TRƯờNG ĐạI HọC VINH KHOA SINH HọC === === NGUYễN ĐìNH PHúC ĐáNH GIá HIệU QUả Xử Lý CủA Hệ THốNG Xử Lý NƯớC THảI NHà MáY SữA NGHệ AN VINAMILK Khóa luận TốT NGHIệP đại học chuyên ngành: công nghệ môi trờng Vinh, 5 - 2010 - 1 - Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này em đã nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của ThS. Nguyễn Đức Diện. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu đó. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của PGS - TS. Nguyễn Đình San, CN. Hồ Thị Phơng cùng các thầy cô giáo trong tổ Hóa Sinh - khoa Sinh học - Trờng Đại học Vinh, nhà máy sữa Nghệ An - Vinamilk, Trung tâm quan trắc và kỹ thuật môi trờng Nghệ An, chi cục bảo vệ môi trờng Nghệ An. Xin chân thành cảm ơn sự động viên cổ vũ của ngời thân, bạn bè đã cho tôi thêm nghị lực để hoàn thiện luận văn này. Vinh, ngày 10 tháng 05 năm 2010. Nguyễn Đình Phúc. - 2 - Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu BOD 5 : Nhu cầu oxy hoá sinh học (Biochemical oxygen demand). COD: Nhu cầu oxy hoá hoá học ( Chemical oxygen demand). DO: Oxy hoà tan ( Dissolved oxygen). SS: Chất rắn lơ lửng ( Suspended Soilds). TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam. mg/l: miligam/Lít. BVMT: Bảo vệ môi trờng. BHT: Bùn hoạt tính. SSV: Thể tích bùn lắng (settled sludge volume). SVI: Chỉ số bùn (sludge volume index). F/M: Food/Mass. MLSS: Nồng độ SS. àm: Micromet NT: Nớc thải. RAS: Bùn tuần hoàn. WAS: Bùn d. LĐTBXH Lao động thơng binh xã hội. Mục Lục - 3 - Trang Mở đầu 1 Chơng 1: Tổng quan tài liệu 3 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam 3 1.1.1. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sữa và xu thế phát triển ngành sản xuất sữa ở Việt Nam 3 1.1.2. Khái quát về công ty sữa Việt Nam - Vinamilk và nhà máy sữa Nghệ An - Vinamilk. 3 1.2. Công nghệ sản xuất và chế biến sữa của nhà máy sữa Nghệ An - Vinamilk: 4 1.2.1. Nguyên liệu 4 1.2.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất 8 1.2.3. Khái quát về nớc thải nhà máy sữa 8 1.3. Các công nghệ xử lý nớc thải 9 1.3.1 Trung hòa 9 1.3.2. Tuyển nổi 12 1.3.3. Công nghệ bùn hoạt tính 14 1.3.4. Lắng 18 Chơng 2: Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu 19 2.1. Địa điểm và đối tợng nghiên cứu 19 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu 19 2.1.2. Đối tợng nghiên cứu 19 2.2. Nội dung nghiên cứu 19 2.3. Phơng pháp nghiên cứu 20 2.3.1. Phơng pháp khảo sát và thu thập số liệu 20 2.3.2. Phơng pháp phân tích 20 2.3.2.1. Phơng pháp thu mẫu và bảo quản mẫu 20 2.3.2.2. Phơng pháp phân tích 21 2.3.3. Phơng pháp kế thừa 21 2.4. Phơng pháp đánh giá khả năng xử lý 22 2.4.1. Đánh giá hiệu quả xử lý tính theo % lợng chất thải đầu vào 22 2.4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý của từng đơn vị xử lý 22 2.4.3. Hiệu quả xử lý so với TCVN 23 Chơng 3: Kết quả nghiên cứu 24 3.1. Nhà máy sữa Nghệ An - Vinamilk 24 3.2. Công nghệ xử lý nớc thải của nhà máy 25 3.3. Đánh giá chất lợng nớc thải đầu vào hệ thống xử lý 29 3.4. Đánh giá chất lợng nớc thải sau khi qua các đơn vị xử lý 31 3.4.1. Chất lợng nớc thải sau khi qua bể trung hòa 31 - 4 - 3.4.2. Chất lợng nớc thải sau khi qua bể tuyển nổi (DAF) 32 3.4.3. Chất lợng nớc thải sau khi qua hệ bùn hoạt tính và bể lắng 33 3.5. Đánh giáchất lợng nớc thải sau khi xử lý 35 3.5.1. Kết quả phân tích nớc thải sau khi qua toàn bộ hệ thống xử lý 35 3.5.2. Đánh giá khả năng xử lý của hệ thống 36 3.6. So sánh, đánh giá sự thay đổi hiệu suất xử lý qua các năm 37 3.7. Đề xuất các biện pháp để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống. 40 Kết luận và kiến nghị 43 Tài liệu tham khảo 46 Phụ lục 1 48 Phụ lục 2 49 Phụ lục 3 50 - 5 - Danh mục các bảng Trang Bảng 1.1. Nhu cầu về nguyên vật liệu chính hàng năm 5 Bảng 1.2. Giá trị của một vài thông số chất lợng nớc thải sữa 9 Bảng 1.3. Các Bazo đợc dùng để trung hòa 11 Bảng 1.4. Các Axit đợc dùng để trung hòa 12 Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lợng nớc thải ở bể tiếp nhận 30 Bảng 3.2. Kết quả phân tích chất lợng nớc thải ở bể trung hòa 31 Bảng 3.3. Kết quả phân tích chất lợng nớc thải sau DAF 32 Bảng 3.3. Chất lợng nớc thải sau khi qua hệ thống bể aerotank và bể lắng 33 Bảng 3.5. Kết quả phân tích nớc thải sau khi qua toàn bộ hệ thống xử lý 35 Bảng 3.6. Kết quả phân tích chất lợng nớc thải nhà máy sữa qua các năm 38 - 6 - Danh mục các Hình vẽ Trang Hình 1.1. DAF với kĩ thuật nén khí một phần dòng đã làm trong tuần hoàn 13 Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ nguyên lí của quá trình bùn hoạt tính thông thờng 14 Hình 1.3. Tóm tắt các quá trình vi sinh trong hệ xử lí hiếu khí 15 Hình 1.4. Cân bằng vật chất đối với cacbon (BOD 5 ) trong hệ xử lí sinh học hiếu khí 16 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải của nhà máy sữa Nghệ An Vinamilk 25 Hình 3.2. Sơ đồ quá trình xử lý ở bể aerotank 28 Hình 3.3. So sánh chất lợng nớc qua các năm. 39 - 7 - Mở đầu Cùng với sự phát triển không ngừng của kinh tế, con ngời ngày càng tác động sâu sắc tới thiên nhiên và môi trờng. Chỉ trong 100 năm của thế kỷ XX, con ngời đã làm ra một khối lợng sản phẩm bằng tổng khối lợng sản phẩm của tất cả các thời kỳ trớc cộng lại. Tuy nhiên, cũng từ đó đến nay, con ngời đã và đang phải đối mặt với các vấn đề ô nhiễm môi trờng. Phát triển kinh tế là tất yếu, nhng phát triển cân bằng với các giá trị về xã hội và môi trờng. Vì vậy, vấn đề sản xuất và bảo vệ môi trờng là hai nhiệm vụ không thể tách rời nhau. Sản xuất và chế biến thực phẩm là một trong những ngành có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của xã hội và sự tồn tại của con ngời. Tuy nhiên, đây cũng là ngành sản xuất đang phải đối mặt với rất nhiều các vấn đề môi trờng đặc biệt là vấn đề nớc thải sản xuất. Nớc thải công nghiệp đã trở thành nỗi lo chung không chỉ của các nhà máy, các cơ quan quản lý mà còn là nỗi lo chung của cả cộng đồng. Thực tế hiện nay, sản xuất kinh doanh trên địa bàn tỉnh Nghệ An nói chung và ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói riêng đã mang lại những nguồn lợi nhuận kinh tế to lớn nhng ít nhiều cũng gây ảnh hởng xấu đến môi trờng và cảnh quan thiên nhiên. Nhà máy sữa Nghệ An Vinamilk đi vào hoạt động năm 2005 với công suất 30 triệu lít/năm và đã xây dựng một hệ thống xử lý nớc thải khá hiện đại. Tuy nhiên, theo thời gian và sự thay đổi các điều kiện môi trờng cũng nh sản xuất và vận hành, chúng ta không thể đảm bảo chắc chắn về độ tin cậy của hệ thống xử lý nh ban đầu. Do đó, cần có những đánh giá khách quan về khả năng xử lý chất thải của hệ thống. Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài: Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nớc thải Nhà máy sữa Nghệ An Vinamilk nhằm xem xét việc tuân thủ các yêu cầu về bảo vệ môi trờng và hạn chế những rủi ro có thể phát sinh trong quá trình xử lý nớc thải. Hơn nữa, không chỉ có ý nghĩa cho việc kiểm soát chất - 8 - thải ở thời điểm hiện tại, đề tài này còn hớng đến việc tạo ra một cơ sở khoa học thực nghiệm cho việc thiết kế, xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý tơng tự sau này; chỉ ra những u điểm cũng nh những thiếu sót của hệ thống xử lý; qua đó, cung cấp một nguồn tài liệu quan trọng cho việc nghiên cứu về công nghệ xử lý n- ớc thải. Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu về quy trình công nghệ xử lý nớc thải của nhà máy sữa Nghệ An - Vinamilk, kết hợp với điều tra chất lợng nớc thải trớc và sau khi xử lý nhằm đánh giá về khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong nớc thải của nhà máy sữa. Để đạt đợc mục tiêu trên, nhiệm vụ của đề tài cần phải giải quyết là: - Đánh giá về thành phần các chất ô nhiễm trong nớc thải nhà máy sữa. - Xem xét quy trình công nghệ xử lý nớc thải của nhà máy sữa Nghệ An Vinamilk. - Đánh giá hiệu quả xử lý của từng đơn vị xử lý chính. - Đánh giá hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống xử lý. - Đánh giá sự thay đổi hiệu quả xử lý qua các năm. - Đề xuất một số biện pháp nâng cao khả năng xử lý.1 - 9 - Ch ơng 1 : Tổng quan tài liệu 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam 1.1.1. Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ các sản phẩm sữa và xu thế phát triển ngành sản xuất sữa ở Việt Nam ở Việt Nam, việc sản xuất và chế biến sữa chủ yếu có từ thời Pháp thuộc [13]. Hiện nay, công nghiệp sản xuất sữa của Việt Nam không ngừng phát triển, đóng góp một phần lớn vào sự phát triển của đất nớc. Trong hệ thống các nhà máy sữa thì Vinamilk là công ty nắm thị phần sữa lớn nhất (chiếm khoảng 75% thị phần) [2]. Gần 10 năm trở lại đây mức sống của ngời dân đợc cải thiện đáng kể, nhu cầu tiêu dùng đặc biệt là nhu cầu về dinh dỡng ngày càng tăng. Sữa và các sản phẩm từ sữa nh: sữa tơi tiệt trùng, sữa chua, sữa đậu nành, kem là những nguồn thực phẩm có nhiều chất dinh dỡng, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, dễ bảo quản và tiện lợi cho ngời sử dụng [13]. 1.1.2. Khái quát về công ty sữa Việt Nam - Vinamilk và nhà máy sữa Nghệ An Vinamilk Đợc thành lập từ năm 1976, công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk đã lớn mạnh và trở thành doanh nghiệp hàng đầu của ngành công nghiệp chế biến sữa, hiện chiếm khoảng 75% thị phần sữa tại Việt Nam [2]. Ngoài việc phân phối mạnh trong nớc với mạng lới 183 nhà phân phối và 94.000 điểm bán hàng phủ đều 64/64 tỉnh thành, sản phẩm sữa Vinamilk còn đợc suất khẩu sang nhiều nớc nh: Mỹ, Pháp, Canada, Balan, Đức, khu vực Trung Đông, Đông Nam á [2]. Sau gần 35 năm ra mắt ngời tiêu dùng, đến nay tổng công ty sữa Việt Nam đã xây dựng đợc 8 nhà máy, 1 xí nghiệp và đang xây dựng thêm 3 nhà máy mới với sự đa dạng về sản phẩm. Hiện nay Vinamilk đã có trên 200 mặt hàng sữa và các sản phẩm từ sữa [2]. - 10 -