảo chất lượng nước thải đầu − Cần tuyển dụng thêm cán kĩ thuật môi trường chuyên môn vận hành hệ thống xử lý nước thải để giải số tình xảy cố môi trường − Cần cấp thêm chi phí đầu tư cho phòng thí nghiệm phân xưởng kĩ thuật để tránh tình trọng hư hỏng máy móc dẫn đến chênh lệch hay sai số trình kiểm tra thông số đầu nước thải − Kiểm tra quản lý tốt quy trình làm việc công nhântrong phân xưởng tránh tình trạng làm rơi vãi nguyên vật liệu vào nước thải − Hệ thống đường ống, cống rãnh thoát nước nhà máy cần xây dựng to hơn, kiên cố có nắp đậy mục đích giúp cho việc thoát nước từ xưởng sản xuất đến trạm xử lý trung tâm nhanh hơn, để 65 tượng nước bị chảy tràn mặt đường công ty lúc sản xuất nhiều mùa mưa tới − Cần có bể chứa nước dự phòng để mùa giông bão đến mùa sản xuất nhiều để chứa nước thải vài giờ, trí vài ngày hệ thống xử lý chưa kịp − Cần lưu ý đến pH, nhiệt độ bổ sung giống vi khuẩn bể, để tạo bùn hoạt tính tốt giữ nồng độ bùn thích hợp bể xử lí − Thường xuyên kiểm tra hiệu trạm xử lý nước thải, tính toán kỹ lưỡng hóa chất xử dụng cho công tác xử lý nước thải với mục đích tránh lãng phí nhiên liệu 3.6.2 Sự cố biện pháp khắc phục − Trong ngày ngừng sản xuất cần trì hoạt động cho bể kỵ khí cách lưu lại nước bể cân bể chứa để cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật tránh để vi sinh vật bị chết ảnh hưởng đến hiệu xử lý bể − Khi xảy cố hệ thống bơm, cần nhanh chóng khóa van bơm bị hỏng mở van bơm dự phòng để tiếp tục trì hoạt động cho hệ thống Khi van điện bị cố dùng van tay thay − Một số cố bể hiếu khí : +Sự cố bọt trắng: bọt to, nhiều tăng dần tới đầy mặt bể (bọt trắng bọt xà phòng), cần sục khí, khuấy 30 phút – tiếng bọt giảm dần hết, pH nước thải cao ≥8 Sự cố cần kiểm tra tính chất nước thải đầu vào, điều chỉnh pH giảm xuống thích hợp với trình xử lý sinh học +Sự cố bọt tải: trạng bọt trắng nhiều bề mặt yếu tố lượng vi sinh hoạt tính bể xử lý hiếu khí Do nồng độ chất hữu bể xử lý sinh học hiếu khí cao (giá trị COD bể vi sinh hoạt tính vượt khả xử lý vi sinh vật hiếu khí nhiều lần (COD>1200mg/lít) COD 800 – 1000 vi sinh hiếu khí bị sốc) Để khắc phục 66 cần kiểm tra lại tính chất nước thải đầu vào công đoạn xử lý trước nước thải vào bể vi sinh hiếu khí bổ xung thêm lượng vi sinh vật bể cách thêm bùn vi sinh +Sự cố bọt màu trắng bọt to có bùn bề mặt: bọt trắng nổi, bùn màu nâu đen, nguyên nhân vi sinh vật bị chết Để khắc phục tình trạng cần tiến hành cứu lượng vi sinh hoạt tính lại bể sinh học hiếu khí cách: tắt sục khí để lắng tiếng, tiến hành bơm nước thải (ức chế vi sinh vật) sau lại bơm nước thải vào bể sục khí 30 phút để lắng, tiếp tục bơm nước Sau kiểm tra toàn thông số nước thải đầu vào 67 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ *Kết luận Hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Thanh Hóa với hiệu suất 1500m3/ngày đêm thiết kế vào hoạt động từ năm 2008 theo chuẩn quy định, lượng nước thải nhà máy trung bình từ 500 – 600m3/ngày đêm nên hệ thống hoàn toàn đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải nhà máy Nước thải đầu sau qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn cột B – QCVN 40:2011/BTNMT Hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu cao với hiệu xuất xử lý COD BOD5 khoảng 98 – 99%, hiệu xuất xử lý TSS khoảng 92,28%, hiệu xuất xử lý Ntổng khoảng 69,61% hiệu xuất xử lý Ptổng khoảng 92,36% Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần bia Thanh Hóa nhìn chung đạt hiệu xử lý cao, nhiên cần phải thường xuyên kiểm tra thông số COD, BOD5, TSS, Ntổng, Ptổng để tránh tình trạng vượt tiêu chuẩn cho phép *Kiến nghị + Hệ thống xử lý nước thải cần có cán kỹ thuật có chuyên môn vận hành + Đầu tư trang thiết bị cho phòng thí nghiệm + Thường xuyên kiểm tra, giám sát chất lượng nước đầu để đảm bảo nước xả thải đạt tiêu chuẩn quy định + Kiểm tra định kì hệ thống xử lý nước thải bảo trì, bảo dưỡng thiết bị máy móc vận hành + Tuyên truyền nâng cao ý thức việc tiết kiệm chống lãng phí sử dụng nước sản xuất nước vệ sinh + Quản lý tốt quy trình làm việc công nhân tránh thất thoát nguyên liệu rơi vãi vào nước thải 68 + Công nhân vận hành phải ghi nhật ký vận hành để nắm bắt thay đổi (lưu lượng, thành phần, tính chất…) nhằm có phương án giải cố cho hiệu quả, kịp thời + Thực giám sát môi trường công ty theo tuần suất quy định, có biện pháp kịp thời khắc phục phòng ngừa cố gây ô nhiễm môi trường tiêu chưa đạt chuẩn cho phép, đảm bảo môi trường công ty địa bàn 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Công ty cổ phần bia Thanh Hóa (2015) Báo cáo đánh giá tác động môi trường Công ty cổ phần bia Thanh Hóa Hoàng Đình Hòa (2002) Công nghệ sản xuất malt bia NXB khoa học Kỹ thuật Trịnh Xuân Lai (2000) Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải NXB Xây dựng Trịnh Xuân Lai (2004) Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp NXB Xây dựng Trần Văn Nhân Ngô Thị Nga, (2002) Giáo trình công nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học kỹ thuật Lương Đức Phẩm (2007) Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học NXB Giáo dục Nguyễn Văn Phước (2007).Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học NXB Xây dựng Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008) Xử lý nước thải đô thị công nghiệp NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Tài liệu tiếng anh Kirin (2012) Global Beer Consumption by Country in 2011 Kirin Institute of Food and Lifestyle Report Vol.39 10.Kirin (2014) Report Global Beer Production by Country in 2013 Kirin Beer University 11.Metcalf and Eddy, (2003) Wastewater Engineering Treatment and Reuse Fourth Edition, McGraw Hill 70 Tài liệu internet Tạp chí hiệp hội Rượu Bia Nước giải khát Việt Nam 2011, 10/3/2016.http://www.cesti.gov.vn/the-gioi-du-lieu/san-xuat-va-su-dung- ruou-bia-tren-the-gioi.html PGS.TS Nguyễn Văn Việt Đóng góp quan trọng ngành đồ uống kinh tế.Tạp chí đồ uống Việt Nam, 29/1 năm 2016 http://www.vba.com.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=15127:hip-hi-bia-ru-nc-gii-khatvit-nam-ong-gop-quan-trng-ca-nganh-ung-i-vi-nn-kinh-t&catid=55:tintrong-nganh&Itemid=209 TS.Trần Đình Thanh, Ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải cho sản xuất bia – rượu – NGK Tạp chí đồ uống Việt Nam 13/3/2016 http://sabeco.com.vn/newscontent.aspx?cateid=438&contentid=758 Xuân Mai, Toàn cảnh ngành bia 2014, Tạp chí đồ uống Việt Nam, 09/1/2016 http://www.vba.com.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=14678:toan-cnh-nganh-bia-nm5 2014&catid=72:van-ban-phap-luat&Itemid=194 Bách khoa toàn thư mở Wikipedia Lịch sử bia 10/1/2016 https://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%8Bch_s%E1%BB%AD_bia Công ty cổ phần bia Thanh Hóa, 15/3/2016 https://www.tvsi.com.vn/vn/advice-research/corporate-documents/otc- profile/376/default.htm Công ty môi trường Ngọc Lân Xử lý nước thải nhà máy bia, 13/3/2016 http://xulymoitruong.com/xu-ly-nuoc-thai-nha-may-san-xuat-bia-1815/ Viện Khoa học công nghệ môi trường, Trường đại học bách khoa Hà Nội, tài liệu hướng dẫn sản xuất nghành bia, 10/3/2016 http://bunvisinh.com/su-co-khi-van-hanh-he-thong-xu-ly-nuoc-thai-bunvi-sinh-hoat-tinh-2.html 71 Công ty tư vấn dịch vụ môi trường ETC Xử lý nước thải nhà máy bia, 14/3/2016 http://moitruongetc.com/xu-ly-nuoc-thai-nha-may-bia/ 10 Công ty tư cổ phần phát triển công nghệ Hà Nội Xử lý nước thải công nghệ aerotank,14/3/2016 http://www.quantracmoitruong.org/xu-ly-nuoc-thai-bang-cong-ngheaerotank 72 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT nước thải công nghiệp Bảng 1: Giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Thông số Nhiệt độ Màu pH BOD5 (20oC) COD Chất rắn lơ lửng Asen Thuỷ ngân Chì Cadimi Crom (VI) Crom (III) Đồng Kẽm Niken Mangan Sắt Tổng xianua Tổng phenol Tổng dầu mỡ khoán g Sunfua Florua Amoni (tính theo N) Tổng nitơ Tổng phốt (tính theo P ) Clorua Giá trị C Đơn vị oC Pt/Co mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l A 40 50 đến 30 75 50 0,05 0,005 0,1 0,05 0,05 0,2 0,2 0,5 0,07 0,1 0,2 5 20 500 B 40 150 5,5 đến 50 150 100 0,1 0,01 0,5 0,1 0,1 0,5 0,1 0,5 10 0,5 10 10 40 1000 mg/l mg/l 0,05 0,1 (không áp dụng xả vào 27 28 nguồn nước mặn, nước lợ) Clo dư Tổng hoá chất bảo vệ thực vật clo hữu 73 29 Tổng hoá chất bảo vệ thực mg/l 0,3 30 31 32 33 Ghi vật phốt hữu Tổng PCB mg/l 0,003 0,01 Coliform vi khuẩn/100ml 3000 5000 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 chú: Cột A bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt Cột B bảng 1quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt Mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận nước thải xác định khu vực tiếp nhận nước thải 74