Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2017 - 2018

68 trang thiennha21 13/04/2022 4140

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2017 - 2018", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_danh_gia_hien_trang_nuoc_thai_cua_nha_may_san_xuat.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2017 - 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ NHÃ Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA VICOBA, PHƯỜNG PHAN ĐÌNH PHÙNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2017 - 2018 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 – 2019 Thái Nguyên, năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ NHÃ Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA VICOBA, PHƯỜNG PHAN ĐÌNH PHÙNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2017 - 2018 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 – 2019 Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, năm 2019
i LỜI CẢM ƠN Được sự đồng ý của Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ làm việc tại Trung tâm quan trắc Tài Nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2017 - 2018”. Qua quá trình thực hiện tôi đã thu được nhiều kiến thức bổ ích, cũng như những kết quả nhất định. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường và thầy cô trong Khoa Môi trường. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Trần Thị Phả - giảng viên khoa Khoa học môi trường là người đã trực tiếp, tận tình giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này trong suốt thời gian qua. Tôi xin cảm ơn các cán bộ nơi tôi thực hiện đề tài đã nhiệt tình truyền đạt kinh nghiệm làm việc và giúp đỡ tôi rất nhiều trong việc cung cấp số liệu tài liệu phục vụ đề tài nghiên cứu này. Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân những người đã luôn ở bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong suốt thời gian tôi thực hiện nghiên cứu của mình để hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm Sinh viên Nguyễn Thị Nhã
ii DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Từ, cụm từ viết Nghĩa `1 BMI tắt Công ty theo dõi doanh nghiệp quốc tế 2 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 3 BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường 4 QĐ-UB Quyết định- Ủy ban 5 BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa trong thời gian 5 6 COD ngàyNhu cầu oxy hóa học 7 TSS Tổng chất rắn lơ lửng trong nước 8 DO Lượng oxy hòa tan 9 LLXTTB Lưu lượng xả thải trung bình 10 LLXmax Lưu lượng xả lớn nhất 11 SCR Silicon – controlled rectifier 12 PAC Poly aluminium chloride 13 BOD Nhu cầu oxy sinh hóa 14 D Đường kính 15 TNG Công ty Cổ phần đầu tư và thương mại
iii MỤC LỤC Phần 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài 2 1.3. Ý nghĩa đề tài 2 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 2 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 3 2.1.1. Khái niệm nước thải, nước thải công nghiệp 3 2.1.2. Đặc điểm của nước thải ngành sản xuất bia 3 2.1.3. Nguồn gốc phát sinh nước thải ngành sản xuất bia 4 2.1.4. Ảnh hưởng của nước thải ngành sản xuất bia đối với môi trường và sức khỏe con người 4 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 6 2.2.1. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên Thế giới 6 2.2.2. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam 8 2.2.3. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia tại tỉnh Thái Nguyên 11 Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 12 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 12 3.3. Nội dung nghiên cứu 12 3.4. Phương pháp nghiên cứu 12 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu 12 3.4.2. Phương pháp kế thừa 13 3.4.3. Phương pháp so sánh với Quy chuẩn môi trường Việt Nam 13 3.4.4. Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu 13
iv Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 16 4.1. Tổng quan về nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 16 4.1.1. Vị trí, quy mô của nhà máy 16 4.1.2. Quá trình và hiện trạng hoạt động của nhà máy 16 4.2. Đánh giá hiện trạng nước thải tại Nhà máy Bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 21 4.2.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải và công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 21 4.2.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải 21 4.2.2. Hiện trạng lượng phát sinh nước thải tại nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 28 4.2.3. Hiện trạng chất lượng nước thải trước và sau xử lý của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 30 4.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải cho Nhà máy Bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 53 4.3.1. Phương pháp quản lý 53 4.3.2. Tái sử dụng nước thải 53 4.3.3. Phân luồng nước thải sản xuất 53 4.3.4. Xử lý bùn cặn sau quá trình xử lý nước thải 54 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55 5.1. Kết luận 55 5.2. Đề nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Các loại nguyên liệu và năng lượng sử dụng cho sản xuất bia của nhà máy 18 Bảng 4.2: Tổng hợp kết quả lượng nước thải phát sinh tại nhà máy năm 2017 29 Bảng 4.3: Tổng hợp kết quả lượng nước thải của nhà máy năm 2018 29 Bảng 4.4: Kết quả đo, phân tích mẫu nước thải trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 31
vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia kèm dòng thải 19 tại nhà máy 19 Hình 4.2: Sơ đồ tổng thể phương án thu gom, thoát nước thải tại nhà máy 22 Hình 4.3: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt tại bể tự hoại của nhà máy 23 Hình 4.4: Quy trình công nghệ xử lý nước thải của nhà máy 26 Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD5 đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 - 2018 33 Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 – 2018 33 Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Colifom đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 - 2018 34 Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu pH đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 35 Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD5 đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 36 Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 37 Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu TSS đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 38 Hình 4.12: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Đồng trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 39 Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của Đồng giai đoạn 39 Hình 4.14: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu kẽm trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 40
vii Hình 4.15: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý kẽm của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 41 Hình 4.16: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Sắt trước và sau xử lý giai đoạn 42 2017 – 2018 42 Hình 4.17: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của sắt giai đoạn 42 2017 – 2018 42 Hình 4.18: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu S2- trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 44 Hình 4.19: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của S2- giai đoạn 44 2017 – 2018 44 + Hình 4.20: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu NH 4-N trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 45 + Hình 4.21: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của NH 4-N giai đoạn 45 2017 – 2018 45 Hình 4.22: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Nitơ đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 46 Hình 4.24: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Photpho trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 48 Hình 4.25: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Clo dư trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 48 Hình 4.26: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý tổng Clo nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 49 Hình 4.27: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng dầu mỡ trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 50 Hình 4.28: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý dầu mỡ của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 50
viii Hình 4.29: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Colifom trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 51 Hình 4.30: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý Colifom của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 52
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời, là loại nước uống mát, bổ có độ cồn thấp, độ mịn xốp, có hương vị đặc trưng của hoa houblon và các sản phẩm trong quá trình lên men tạo ra. Đặc biệt CO2 bão hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống, nhờ ưu điểm này mà bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết khắp các nước trên thế giới và sản lượng ngày càng tăng. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong thời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Vì thế, trong những năm gần đây các nhà máy bia được đầu tư xây dựng ngày càng nhiều và mở rộng công suất. Năm 2003, công suất bia cả nước đạt 1,29 tỷ lít, đến năm 2008 con số này vượt lên mức 1,37 tỷ lít. Theo Hiệp hội Bia, Rượu và Giải khát Việt Nam thì một người Việt Nam tiêu thụ trung bình 28 lít bia trong năm 2016, và chỉ đứng sau Thái Lan về mức độ tiêu thụ bia ở Đông Nam Á. Theo BMI (Công ty Theo dõi Doanh nghiệp Quốc tế), một công ty tư vấn kinh doanh toàn cầu cho hay bia ở Việt Nam sẽ là loại đồ uống chủ lực trong ngành công nghiệp thức uống vì doanh số bán bia trong năm 2017 ở Việt Nam chiếm 97,9% trong tổng doanh thu trong lĩnh vực đồ uống. Nhiều hãng bia và nước giải khát nổi tiếng thế giới đã đầu tư vào Việt Nam trong nhiều năm nay, trong đó có các hãng Carlsberg, Heineken, Tiger và San Miguel. Mặt khác, chính sách của nhà nước khuyến khích xây dựng ngành sản xuất bia như một ngành kinh tế mạnh giúp tăng nguồn ngân sách nhà nước. Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm cao. Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là giàu chất hữu cơ, BOD, COD, các chất rắn lơ lửng, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thủy vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đó là các hóa chất sử dụng trong quá trình
2 sản xuất như CaCO3, H3PO4, NaOH, NaCO3, cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới thủy vực đón nhận nếu không được xử lý. Nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái nguyên là đơn vị sản xuất và cung cấp bia cho nhân dân trong tỉnh Thái Nguyên với công suất của dây chuyền khoảng 5-10 triệu lít/năm. Bên cạnh những lợi ích từ việc sản xuất bia đem lại thì hoạt động này cũng tạo ra lượng lớn nước thải. Xuất phát từ thực tiễn trên, cùng sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa và dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS. Trần Thị Phả, tôi lựa chọn thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2017 - 2018”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên qua đó đưa ra các giải pháp nhằm mục tiêu: + Đánh giá hiện trạng nước thải nhằm đánh giá khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải mà nhà máy đang áp dụng có phù hợp với công suất hay không từ đó đưa ra phương pháp xử lý hiệu quả và triệt để hơn. + Giúp tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu trong quá trình sản xuất cho nhà máy. + Đem lại lợi ích kinh tế cho nhà máy đồng thời đem lại lợi ích cho môi trường và xã hội. 1.3. Ý nghĩa đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo và là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu có liên quan. - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và tích lũy kinh nghiệm thực tế.
3 - Củng cố, vận dụng và phát huy được kiến thức đã học áp dụng nghiên cứu tại địa phương. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Trang bị cho sinh viên kiến thức thực tế làm việc. Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo, phục vụ công tác quản lý nước thải tại địa phương. Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Khái niệm nước thải, nước thải công nghiệp 2.1.1.1. Khái niệm nước thải Nước thải là nước đã bị thay đổi về đặc điểm, tính chất được thải ra từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác.(Huỳnh Thái Hiệp, 2016) [2]. 2.1.1.2. Khái niệm nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (sau đây gọi chung là cơ sở công nghiệp), từ nhà máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải của cơ sở công nghiệp (Bùi Cánh Tuyến, 2016) [3]. 2.1.2. Đặc điểm của nước thải ngành sản xuất bia Nước thải là nguồn thải chính đáng lưu ý trong ngành sản xuất bia. Công nghệ sản xuất bia sử dụng một lượng nước lớn và thải ra một lượng nước thải đáng kể. Lượng nước thải lớn gấp 10 – 20 lần lượng bia thành phẩm. Nước thải sản xuất bia chứa hàm lượng chất hữu cơ cao dễ phân hủy sinh học như: protein, amino acid, hydratcacbon, acid hữu cơ, rượu hữu cơ, thường ở dạng lơ lửng lẫn dạng hòa tan. Lượng chất rắn lơ lửng cao, độ pH dao động lớn, nhiệt độ cao, nước thải thường có màu đen, ngoài ra nước thải ngành sản xuất bia còn chứa hàm lượng nitơ và photpho cao.
4 Lưu lượng và tính chất nước thải biến động phụ thuộc vào quy mô, sản lượng và công nghệ và mùa sản xuất. Tại Việt Nam, để sản xuất được 1000 lít bia sẽ thải ra môi trường 2 kg chất rắn lơ lửng, 10 kg BOD và pH từ 5,8-8. Dựa theo hàm lượng BOD, nước thải có thể chia làm 2 nhóm: - Nước thải có BOD thấp gồm nước rửa chai, nước từ hệ thống nước cấp, nước làm mát máy và nước rửa sàn vệ sinh công nghiệp - Nước thải có BOD cao gồm nước thải từ công đoạn nấu, công đoạn lên men lọc và từ công đoạn chiết chai (Bùi Văn Bình và cs, 2016) [10]. 2.1.3. Nguồn gốc phát sinh nước thải ngành sản xuất bia Nước thải ngành sản xuất bia xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau như: nước thải từ quá trình sản xuất bia, nước thải sinh hoạt của công nhân. - Nước thải trong hoạt động sản xuất: + Nấu – đường hóa: Nước thải nhà máy bia của các công đoạn này giàu các chất hydrocacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón cùng với xác hoa, một ít tannin, các chất đắng, chất màu. + Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải nhà máy bia của công đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn. + Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bóc, đóng chai, hấp chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài + Nước thải từ hoạt động vệ sinh các thiết bị như: nước lau rửa sàn, chai, két - Nước thải trong hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên: nước thải từ quá trình tắm giặt, vệ sinh, nước thải trong nhà ăn - Nước thải là nước mưa chảy tràn trên bề mặt (Lương Thị Thắm, 2010) [4]. 2.1.4. Ảnh hưởng của nước thải ngành sản xuất bia đối với môi trường và sức khỏe con người 2.1.4.1. Đối với môi trường * Đối với môi trường đất
5 Nước thải trong sản xuất bia khi thải ra môi trường đất sẽ trực tiếp gây ra một số tác động tiêu cực như: đất bị ô nhiễm cục bộ, thoái hóa đất, làm mất dần khả năng sử dụng của đất. Làm chết các sinh vật trong đất đồng thời làm hạn chế sự phát triển của các loài thực vật sống xung quanh khu vực. Đồng thời khi nguồn nước thải này ngấm xuống đất không chỉ hủy hoại sự sinh trưởng và phát triển của các sinh vật có ích trong môi trường đất mà nó còn gián tiếp gây ô nhiễm nguồn nước ngầm lân cận. Khi người dân sinh sống quanh khu vực đó sử dụng nguồn nước ngầm này sức khỏe của họ sẽ bị đe dọa (Văn Hữu, 2016) [12]. * Đối với môi trường nước Nước thải sản xuất bia có hàm lượng các chất hữu cơ cao nếu không xử lý mà trực tiếp vào nguồn tiếp nhận (sông, hồ, ) sẽ ảnh hưởng rất lớn tới môi trường nước. Nguồn nước bị nhiễm bẩn sẽ bị đục, có mùi, màu đặc trưng; xuất hiện chất nổi trên bề mặt và cặn lắng ở đáy; làm mất sự cân bằng sinh thái tự nhiên. Nước thải từ máy lạnh, nước làm lạnh dịch bia và nước ngưng tụ trong nấu bia còn ở nhiệt độ cao nếu thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận sẽ gây ra nhiều biến đổi về sinh lý, vật lý, hóa học của thủy sinh vật như kích thích các loại tạo xanh phát triển mạnh gây nguy hiểm cho hệ sinh thái nước, làm thay đổi chu kỳ sinh học của các loài động vật nước, kích thích sự tăng trưởng của vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra, nước thải nếu chứa lượng chất lơ lửng lớn sẽ gây ứ đọng, tắc cống rãnh, gây ô nhiễm lâu dài nguồn nước (Văn Hữu, 2016) [12]. * Đối với môi trường không khí Nguyên liệu của quá trình sản xuất bia chủ yếu là Malt ( đại mạch nảy mầm) và hoa houblon, ngoài ra còn có các nguyên liệu khác như: gạo tẻ, giấm men, nước. Qua các quá trình nấu, đường hóa, lọc dịch đường, làm lạnh, lọc bia, đặc biệt là quá trình lên men bia khi gặp thời tiết không thuận lợi như: mưa gió, ẩm ướt những chất thải đó sẽ tích tụ và gây mùi khó chịu vào không khí. Nước thải của nhà máy sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao nên khi không được xử lý kịp và thải trực tiếp ra môi trường
6 sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển mạnh làm phát sinh các chất khí CH4, CO2, H2S có mùi hôi và độc hại (Lương Thị Thắm, 2010) [4]. 2.1.4.2. Đối với sức khỏe con người Nước thải trong sản xuất bia không chỉ gây ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên (đất, nước, không khí) mà nó còn là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Nước thải nếu chưa được xử lý triệt để hoặc lượng nước thải của nhà máy quá tải thải trái phép ra ngoài môi trường mà trong nước thải có hàm lượng các chất rắn lơ lửng cao, COD, BOD, nitơ, photpho cao gián tiếp qua các môi trường (đất, nước, không khí) gây hại tới sức khỏe con người, gây ra các bệnh ngoài da, bệnh về đường hô hấp, tiêu hóa (Trần Văn Dung, 2014) [13]. 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2.2.1. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên Thế giới Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu Âu như Đức, Anh, Pháp với nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn như hiện nay thì ngành sản xuất bia đang chiếm một vị trí quan trọng trong các ngành công nghiệp trên thế giới. Giới phân tích cho rằng có một sự tương quan mạnh mẽ giữa tiêu thụ rượu bia và tăng trưởng sản lượng đầu ra của ngành này, báo trước một tương lai đầy triển vọng cho các tập đoàn giải khát khi nền kinh tế đang hồi phục. Trong thập kỷ quẩn lượng bia thế giới tăng khoảng 35,6%. Các nước có sản lượng lớn là Trung Quốc, Nga và Brazil; Việt Nam, Ukraina và Trung Quốc có mức tăng trưởng cao trong mười năm qua, lần lượt là 240,4%; 132,9% và 118%. Năm 2011, sản lượng bia thế giới đạt 192.710 triệu lít, tăng 3,7% so với năm 2010. Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 1 tỷ lít/năm, trong đó: Mỹ, Đức mỗi năm sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm. Trung Quốc là thị trường bia lớn nhất thế giới, trong khi thị trường này ở Ấn Độ tăng trưởng từ 12 đến 15%/năm. Mức tiêu thụ bia rượu tính theo đầu người ở Trung Quốc dự kiến sẽ tăng từ 37,8 lít năm 2012 lên hơn 53 lít vào năm 2016. Theo tổng giám đốc tập đoàn nước giải khát Trung Quốc Kingway Brewery, thị trường bia ở Trung Quốc sẽ tăng
7 trưởng hai con số trong những năm tới và mức tăng trưởng sẽ lớn hơn nhiều so với các loại rượu khác (Dương Thị Thúy Ngân, 2012) [1]. Euromonitor (công ty nghiên cứu thị trường) dự báo Châu Á và Châu phi là hai thị trường bia có triển vọng cao, sản lượng bia có thị trường tăng trưởng thường niên khá cao ở mức 3,8% tại Châu Á và 4,6% tại Châu Phi trong năm 2012 cho đến năm 2016. Nguyên nhân này do đây là khu vực có dân số đông và độ tuổi uống bia 20 – 40 tuổi chiếm phần đông dân cư; hơn nữa kinh tế tăng trưởng nhanh, thu nhập bình quân đầu người liên tục được cải thiện (tại Châu Á, GDP đầu người tăng bình quân 4,4%/năm, gấp đôi mức tăng trung bình toàn cầu; Châu Phi tăng trưởng kinh tế nhanh nhất thế giới với lần lượt là 5,1% và 5,4% trong hai năm 2011 và 2012). Châu Á có tổng lượng tiêu thụ bia lên tới 61,41 tỷ lít, tăng tới 5,3% so với năm 2010 và là châu lục uống nhiều bia nhất thế giới năm 2011. Lượng tiêu thụ của châu lục này chiếm 33,6% lượng tiêu thụ bia toàn cầu, châu Âu đứng thứ hai với 27,7% ,châu Mỹ La-tinh đứng thứ ba với 16,2%. Đứng thứ tư trong danh sách là các nước ở khu vực Bắc Mỹ chiếm 14,5% tổng số và châu Phi đứng thứ năm với 6,1%. Dự kiến với mức tăng trưởng kinh tế như hiện nay, mức sống của người dân trên thế giới ngày càng cao thì công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những năm tới. Tính đến năm 2015, tỷ trọng tiêu thụ bia tại Châu Á chiếm 35% tổng sản lượng bia tiêu thụ trên toàn thế giới. Lượng tiêu thụ bia tập trung tại các nước như Nga, Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc với động lực thúc đẩy tăng trưởng trong tiêu thụ là việc tự do hóa thương mại, thu nhập đầu người tăng và cơ cấu dân số có tỷ trọng người trong độ tuổi lao động cao. Đi ngược lại với xu hướng giảm của ngành bia thế giới ngoài khu vực châu Á còn có Châu Phi, với lượng tiêu thụ tăng đều đặn qua các năm đi liền với bùng nổ dân số và tình hình kinh tế khu vực có sự tăng trưởng mạnh. Trong giai đoạn 2015- 2020, Châu Phi được dự kiến là khu vực có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất, khoảng 5,2%/năm. Châu Á vẫn sẽ tiếp tục là thị trường tiêu thụ bia lớn nhất thế giới, với lượng tiêu thụ kỳ vọng tăng từ 63,3 tỷ lít lên 90 tỷ lít vào năm 2020.
8 Ngành bia thế giới có thể được miêu tả bằng hai xu hướng là xu hướng hợp nhất bắt đầu từ thế kỷ 20th và xu hướng toàn cầu hóa từ cuối thế kỷ 20th. Cụ thể, tính đến năm 2015, bốn hãng bia lớn nhất đã nắm giữ gần 50% thị phần toàn thế giới. Đến thời điểm năm 2015, Trung Quốc là quốc gia có sản lượng sản xuất bia lớn nhất thế giới, theo sau đó là Mỹ và Brazil. Cũng trong năm này, Việt Nam lọt vào danh sách 10 nước có sản lượng sản xuất bia lớn nhất thế giới ở vị trí thứ 8, chiếm 2,42% tổng sản lượng bia toàn cầu. Về tiêu thụ, Trung Quốc vẫn tiếp tục là quốc gia tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới trong năm 2015 và Việt Nam ở vị trí thứ 9. Tuy nhiên mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất vẫn thuộc về các quốc gia Tây Âu như Cộng hòa Séc, Đức, Áo vào khoảng hơn 100 lít/người/năm. Xu hướng tiêu thụ sắp tới của ngành bia thế giới tập trung vào phân khúc bia cao cấp, trào lưu bia thủ công và xu hướng đa dạng trải nghiệm uống. Cùng với đó là mối quan tâm của người tiêu dùng đối với sức khỏe ngày càng gia tăng sẽ thúc đẩy sự ra đời và phát triển của các sản phẩm bia ít/không cồn (Đỗ Phương Thảo, 2017) [9]. 2.2.2. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của nhà máy Bia Sài Gòn và nhà máy Bia Hà Nội, như vậy Bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120 năm. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địa phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nước ngoài. Công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển của các ngành khác như: vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút chai và bao bì khác. Theo thống kê hiện nay, cả nước có khoảng trên 320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên 800 triệu lít/năm. Bia địa phương có
9 311 cơ sở, chiếm 97,18% số cơ sở nhưng chỉ chiếm 37,4% sản lượng bia cả nước (đạt 231 triệu lít) và đạt 60,73% công suất. Hiện nay, theo thống kê mới nhất của bộ kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 92% so với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của các công ty nghiên cứu thị trường, ước đạt khoảng 15%/năm. Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu hết các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng. Theo Euromonitor, quy mô ngành bia Việt Nam năm 2012 đạt ước tính 4,6 tỷ USD (chiếm 3,7% GDP), tốc độ bình quân tăng trưởng là 11-15%. Thu nhập bình quân đầu người tăng (gấp 10 lần từ năm 1994 đến 2012, đạt gần 1600 USD) và dân số ở ngành bia giữ được mức tăng trưởng khá cao. Việt Nam đứng đầu khu vực Đông Nam Á về mức tiêu thụ bia với gần 2,6 tỉ lít bia trong năm 2011. Việt Nam cũng là một trong 25 quốc gia tiêu thụ bia mạnh nhất thế giới. Với sức tiêu thụ này và bình quân tăng trưởng cao, thị trường bia tại Việt Nam còn được dự báo tiềm năng tăng trưởng cao hơn nữa, sẽ xếp thứ ba tại châu Á về sản lượng tiêu thụ, chỉ sau Nhật và Trung Quốc. Sức tiêu thụ lớn làm tăng thị trường cạnh tranh ở Việt Nam xuất hiện các nhãn hiệu bia mới. Việt Nam đứng thứ 13 về sản xuất bia, với tổng sản lượng bia năm 2011 là 2,63 tỷ lít và năm 2010 là 2,59 tỷ lít; và là quốc gia có muwsctawng trưởng cao về sản lượng trong mười năm qua là 240,4%. Ba doanh nghiệp lớn nhất trong thị trường bia là Sabeco, sau đó là VBL và Habeco. Đứng đầu về thị phần là Sabeco (47,5%), sau đó là VBL (18,2%) và Habeco (17,3%). Thị trường bia theo 3 phân khúc: bia hơi giá bình dân; bia chai, bialon với mức giá trung bình. Bia cao cấp phổ biến và chiếm 35% lượng bia bán ra trên thị trường; VBL nắm giữ 70% thị trường bia cao cấp với mặt hàng nổi bật như: Heineken và Tiger. Việt Nam có 350 cơ sở sản xuất lớn nhỏ ở khắp các địa phươngia tập trung vào một số khu vực chính: Hồ Chí Minh (chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia
10 toàn cầu); Hà Nội 13,44%; Hải Phòng 7,47%; Tiền Giang 3,79%; Huế 3,05%; Đà Nẵng 2,83%. Các loại hình doanh nghiệp sản xuất bia trên thị trường Việt Nam được phân biệt gồm 3 dạng chính: - Các tổng công ty Nhà nước với 2 thương hiệu danh tiếng và lâu đời là Sabeco và Habeco. - Doanh nghiệp liên doanh với các thương hiệu bia Quốc tế sản xuất tại Việt Nam như: Tiger (Thái Lan); Heineken (Hà Lan), Calsberg (Đan Mạch), Fosters (Úc) - Các nhà máy bia địa phương như: Huế, Thanh Hóa, Bến Thành Do khác biệt về thị hiêu, công nghệ sản xuất, thu nhập, cách thể hiện đẳng cấp người dùng, bia có sự phân khúc sản phẩm và thị phần như sau: - Phân khúc bia hơi (chưa tiệt trùng) chiếm khoảng 43% khối lượng tiêu thụ và 30% giá trị tiêu thụ. Habeco là Doanh nghiệp có sản lượng tiêu thụ cao nhất tại Hà Nội và các tỉnh phía Bắc. - Phân khúc bia tiệt trùng đóng lon hoặc chai chiếm đứng đầu trên thị trường với mức tiêu thụ 45% về khối lượng và 50% về giá trị. Trong đó cao nhất trong thị trường tiêu thụ là Sabeco, Hebeco với dòng sản phẩm bia Sài Gòn (xanh, đỏ), bia Hà Nội và nhà máy bia Huế với thương hiện bia Huda. - Phân khúc nhỏ nhất là bia cao cấp chiếm 12% về khối lượng và 20% về tiêu thụ. Đứng đầu là các sản phẩm Tigerken của VBL, Carlbergs của nhà máy bia Đông Nam Á, ngoài ra còn có các thương hiệu Việt như Sài Gòn Đỏ và 333 của Sabeco. Trong đó phân khúc trung và cao cấp cạnh tranh khá gay gắt, Sabeco đứng cao nhất thị trường chiếm 31% thị phần và các dòng sản phẩm bia hạng trung với sản phẩm cao cấp; bia liên doanh VBL chiếm 20% với các dòng sản phẩm bia cao cấp; tiếp theo là bia Hà Nội chiếm 10%. Bên cạnh sự cạnh tranh giữa các doanh nghiệp sản xuất bia trong nước thị phần bia nước ngoài cũng đẩy mạnh xâm nhập thị trường Việt Nam với các thương hiệu bia nổi tiếng trên thế giới từ Bỉ, Đức, Mỹ, Mexico, Hà Lan, Nga, Séc đã vào
11 thị trường như: Heineken, Fosters, Tiger, Larger, Larue sự xuất hiện của nhiều các dòng bia ngày càng gay gắt hơn (Nguyễn Tú Oanh, 2014) [11]. 2.2.3. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia tại tỉnh Thái Nguyên Hiện nay, tại Thái Nguyên chỉ có một cơ sở sản xuất bia “ Công ty cổ phần chế biến thực phẩm Thái Nguyên” tức nhà máy sản xuất bia Vicoba, địa chỉ số 158 phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Nhà máy này được xây dựng và đi vào hoạt động từ năm 1973. Đến năm 1992, bắt đầu sản xuất bia hơi với công suất 1000 lít/ngày. Đến nay, công suất sản xuất bia của nhà máy đã tăng lên 5-10 triệu lít/năm. Sản phẩm bia hơi của nhà máy phục vụ chủ yếu nhu cầu cho thành phố Thái Nguyên và các huyện như: Đại Từ, Phú Lương, Định Hóa, Võ Nhai, Phú Bình, Phổ Yên và chưa vươn tới các tỉnh lân cận Tại Thái Nguyên, bia sản xuất ra phục vụ nhu cầu trong tỉnh, một lượng lớn bia được nhập từ các tỉnh khác tới như bia Hà Nội, bia Sài Gòn. Khả năng tiêu thụ bia của người dân trong tỉnh lớn và là một trong những tỉnh thành tiêu thụ bia cao nhất cả nước. Song song với phát triển kinh tế thì ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang là mối quan tâm lớn trong vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là nước thải. Các loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng, COD và BOD dễ gây ô nhiễm môi trường nếu không được đầu tư thiết bị xử lý nước thải triệt để (Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên, 2015) [5].
12 Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nước thải nhà máy bia Vicoba - Phạm vi nghiên cứu: Nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái nguyên giai đoạn 2017 – 2018 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành - Địa điểm: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên - Thời gian tiến hành: từ tháng 1/2019 đến tháng 4/2019. 3.3. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. - Đánh giá hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. - Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải cho nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. 3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu - Các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn nghiên cứu bằng cách thu thập số liệu ở các cơ quan như: Sở Tài nguyên và Môi trường và các cơ quan có liên quan. - Các số liệu thu thập về hiện trạng nước thải của Nhà máy Bia Vicoba tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên, thu thập phân tích qua các báo cáo, đề tài nghiên cứu,
13 - Thu thập thông tin qua tìm hiểu sách, báo, mạng internet, các tài liệu liên quan khác, 3.4.2. Phương pháp kế thừa Kế thừa các số liệu, tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu tại Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên. 3.4.3. Phương pháp so sánh với Quy chuẩn môi trường Việt Nam Từ các số liệu và kết quả thu thập được về hiện trạng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên đem so sánh với Quy chuẩn nước thải Công nghiệp Việt Nam (QCVN 40:2011/BTNMT) để đưa ra những kết luận về ảnh hưởng của nước thải từ hoạt động sản xuất bia của nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. 3.4.4. Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu - Sử dụng các phần mềm Microsoft Word và Microsoft Excel để tổng hợp và phân tích các số liệu thu thập được. - Căn cứ vào những tiêu chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành, sau đó so sánh, nhận xét đánh giá để từ đó đề xuất một số giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế của cơ sở. 3.4.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu 3.4.5.1. Vị trí lấy mẫu Tiến hành lấy 4 mẫu tại 4 điểm: - Điểm 1: kí hiệu (NT-5.09-1): Tại bể thu gom nước thải trước khi xử lý. Tọa độ (X: 02387543; Y: 00431266) - Điểm 2: kí hiệu (NT-5.09-2): Tại cửa xả nước thải sau khi qua hệ thống xử lý ra ngoài môi trường. Tọa độ (X: 02387532; Y: 00431260) - Điểm 3: kí hiệu (NT-10.16-1): Tại bể thu gom nước thải trước khi xử lý. Tọa độ (X:02387421; Y: 00431445) - Điểm 4: kí hiệu (NT-10.16-2): Tại cửa xả nước thải ra ngoài môi trường. Tọa độ (X:02387410; Y: 00431440)
14 3.4.5.2. Phân tích mẫu Mẫu nước được lấy và bảo quản theo TCVN 5999:1995; TCVN 6663-3:2008. Phân tích các thông số ô nhiễm: pH, BOD5, COD, TSS, As, Cd, Pb, Cu, Hg, 2- + Zn, Fe, S , NH4 -N, tổng N, tổng P, Clo dư, dầu mỡ, Colifom sau đó so sánh với quy chuẩn xử lý nước thải Việt Nam ( QCVN 40:2011/BTNMT). Mẫu nước thải sẽ được bảo quản trong chai thủy tinh đã được xử lý khử trùng và rửa lại bằng nước, sau đó mẫu sẽ được đưa tới phòng thí nghiệm và bảo quản ở nhiệt độ 0oC đến 40oC rồi tiến hành phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: - Chỉ tiêu pH: sẽ được làm lạnh đến giữa 1oC và 5oC, sử dụng bút đo pH để đo nồng độ chính xác, nhanh chóng cho kết quả cao. - Chỉ tiêu BOD5: mẫu sẽ được giữ trong môi trường tối rồi được làm lạnh đến giữa 1oC và 5oC. Tiến hành phân tích bằng máy. - Chỉ tiêu COD: được làm đông lạnh đến -20oC, đo nồng độ COD bằng phương pháp sensor. - Chỉ tiêu TSS: làm lạnh đến giữa 1oC và 5oC rồi tiến hành đo bằng dụng cụ chuyên dụng. - Chỉ tiêu As: axit hóa mẫu đến pH với HNO3 từ 1 đến 2 sau đó ghi lại kết quả. - Chỉ tiêu Cd: axit hóa mẫu đến pH với HNO3 từ 1 đến 2 sau đó ghi lại kết quả. - Chỉ tiêu Pb: axit hóa với HCl đến pH từ 1 đến 2 rồi tiến hành quan sát ghi chép kết quả. - Chỉ tiêu Cu: axit hóa mẫu đến pH với HNO3 từ 1 đến 2 sau đó ghi lại kết quả. - Chỉ tiêu Hg: axit hóa với HNO3 hoặc pH từ 1 đến 2 sau đó đợi kết quả ghi chép. - Chỉ tiêu Zn: axit hóa với HNO3 hoặc pH từ 1 đến 2 sau đó đợi kết quả ghi chép. - Chỉ tiêu tổng nitơ: axit hóa với H2SO4 đến pH từ 1 đến 2 rồi tiến hành đo và đợi kết quả phân tích. - Tổng Photpho: axit hóa với H2SO4 đến pH từ 1 đến 2 rồi tiến hành đo và đợi kết quả phân tích.
15 - Clo dư: lưu dữ mẫu ở nơi tối và thực hiện ngay tại hiện trường trong vòng 5 phút sau khi lấy mẫu. - Dầu mỡ: axit hóa với H2SO4 hoặc HCl đến pH từ 1 đến 2 rồi tiến hành đo và đợi kết quả phân tích. - Colifom: mẫu sẽ được giữ trong môi trường tối rồi được làm lạnh đến giữa 1oC và 5oC. Tiến hành phân tích bằng máy.
16 Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Tổng quan về nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 4.1.1. Vị trí, quy mô của nhà máy - Địa chỉ: 158 – đường Minh Cầu – phường Phan Đình Phùng – thành phố Thái Nguyên – tỉnh Thái Nguyên. - Quy mô của nhà máy: tổng diện tích đất của nhà máy là 11.230 m2. + Khu sản xuất bia: 790 m2 + Khu văn phòng: 290 m2 + Nhà bán hàng và giới thiệu sản phẩm: 615 m2 + Diện tích còn lại là đường nội bộ và khuôn viên. 4.1.2. Quá trình và hiện trạng hoạt động của nhà máy Nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên được thành lập do sự sắp xếp lại các doanh nghiệp chế biến thực phẩm Thái Nguyên. Tiền thân của nhà máy là xí nghiệp bánh kẹo Bắc Thái được xây dựng năm 1973, đến năm 1975 bắt đầu đi vào hoạt động. Từ năm 1975 đến năm 1990, chuyên sản xuất bánh mứt kẹo. Từ năm 1992 cho đến nay chuyên sản xuất bia hơi. - Năm 1992, bắt đầu sản xuất bia hơi với công suất 1000 lít/ngày. - Năm 1993, mở rộng sản xuất với công suất 3000 lít/ngày. - Năm 1994, liên doanh với công ty than nội địa mở rộng dây chuyền sản xuất 10.000 lít/ngày. - Năm 1997, công suất sản xuất tăng lên 1,6 triệu lít/ngày. - Từ năm 2005 đến nay, nhà máy đầu tư và nâng cấp dây truyền hiện đại bán tự động với công suất 5 - 10 triệu lít/ năm. Sản phẩm bia hơi của nhà máy phục vụ chủ yếu nhu cầu cho thành phố Thái Nguyên và các huyện như: Đại Từ, Phú Lương, Định Hóa, Võ Nhai, Phú Bình, Phổ
17 Yên và chưa vươn tới các tỉnh lân cận. Hiện nay, nhà máy sản xuất bia Vicoba hiện đang có 61 lao động. Trong đó, lao động gián tiếp gồm 13 người, còn lại là lực lượng sản xuất và phụ trợ. Thực hiện quyết định số 4062/QĐ-UB ngày 31/12/2003 của Ủy ban nhân dân tỉnh Thái Nguyên, công ty nhà máy đã cổ phần hóa 10% là vốn của các cổ đông và đổi tên thành “ Công ty cổ phần chế biến thực phẩm Thái Nguyên” tức nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Trong những năm qua nhà máy không ngừng phấn đấu về mọi mặt, tốc độ bình quân của các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh đều đạt ở mức năm sau cao hơn năm trước, chất lượng sản phẩm luôn được nâng cao đáp ứng nhu cầu của khách hàng, tạo công ăn việc làm cho người lao động của công ty có thu nhập ổn định, vững chắc. 4.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy 4.1.3.1. Nguyên liệu cho sản xuất bia * Nguyên liệu chính Malt (đại mạch nảy mầm), gạo tẻ, hoa houblon, nước, nấm mem. Hiện nay nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch và hoa houblon đều phải nhập ngoại (60 – 70%). Từ nhiều năm nay Việt Nam đã trồng thử nghiệm đại mạch và hoa houblon ở một số vùng nhưng năng suất thu hoạch còn thấp, chất lượng đều chưa đạt yêu cầu. Để dần có thể tiến tới việc hạn chế nhập khẩu, nước ta đang tiếp tục các công trình trồng thử hai loại cây trên.
18 Bảng 4.1: Các loại nguyên liệu và năng lượng sử dụng cho sản xuất bia của nhà máy Số lượng cho Số lượng cho 10 STT Danh mục Đơn vị 1000 lít bia triệu lít bia I Nguyên liệu chính 1 Malt kg 112 112000 2 Gạo tẻ kg 50 50000 3 Hoa houblon kg 0,25 250 4 Cao hoa kg 0,05 50 II Các chất phụ gia 5 Khí CO2 kg 5,49 5490 6 Bột trợ lọc kg 0,9 900 7 Giấy lọc kg 1 1000 8 NaOH kg 0,25 2500 9 Khí làm lạnh NH3 lít 0,6 6000 III Năng lượng 10 Than cục Quảng Ninh kg 95 95000 11 Điện kW 5,3 5300 12 Nước m3 2,5 – 6 2500 – 6000 13 Cồn 1000 lít 0,5 500 ( Nguồn: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, 2018) * Nguyên liệu thay thế - Ngô: cũng được dùng làm nguyên liệu thay thế một phần malt đại mạch. Ngô có có các loại như: ngô đá, ngô bột, ngô đường, ngô nép. Các loại ngô có thành phần hóa học rất khác nhau. - Tiểu mạch: về hình dạng bên ngoài và cấu trúc gần giống hạt đại mạch, có điểm khác dễ nhìn thấy là tiểu mạch không có lớp vỏ trấu. Mặt khác, lớp vỏ hạt trong cùng liên kết với nội nhũ chặt hơn so với đại mạch. - Đường mía và đường củ cải: là loại nguyên liệu chất lượng cao, dùng để thay thế một phần malt đại mạch.
19 4.1.3.2. Quy trình sản xuất bia Nước cấp để rửa sàn Malt Nghiền Bột gạo thiết bị Nước Ngâm, đường hóa Ngâm, dịch hóa, hồ hóa nấu chín Nước nóng Lọc, dịch đường Bã bia Hoa houblon Nấu hoa Hơi nước Lọc bã hoa Lắng Wirlpool (xoáy) nước) Nước làm lạnh Làm lạnh Sục khí Men giống Lên men chính, phụ Phục Nén CO2 hồi men Lọc bia Chất trợ lọc Tàng trữ Bia tươi Hơi Xút Chai, KEG Đóng nắp Rửa chai, Chiết chai, KEG KGE Hơi Thanh trùng Nước thải nước Nước Kiểm tra, dán nhãn, nhập kho Sản phẩm thải Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia kèm dòng thải tại nhà máy
20 - Chuẩn bị nguyên liệu: Malt mua về được bảo quản trong kho một thời gian để đảm bảo độ ẩm và ổn định mùi thơm. Nghiền malt theo yêu cầu công nghệ của từng loại bia dự kiến nấu, sau đó chuyển sang thùng hòa trộn. Đồng thời với quá trình này, nguyên liệu gạo được tiến hành nghiền cho vào nấu đến 1000C (dịch hóa) tại nồi gạo. - Thêm nước ấm vào nồi hòa trộn, thực hiện quá trình ngâm, tiếp tục nâng nhiệt tới trên 5000C và duy trì ở mức nhiệt này một thời gian. Bơm dịch cháo gạo qua nồi hòa trộn, để nâng nhiệt dịch cháo malt. Sau đó lấy 1/3 khối dịch vừa hòa trộn xong chuyển sang nồi nấu, nâng đến nhiệt độ sôi và duy trì một thời gian. - Bơm toàn bộ khối dịch ở nồi nấu sang nồi hòa trộn, để yên một thời gian và chuyển sang nồi lọc. - Tiến hành lọc và rửa bã. Toàn bộ lượng dịch trong được chuyển sang nồi nấu houblon. Bã được chuyển ra ngoài, dùng cho chăn nuôi. - Thực hiện houblon hóa tại nồi houblon với hoa houblon (dạng viên và tinh chất) - Dịch đã houblon xong chuyển lọc bã và lắng, sau đó sang làm lạnh nhanh. Dịch lạnh được nạp khí sạch (nhằm cung cấp oxy cho quá trình lên men) và men giống rồi cho vào tank lên men. - Quá trình lên men bia xảy ra tại tank lên men. Khi kết thúc quá trình lên men chính, rút men, hạ nhiệt để thực hiện lên men phụ. Nhiều sản phẩm tự nhiên sẽ được tạo thành trong giai đoạn này, tạo hương vị đặc trưng cho bia. Kết thúc quá trình lên men khi bia đã chín. - Khi bia đã chín, chuyển sang lọc trong tại máy lọc trong dạng ống chứa, bảo quản trong tank bia thành phẩm. Lọc bia nhằm loại bỏ tạp chất không tan như nấm men, protein, houblon làm cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit. - Bão hòa CO2 để tạo bia tươi và chiết chai. Trước khi triết chai, bia được bão hòa CO2 bằng khí CO2 thu được trong quá trình lên men chứa trong bình áp suất. - Dán nhãn và xếp két: là công đoạn hoàn thiện nốt sản phẩm, đem lại cho bề mặt ngoài sản phẩm có hình thức dễ nhìn, mẫu mã lại phong phú hơn, nhãn được in ấn đúng theo quy định của nhà nước về nhãn sản phẩm.
21 Chai được thao tác qua các bộ phận của máy xì khô để thổi sạch nước bám trong thành và nút chai. Tiếp đó tiến hành dán nhãn vào thân cổ và dán bịt bạc ở đầu chai, nhãn được dán vào chai được ghi rõ số đăng kí chất lượng, ngày tháng sản xuất. Chai sau khi được đóng vào két hoặc thùng giấy thì chuyển vào kho, sau đó được đưa đi tiêu thụ. 4.2. Đánh giá hiện trạng nước thải tại Nhà máy Bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 4.2.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải và công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 4.2.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải Trong quá trình nấu, nước được sử dụng nhiều cho nấu, cung cấp cho lò hơi để sản xuất hơi nước phục vụ cho công nghệ; nước dùng làm mát các máy móc thiết bị. Nước dùng trong các quá trình sản xuất để chuyển thành sản phẩm hoặc dùng ở dạng hơi thì hầu như không bị thải bỏ hoặc thải rất ít. Nước thải trong sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ quá trình rửa, vệ sinh máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng; chủ yếu tập trung ở các khu vực lên men, lọc bia và chiết sản phẩm. Với đặc thù của sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa và vệ sinh khá lớn. Để sản xuất ra sản phẩm, có các công đoạn làm phát sinh chất thải như sau: - Nấu - đường hóa: Nước thải của các công đoạn này giàu các chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu. - Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của công đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn. - Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết, đóng chai, hấp chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài - Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường: Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã.
22 - Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác. - Nước rửa chai và két chứa, rửa thiết bị và nguyên liệu. - Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ. - Nước thải từ nồi hơi, nước bay hơi, nước làm mát - Nước vệ sinh sinh hoạt. - Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp. - Nước từ quá trình phân ly cặn và sản phẩm, nước thải do rơi vãi từ sản phẩm trong quá trình đóng chai và rửa chai. Ngoài ra nước thải còn phát sinh từ hoạt động sinh hoạt hàng ngày của đội ngũ cán bộ công nhân viên ở nhà máy, nước thải là nước mưa chảy tràn trên bề mặt. 4.2.1.2. Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy * Sơ đồ hệ thống thu gom và cách thức thu gom nước thải của nhà máy Nước thải xám Nước thải đen Hệ thống xử lý Nước thải sinh Bể tự hoại Bể gom nước thải tập hoạt, nhà hàng đen đeđen trung Thải Nước thải Sản xuất Cống thoát nước thải chung của thành phố Hình 4.2: Sơ đồ tổng thể phương án thu gom, thoát nước thải tại nhà máy Toàn bộ nước thải của nhà máy được thu gom bằng hệ thống đường cống bê tông đường kính (D=300), nước thải từ các hoạt động rửa sàn, san chiết bia được thu gom vào hệ thống cống bê tông có nắp đậy, kích thước 300mm x 500mm x 150m đi vào các hố ga thu nước, tùy từng vị trí mà cống được đặt chìm dưới công trình, tất cả nước thải được thu gom và chảy ra hệ thống xử lý nước thải tập trung.
23 - Nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong nhà máy và khách hàng, nước thải từ nhà hàng được chia làm hai loại và được thu gom riêng: + Nước thải xám (nước rửa chân tay, giặt giũ, rửa cốc chén ) chảy thẳng ra hệ thống xử lý nước thải tập trung. + Nước thải đen (nước trong khu vệ sinh, phát sinh từ bồn cầu) được thu gom vào hai bể tự hoại của nhà máy với dung tích 30m3 tại khu nhà hàng và 15 m3 tại khu vực văn phòng của nhà máy, nước thải sau xử lý được gom vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy. Cửa thăm - hút cặn Nước vào Váng Nước ra Chất lỏng Cặn lắng Hình 4.3: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt tại bể tự hoại của nhà máy + Nguyên lý hoạt động của bể tự hoại: Bể tự hoại là công trình đồng thời làm 2 chức năng: lắng và phân huỷ cặn lắng. Nước trong bể được bố trí chảy qua lớp bùn kị khí (trong điều kiện động) để các chất hữu cơ được tiếp xúc nhiều hơn với các loại vi sinh vật trong lớp bùn. Nước thải trước khi xả ra môi trường được đưa qua lớp vật liệu lọc bằng cát, sỏi. Cặn lắng được giữ lại trong bể từ 6 - 8 tháng, dưới ảnh hưởng của các vi sinh vật kỵ khí, các chất hữu cơ bị phân huỷ, một phần tạo thành các chất khí, một phần tạo thành các chất vô cơ hoà tan. Nước thải với thời gian lưu từ 2 - 4 ngày, dưới tác dụng của các vi sinh vật kỵ khí, các tác nhân ô nhiễm được phân hủy rất cao, nước thải sinh hoạt sau khi xử lý được xả ra rãnh thoát nước khu vực.
24 - Nước thải sản xuất (một phần nước bốc hơi và một phần được tuần hoàn quay trở lại để làm mát) được thu gom qua hệ thống cống xây bằng bê tông của nhà máy thu gom từ khu sản xuất vào bể điều hòa của khu xử lý nước thải tập trung. - Nước thải sau xử lý được xả ra hệ thống cống thoát nước chung của thành phố qua đường cống bê tông có nắp đậy, đảm bảo không bị chảy nước từ bên ngoài vào. Hàng năm, nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên đều có nguồn kinh phí đầu tư cho công tác quan trắc và phân tích mẫu nước thải, nhằm kiểm soát chất lượng nước thải đầu ra, kịp thời phát hiện sự cố, duy trì bảo dưỡng trang thiết bị cho hệ thống xử lý nước thải hoạt động thường xuyên. * Thông số thiết kế hệ thống thu gom nước thải: - Bể xử lý nước thải sinh hoạt: nước thải sinh hoạt được thu gom và xử lý tại bể tự hoại 3 ngăn, có dung tích 30m3 tại khu nhà hàng và 15 m3 tại khu văn phòng được xây bằng tường gạch, nền bêtông cốt thép, nắp tấm đan bêtông, trát ximăng chống thấm. - Hệ thống đường ống dẫn nước thải: được xây bằng bê tông, tổng chiều dài các loại ống này khoảng 150m có nắp đậy, kích thước là 0,3m x 0,5m (chạy theo các khu vực sản xuất thu gom về bể điều hòa). - Hệ thống các bể của trạm xử lý nước thải tập trung gồm có: Bể điều hòa, bể chứa và phân hủy bùn, bể aeroten, bể trung gian, hệ thống thiết bị lắng thứ cấp, thiết bị keo tụ - lắng, bể yếm khí, bể khử trùng. * Hệ thống thu gom, tiêu thoát nước mưa Nhà máy đã phân luồng được nước mưa và nước thải riêng để xử lý, lượng nước mưa một phần tự chảy theo ra ngoài, một phần được thu gom bằng các hệ thống rãnh hở trong nhà máy và chảy thẳng vào hệ thống thoát nước chung của thành phố chạy dọc theo tuyến đường Minh Cầu. Thông số kỹ thuật hệ thống thu gom, thoát nước mưa: Hệ thống rãnh thoát nước hở, chiều dài khoảng 60m, sâu 0,4m, chiều rộng 0,3m, được láng xi măng. Do
25 địa hình mặt bằng khu vực khá dốc so với hệ thống tiêu thoát nước xung quanh nên nước mưa được tiêu thoát khá tốt, không bị ứ đọng. * Quy trình xử lý nước thải tại nhà máy - Đối với nước thải sinh hoạt: Có thành phần chứa nhiều các tạp chất hữu cơ dễ phân huỷ. Nhà máy đã lựa chọn xây bể tự hoại để xử lý nước thải đen vì đây là biện pháp phổ biến hiện đang được áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt của các đơn vị sản xuất cũng như của các hộ gia đình. Bể được xây dựng bằng gạch, đáy và nắp đậy đổ bêtông cốt thép, trát ximăng chống thấm, do vậy bể có tuổi thọ cao. Bể tự hoại là công trình đồng thời làm 2 chức năng: lắng và phân huỷ cặn lắng. Nước trong bể được bố trí chảy qua lớp bùn kị khí (trong điều kiện động) để các chất hữu cơ được tiếp xúc nhiều hơn với các loại vi sinh vật trong lớp bùn. Nước thải trước khi chảy vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy được đưa qua lớp vật liệu lọc bằng cát, sỏi. Cặn lắng được giữ lại trong bể từ 6 - 8 tháng, dưới ảnh hưởng của các vi sinh vật kỵ khí, các chất hữu cơ bị phân huỷ, một phần tạo thành các chất khí, một phần tạo thành các chất vô cơ hoà tan. - Đối với nước thải nhà hàng và nước thải sản xuất: Nước thải bia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinh học nên có màu nâu thẫm. Nước thải một số bộ phận có độ pH khác nhau nhiều, thường nước thải quá trình lên men có tính axít, nước thải rửa chai có tính kiềm. Hàm lượng ôxy hòa tan trong nước thải của nhà máy bia rất thấp. Nhu cầu ôxy sinh học BOD và hóa học COD đều rất cao vượt quá tiêu chuẩn thải nhiều lần. Các giá trị BOD và COD thường thay đổi theo thời gian trong ngày. Các giá trị cao là vào thời điểm xả nước rửa bã nồi nấu và thùng lên men. Toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước thải nhà hàng (gồm cả nước thải đen sau khi qua bể tự hoại và nước thải xám) đều được thu gom vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy. Hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy được sử dụng công nghệ xử lý sinh học kị - hiếu khí kết hợp do Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam tư vấn. Đây là công nghệ có sử dụng bể xử lý kị khí kết hợp bể xử lý hiếu khí để xử lý hiệu quả đối với các chất hữu cơ trong nước thải,
26 đồng thời công nghệ có sử dụng các hóa chất NaOH, keo tụ PAC, trợ keo tụ Polyme và dung dịch khử trùng Clo. * Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải của nhà máy Nước thải nhà máy (nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt, nước thải nhà hàng) Hóa chất tăng độ Bể điều hòa Tháp keo tụ - lắng Bể yếm khí Bể Aeroten Bể chứa và phân hủy bùn Tuần hoàn bùn Bể lắng thứ cấp Định kỳ thuê đơn vị hút và chôn lấp Hóa chất Bể khử trùng Khử trùng Hệ thống thoát nước chung thành phố Hình 4.4: Quy trình công nghệ xử lý nước thải của nhà máy * Nguyên lý vận hành của hệ thống xử lý nước thải - Hố thu – SCR (Silicon-controlled rectifier): Loại bỏ các tạp chất và các chất lơ lửng có kích thước lớn. Nước thải từ các nguồn phát thải theo đường cống thu gom chảy về hố thu – song chắn rác đặt trước bể điều hòa. Song chắn rác có tác dụng loại bỏ các tạp chất, lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải, những tạp chất này có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm hỏng máy bơm. Rác định kỳ được vớt lên
27 bằng thủ công rồi đem chôn lấp tại nơi quy định, nước thải sau khi tách rác được chảy về bể điều hòa. - Bể điều hòa: Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. Nước thải từ hố thu gom sau khi loại bỏ những chất thải có kích thước lớn được tự chảy sang bể điều hòa. Hệ thống sục khí trong bể điều hòa hoạt động làm tăng cường mức độ đồng đều của nước thải về thành phần trước khi vào các công đoạn xử lý tiếp theo. Tránh được hiện tượng phân hủy yếm khí trong thời gian nước thải lưu tại bể là nguyên nhân phát sinh mùi khó chịu. - Tháp keo tụ – lắng: Loại bỏ các chất ô nhiễm lơ lửng. Từ bể điều hoà, nước thải được bơm vào ngăn trộn keo tụ. Hóa chất keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride) được đưa vào nhờ bơm định lượng và khuấy trộn đều với nước thải bằng cơ cấu trộn thủy lực. Tại đây các bông keo tụ được hình thành và lắng xuống đáy bể. Để tăng cường quá trình phát triển của bông keo tụ, cho thêm chất trợ keo tụ Polymer vào buồng phản ứng tạo bông ở giữa bể lắng. Trong vùng lắng của bể, các hạt cặn lơ lửng có trong nước thải sẽ liên kết với các bông keo tụ làm cho kích thước của chúng ngày càng lớn và dưới tác dụng của trọng lực sẽ bị lắng xuống dưới đáy bể. Nước trong sau lắng tràn vào máng thu nước, theo đường ống dẫn chảy vào bể xử lý lọc sinh học. Cặn bùn lắng xuống đáy bể định kỳ xả về bể chứa bùn qua đường ống xả bùn lắp ở đáy bể. - Bể xử lý yếm khí: Loại bỏ phần lớn các chất hữu cơ hòa tan. Nước thải từ tháp keo tụ lắng sau khi được loại bỏ các chất rắn lơ lửng bằng phương pháp hóa lý được tự chảy vào bể xử lý yếm khí. Nước thải được đưa vào bể xử lý yếm khí sẽ được phân phối đều theo diện tích đáy bể. Nước đi từ dưới lên chảy qua lớp vật liệu đệm. Các chất hữu cơ sẽ bám tại lớp vật liệu đệm có chứa vi khuẩn yếm khí và tạo thành lớp màng vi sinh vật. Tại đây các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ và phân hủy. Bùn cặn sẽ được lưu tại đáy bể và định kỳ được bơm sang bể phân hủy bùn. - Bể xử lý hiếu khí Aeroten: Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan còn lại trong nước thải. Nước thải từ bể xử lý yếm khí đi vào bể xử lý hiếu khí. Hệ thống sục khí
28 trong bể hiếu khí có tác dụng cung cấp oxi cho quần thể vi khuẩn hiếu khí oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. - Tháp lắng thứ cấp: tách nhanh bùn hoạt tính. Từ bể lọc sinh học hiếu khí, nước lẫn bùn hoạt tính được bơm lên tháp lắng thứ cấp. Bùn hoạt tính được lắng xuống đáy bể và định kỳ được bơm tuần hoàn về bể xử lý hiếu khí Bùn dư được định kỳ hút xả về bể phân hủy bùn. Nước trong sau khi tách bùn hoạt tính chảy vào bể khử trùng. - Bể khử trùng: Tại bể khử trùng, nước thải được trộn với hóa chất khử trùng có chứa clor hoạt tính, được cấp vào nhờ bơm định lượng. Nước sau khử trùng đạt QCVN 40:2011/BTNMT trước khi thải ra ngoài môi trường. - Bể phân hủy bùn: Bùn cặn lắng từ tháp keo tụ - lắng và bùn hoạt tính thải từ bể lắng thứ cấp được đưa về bể phân hủy bùn yếm khí. Tại đây, dưới tác dụng của hệ vi sinh vật yếm khí, bùn cặn được phân hủy làm cho thể tích bùn giảm đi nhiều và định kỳ được hút chở đi chôn lấp. Nước trong từ bể bùn được quay trở lại bể bể hiếu khí để xử lý lại. 4.2.2. Hiện trạng lượng phát sinh nước thải tại nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Theo Báo cáo Kết quả Quan trắc Giám sát Môi trường định kỳ của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên năm 2017 và năm 2018 tại nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên cho thấy: * Năm 2017: - Nước thải sản xuất, kinh doanh: gồm nước thải khu bếp ăn nhà hàng và nước thải từ quá trình sản xuất bia với khối lượng phát sinh là 100 m3/ngày đêm. - Nước thải sinh hoạt: khối lượng phát sinh 12 m3/ngày đêm được xử lý tại hệ thống bể tự hoại với số lượng 2 bể tại các vị trí: + Tại khu văn phòng: 1 bể (dung tích 15 m3/bể). + Tại khu nhà hàng: 1 bể (dung tích 30 m3/bể).
29 Bảng 4.2: Tổng hợp kết quả lượng nước thải phát sinh tại nhà máy năm 2017 Lượng nước thải nhà máy đăng ký phát thải Năm Đơn vị (m3/ngày đêm) Đơn vị (m3/năm) 2017 100 36,500 ( Nguồn: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, 2017) * Năm 2018: - Nước thải sản xuất: 3 +Lưu lượng xả thải trung bình (LLXTTB): bình quân là 105.000 m /ngày đêm, tương đương với 38.325.000 m3/năm. 3 + Lưu lượng xả lớn nhất đạt (LLXmax): 183.340m /ngày đêm, tương đương với 66.919,1 m3/năm. - Nước thải sinh hoạt: của cán bộ công nhân viên trong nhà máy và khách hàng, nước thải từ nhà hàng được chia làm hai loại: + Nước thải xám (nước rửa chân tay, giặt giũ, rửa cốc chén ) chảy thẳng ra hệ thống xử lý nước thải tập trung với lưu lượng bình quân là 5,92 m3/ngày đêm, tương đương với 2.160,8 m3/năm. + Nước thải đen (nước trong khu vệ sinh, phát sinh từ bồn cầu ) được thu gom vào hai bể phốt của nhà máy với dung tích 30m3 tại khu nhà hàng và 15m3 tại khu văn phòng, nước thải sau xử lý được gom vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy với lưu lượng bình quân là 4,88 m3/ngày đêm tương đương với 1.781,2 m3/năm. Bảng 4.3: Tổng hợp kết quả lượng nước thải của nhà máy năm 2018 2018 Năm m3/ngày đêm m3/năm Lưu lượng xả thải trung bình (LLX TB 115.800 42.267.000 + nước thải xám + nước thải đen) Lưu lượng xả thải lớn nhất (LLX + max 194.140 70.861.100 nước thải xám + nước thải đen) ( Nguồn:Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, 2018)
30 Căn cứ vào nhu cầu xả nước thải, nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên lựa chọn đăng ký lưu lượng xả là 194,140 m3/ngày đêm nhằm đảm bảo đăng kí xả cho toàn bộ lượng nước thải của nhà máy. Qua phần tổng hợp số liệu trên cho thấy lượng nước thải mà nhà máy đăng ký cấp quyền xả thải vào năm 2018 với Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên đã tăng lên gần như gần đôi so với năm 2017. Do đó, lãnh đạo nhà máy cần phải quan tâm quản lý vấn đề nước thải của nhà máy để nắm bắt được hiện trạng nguồn nước thải đầu vào và đầu ra của nhà máy, đồng thời nhằm giảm tối thiểu tình trạng gây ô nhiễm môi trường. 4.2.3. Hiện trạng chất lượng nước thải trước và sau xử lý của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Theo tài liệu thu thập được từ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên trong 2 năm 2017 và 2018 về hiện trạng chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra đã qua xử lý của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên của hệ thống xử lý được thể hiện qua bảng sau:
31 Bảng 4.4: Kết quả đo, phân tích mẫu nước thải trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 TT Thông số ô nhiễm Năm 2017 Năm 2018 QCVN đặc trưng 40:2011 Đơn vị Hiệu Hiệu của nước /BTNM Đầu Đầu ra suất Đầu Đầu ra suất thải vào xử lý vào xử lý T (B) (%) (%) 1 pH - 8,5 8 5,8 8,0 6,9 13,7 5,5-9,0 2 BOD5 mg/l 875,1 29,8 96,6 510,1 17,5 96,5 50 3 COD mg/l 1823 70,9 96,1 605,7 41,8 93,1 150 4 TSS mg/l 45 20,7 54 55 2,5 96 100 5 Đồng mg/l 0,0061 0,0022 63,9 0,0085 0,0061 38,2 2 6 Kẽm mg/l 0,36 0,1 72,2 0,45 0,2 55,5 3 7 Sắt mg/l 3,679 0,3 91,8 3,495 0,375 89,3 5 8 S2- mg/l 0,06 0,04 33,3 0,085 0,05 41,2 0,5 + 9 NH 4-N mg/l 8,19 3,08 62,4 7.67 0,2 97,4 10 10 Tổng Nitơ mg/l 31,36 4,48 85,7 32.18 1,5 95,3 40 11 Tổng 24,9 92 6 mg/l 3,57 2,68 3.75 0,3 Photpho 12 Clo dư mg/l 0,35 0,03 91,4 0,6 0,5 16,6 2 13 Dầu mỡ mg/l 6,36 0,44 93,1 5,38 0,3 94,4 10 14 MPN Coliform 42000 2100 29000 3400 /100ml 95 88,3 5000 ( Nguồn: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, 2017 - 2018)
32 Từ những số liệu đã được tổng hợp trên cho thấy chất lượng nước thải đầu vào chưa qua xử lý của nhà máy có 3 chỉ tiêu tiêu biểu là BOD5, COD và Coliform không đạt quy QCVN 40:2011/BTNMT được quy định ở cột B. Cụ thể: + Năm 2017 chỉ tiêu BOD5 vượt 17,50 lần; COD vượt 12,15 lần; Colifom vượt 8,4 lần. + Năm 2018: chỉ tiêu BOD5 vượt 10,20 lần; COD vượt 4,03 lần; Colifom vượt 5,8 lần. Nguyên nhân là do các chỉ tiêu này thường là điển hình trong ô nhiêm nước thải sản xuất công nghiệp, đồng thời cùng với quy mô nhà máy tương đối rộng (11.230 m2) nên việc kiểm soát và quản lý nước thải trong sản xuất cũng như sinh hoạt gặp nhiều khó khăn. Các chỉ tiêu này vượt giới hạn Quy chuẩn nước thải công nghiệp Quốc gia nếu không được xử lý kịp thời và nhanh chóng sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường sống xung quanh của người dân gây ra các bệnh về da, bệnh về đường tiêu hóa, hô hấp Đặc biệt, nó ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường nước và đất làm cho nguồn nước bị ô nhiễm về lâu dài, môi trường đất bị suy thoái. Do đó, nhà máy cần cố gắng khắc phục những tác động xấu của nước thải ảnh hưởng tới môi trường, đưa ra những biện pháp phù hợp với hiện trạng của nhà máy sao cho hiệu quả xử lý nước thải phải đạt cao nhất. Các chỉ tiêu đầu vào vượt quá quy chuẩn trong năm 2017 – 2018 được thể hiện dưới các biểu đồ sau:
33 1000 900 800 700 600 l Thông số BOD5 trong nước 500 thải mg/ 400 QCVN 40:2011/BTNMT 300 200 100 0 2017 2018 Năm Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD5 đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 - 2018 2000 1800 1600 1400 Thông số COD trong nước 1200 thải 1000 QCVN 40:2011/BTNMT mg/l 800 600 400 200 0 2017 2018 năm Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 – 2018
34 45000 40000 35000 30000 25000 Thông số Colifom trong nước 20000 thải QCVN 40:2011/BTNMT MPN/100ml 15000 10000 5000 0 2017 2018 Năm Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Colifom đầu vào của nước thải vượt quy chuẩn giai đoạn 2017 - 2018 Đồng thời qua kết quả đo, phân tích nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên về khả năng xử lý nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý nước thải mà nhà máy đang áp dụng, chất lượng nước thải đầu vào so với QCVN 40:2011/BTNMT lần lượt được thể hiện dưới đây: * Chất lượng nước thải trước và sau xử lý trong năm 2017 -2018 được thể hiện thông qua các biểu đồ sau:
35 16 14 12 10 8 pH (đầu vào) mg/l 6 pH (đầu ra) Hiệu suất xử lý 4 2 0 2017 2018 Năm Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu pH đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 và hình 4.8 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu pH đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: +Năm 2017: chỉ tiêu pH trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 8,5 sau xử lý pH giảm xuống còn 8; hiệu suất xử lý đạt 5,8%. +Năm 2018: chỉ tiêu pH trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 8,0 sau xử lý pH giảm xuống còn 6,9; hiệu suất xử lý đạt 13,7%. + Năm 2018 hiệu suất xử lý nồng độ pH của nhà máy đạt hiệu quả cao hơn so với năm 2017 là 7,9%.
36 1000 900 800 700 600 500 BOD5 (đầu vào) mg/l 400 BOD5 (đầu ra) 300 Hiệu suất xử lý 200 100 0 2017 2018 Năm Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD5 đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 và hình 4.9 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu BOD5 đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: +Năm 2017: chỉ tiêu BOD5 trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 875,1mg/l sau xử lý giảm xuống còn 29,8mg/l; hiệu suất xử lý đạt 96,6%. +Năm 2018: chỉ tiêu BOD5 trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 510,1mg/l sau xử lý giảm xuống còn 17,5mg/l; hiệu suất xử lý đạt 96,5%. + Hiệu suất xử lý nồng độ BOD5 trong nước thải năm 2017 - 2018 đều đạt mức cao.
37 2000 1800 1600 1400 1200 1000 COD (đầu vào) mg/l 800 COD (đầu ra) 600 Hiệu suất xử lý 400 200 0 2017 2018 Năm Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 và hình 4.10 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu COD đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu COD trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 1823 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 70.9 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 96,1%. + Năm 2018: chỉ tiêu COD trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 605,7mg/l sau xử lý giảm xuống còn 41,8mg/l; hiệu suất xử lý đạt 93,1%. + Hiệu suất xử lý nồng độ COD trong nước thải năm 2017 – 2018 tương đối cao. Cụ thể năm 2017 hiệu suất xử lý cao hơn năm 2018 là 3%.
38 120 100 80 60 TSS (đầu vào) mg/l TSS (đầu ra) 40 Hiệu suất xử lý 20 0 2017 2018 Năm Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu TSS đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 và hình 4.11 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu TSS đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu TSS trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 45 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 20,7 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 54 %. + Năm 2018: chỉ tiêu TSS trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 55 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 2,5 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 96%. + Hiệu suất xử lý nồng độ TSS trong nước thải năm 2018 đạt hiệu quả cao hơn năm 2017 là 42%.
39 0.009 0.008 0.007 0.006 0.005 mg/l 0.004 Đồng (đầu vào) 0.003 Đồng (đầu ra) 0.002 0.001 0 2017 2018 Năm Hình 4.12: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Đồng trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 % 70 60 50 40 30 Hiệu suất xử lý của Đồng 20 10 0 2017 2018 Năm Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của Đồng giai đoạn 2017 - 2018
40 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.12 và 4.13 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Đồng đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu Đồng trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,0061 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,0022 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 63,9 %. + Năm 2018: chỉ tiêu Đồng trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,0085 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,0061 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 38,2%. + Hiệu suất xử lý nồng độ Đồng trong nước thải năm 2017 đạt hiệu quả cao hơn năm 2017 là 25,7%. 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 Kẽm ( đầu vào) mg/l 0.2 Kẽm (đầu ra) 0.15 0.1 0.05 0 2017 Năm 2018 Năm Hình 4.14: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu kẽm trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018
41 % 80 70 60 50 40 30 Hiệu suất xử lý của Kẽm 20 10 0 2017 Năm 2018 Năm Hình 4.15: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý kẽm của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 kết hơp với hình 4.14 và 4.15 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Kẽm đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu Kẽm trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,36 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,1 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 72,2%. + Năm 2018: chỉ tiêu Kẽm trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,45 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,2 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 55,5%. + Hiệu suất xử lý nồng độ Kẽm trong nước thải năm 2017 đạt hiệu quả cao hơn năm 2017 là 16,7%.
42 4 3.5 3 2.5 2 mg/l Sắt (đầu vào) 1.5 Sắt (đầu ra) 1 0.5 0 2017 Năm 2018 Năm Hình 4.16: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Sắt trước và sau xử lý giai đoạn 2017 – 2018 % 92 91.5 91 90.5 90 89.5 Hiệu suất xử lý của sắt 89 88.5 88 2017 2018 Năm Hình 4.17: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của sắt giai đoạn 2017 – 2018
43 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.16 và 4.17 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu Sắt đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu Sắt trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 3,679 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,3 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 91,8%. + Năm 2018: chỉ tiêu Kẽm trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 3,495 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,375 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 89,3%. + Hiệu suất xử lý nồng độ Sắt trong nước thải năm 2017 đạt hiệu quả cao hơn năm 2017 là 2,5%. 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 mg/l 0.04 S2- (đầu vào) 0.03 S2- (đầu ra) 0.02 0.01 0 2017 2018 Năm
44 Hình 4.18: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu S2- trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 % 45 40 35 30 25 20 Hiệu suất xử lý của S2- 15 10 5 0 2017 Năm 2018 Năm Hình 4.19: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của S2- giai đoạn 2017 – 2018 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.18 và 4.19 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu S2- đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu S2- trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,06 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,04 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 33,3%. + Năm 2018: chỉ tiêu S2- trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0.085 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,05 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 41,2%. + Hiệu suất xử lý nồng độ S2- trong nước thải năm 2017 thấp hơn năm 2017 là 7,9%.
45 9 8 7 6 l l 5 NH4+ - N (đầu vào) mg/ 4 NH4+ - N (đầu ra) 3 2 1 0 2017 2018 Năm + Hình 4.20: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu NH 4-N trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 % 120 100 80 60 Hiệu suất xử lý của NH+4-N 40 20 0 2017 2018 Năm + Hình 4.21: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của NH 4-N giai đoạn 2017 – 2018
46 + Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.20 và 4.21 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu NH 4-N đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + + Năm 2017: chỉ tiêu NH 4-N trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 8,19 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 3,08 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 62,4%. + + Năm 2018: chỉ tiêu NH 4-N trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 7,67 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,2 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 97,4%. + + Hiệu suất xử lý nồng độ NH 4-N trong nước thải năm 2017 thấp hơn năm 2017 là 35%. 120 100 80 60 Tổng Ni tơ (đầu vào) mg/l Tổng Nitơ (đầu ra) 40 Hiệu suất xử lý 20 0 2017 2018 Năm Hình 4.22: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Nitơ đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 và hình 4.22 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Nitơ đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu tổng Nitơ trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 31,36 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 4,48 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 85,7%.
47 + Năm 2018: chỉ tiêu tổng Nitơ trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 32,18 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 1,5 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 95,3%. + Hiệu suất xử lý nồng độ tổng Nitơ trong nước thải năm 2017 thấp hơn năm 2017 là 9,6%. 4 3.5 3 2.5 2 Tổng Photpho (đầu vào) mg/l Tổng Photpho (đầu ra) 1.5 1 0.5 0 2017 2018 Năm Hình 4.23: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Photpho trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 % 100 90 80 70 60 50 40 Hiệu suất xử lý của Photpho 30 20 10 0 2017 2018 Năm
48 Hình 4.24: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Photpho trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.23 và 4.24 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Photpho đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu tổng Photpho trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 3,57 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 2,68 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 24,9%. + Năm 2018: chỉ tiêu tổng Photpho trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 3,75 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,3 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 92%. + Hiệu suất xử lý nồng độ tổng Photpho trong nước thải năm 2017 cao hơn năm 2017 là 67,1%. 0.7 0.6 0.5 0.4 Clo dư ( đầu vào) mg/l 0.3 Clo dư (đầu ra) 0.2 0.1 0 2017 2018 Năm Hình 4.25: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Clo dư trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018
49 % 100 90 80 70 60 50 Hiệu suất xử lý của tổng Clo 40 dư 30 20 10 0 Năm 2017 Năm 2018 Năm Hình 4.26: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý tổng Clo nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.25 và 4.26 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Clo dư đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu tổng Clo dư trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,35 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,03 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 91,4%. + Năm 2018: chỉ tiêu tổng Clo dư trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 0,6 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,5 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 16,6%. + Hiệu suất xử lý nồng độ tổng Clo dư trong nước thải năm 2017 cao hơn năm 2017 là 74,8%.
50 7 6 5 4 Dầu mỡ (đầu vào) mg/l 3 Dầu mỡ (đầu ra) 2 1 0 2017 2018 Năm Hình 4.27: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng dầu mỡ trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 % 94.5 94 93.5 93 Hiệu suất xử lý dầu mỡ 92.5 92 2017 2018 Năm Hình 4.28: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý dầu mỡ của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.27 và 4.28 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng dầu mỡ đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy:
51 + Năm 2017: chỉ tiêu tổng dầu mỡ trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 6,36 mg/l; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 0,44 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 93,1%. + Năm 2018: chỉ tiêu tổng dầu mỡ trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 5,38 mg/l sau xử lý giảm xuống còn 0,3 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 94,4%. + Hiệu suất xử lý nồng độ tổng dầu mỡ trong nước thải năm 2017 thấp hơn năm 2017 là 1,3%. 45000 40000 35000 30000 25000 mg/l 20000 Colifom (đầu vào) 15000 Colifom (đầu ra) 10000 5000 0 2017 2018 Năm Hình 4.29: Biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Colifom trước và sau xử lý của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018
52 % 96 94 92 90 Hiệu suất xử lý Colifom 88 86 84 2017 2018 Năm Hình 4.30: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý Colifom của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 Qua bảng 4.4 kết hợp với hình 4.29 và 4.30 biểu đồ thể hiện chỉ tiêu tổng Colifom đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý nước thải của nhà máy giai đoạn 2017 – 2018 cho thấy: + Năm 2017: chỉ tiêu tổng Colifom trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 42000MPL/100ml; sau xử lý nồng độ ô nhiễm giảm xuống còn 2100 MPN/100ml; hiệu suất xử lý đạt 95%. + Năm 2018: chỉ tiêu tổng Colifom trong nước thải trước khi xử lý có giá trị là 29000 MPL/100ml; sau xử lý giảm xuống còn 3400 MPL/100ml; hiệu suất xử lý đạt 85,3%. + Hiệu suất xử lý nồng độ tổng Colifom trong nước thải năm 2017 cao hơn năm 2017 là 9,7%. Đồng thời từ bảng số liệu đã được tổng hợp trên cho thấy chất lượng nước thải đầu ra của nhà máy giai đoạn 2017 - 2018 tất cả các chỉ tiêu đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
53 Từ đó cho thấy công nghệ xử lý nước thải mà nhà máy sản xuất Bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên đang áp dụng là hợp lý và đem lại hiệu quả xử lý ô nhiễm cao. 4.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải cho Nhà máy Bia Vicoba, phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 4.3.1. Phương pháp quản lý - Đảm bảo hệ thống vận hành liên tục 24/24 giờ. - Lập sổ giao ca theo dõi hoạt động của hệ thống để nắm bắt và xử lý kịp thời khi có sự cố xảy ra. - Đảm bảo hệ thống xử lý nước thải vận hành đúng nguyên lý, đúng quy trình kỹ thuật. - Định kỳ kiểm tra hệ thống xử lý nước thải để đảm bảo hệ thống luôn trong tình trạng hoạt động tốt. - Luôn có nhân viên hoặc người có chuyên môn về hệ thống vận hành xử lý nước thải theo dõi và quản lý. - Nhà máy cần bố trí một cán bộ phụ trách môi trường làm nhiệm vụ vận hành hệ thống xử lý nước thải và chịu trách nhiệm chung trong công tác BVMT của nhà máy. 4.3.2. Tái sử dụng nước thải Nước làm mát cho máy lạnh, làm lạnh dịch bia → giải nhiệt, tuần hồn. Nước ngưng tụ trong nấu bia → thu hồi → cấp lại cho nồi hơi (do nước ngưng cịn ở nhiệt độ cao, đây là nước mềm, không chứa ion Ca2+, Mg2+ đóng cặn thành thiết bị). Nước rửa các thùng lên men, chai như CIP (2 loại nóng, lạnh) định kì một tuần rửa thùng một lần, xử lý bằng phương pháp lọc, bổ sung thêm hóa chất → tái sử dụng. 4.3.3. Phân luồng nước thải sản xuất - Dòng 1: Đây là nguồn nước quy ước sạch gồm nước dùng để làm lạnh trong các thiết bị, tháp giải nhiệt của hệ thống lạnh, nước ngưng ở các nồi nấu
54 - Dòng 2: Nước thải sinh hoạt được quy định thành nước thải xám và nước thải đen, trong đó nước thải xám là nước thải phát sinh từ các hoạt động nấu ăn, tắm rửa, giặc giũ; nước thải đen là nước thải dùng trong việc xả bồn cầu tại các khu vệ sinh. Nước thải đen bắt buộc phải được xử lý cục bộ trước khi xả vào hệ thống xử lý nước thải chung. - Dòng 3: Nước thải sản xuất, là dòng thải lớn từ các phân xưởng nấu, đường hóa, lên men, lọc, chiết bia Dòng thải này chủ yếu là nước rửa vệ sinh thiết bị, sàn nhà. Đây là dòng thải chính cần xử lý triệt để. Dòng này có hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ bị phân hủy làm ô nhiễm môi trường. 4.3.4. Xử lý bùn cặn sau quá trình xử lý nước thải - Bùn cặn của nhà máy là hỗn hợp nước, cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cao, dễ thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường. Do vậy để tận dụng tối đa nguồn thải từ bùn, thì bùn sau quá trình xử lý có thể đem sấy khô bằng máy ép chân không, hoặc thiết bị sấy khô, sau đó sử dụng làm phân bón hoặc làm chất đốt. - Đối với khí metan sau quá trình xử lý yếm khí ta có thể thu hồi để làm chất đốt.
55 Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. Kết luận Từ phần nội dung đã trình bày và phân tích về đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải của nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên cho thấy: - Nguồn gốc phát sinh nước thải chủ yếu từ các nguồn chính như: nước thải trong quá trình sản xuất (quá trình nấu – đường hóa, lên men chính lên men phụ,lọc bia thành phẩm, rửa chai, kết ), nước thải trong quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy (nước thải từ bể tự hoại, sinh hoạt hàng ngày ) và một lượng nước mưa chảy tràn trên bề mặt. - Lượng nước thải phát sinh: thay đổi theo từng năm, mỗi năm nhà máy đăng kí một lượng xả thải nhất định phù hợp với công suất của nhà máy (năm 2017: 100m3/ ngày đêm; năm 2018: gần 200m3/ngày đêm). Nguồn nước thải đầu vào chưa qua xử lý trong giai đoạn 2017 – 2018 có các chỉ tiêu như BOD5, COD, Colifom vượt quy chuẩn cụ thể như: năm 2017 chỉ tiêu BOD5 vượt 17,5 lần; COD vượt 12,15 lần; Colifom vượt 8,4 lần. Năm 2018: chỉ tiêu BOD5 vượt 10,20 lần; COD vượt 4,03 lần; Colifom vượt 5,8 lần. Nguồn nước thải đầu ra đã qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy tất cả các chỉ tiêu đều đạt quy chuẩn đề ra. - Từ đó đưa ra một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải như: áp dụng các phương pháp quản lý nước thải, tái sử dụng nước thải, phân luồng nước thải sản xuất và sử lý bùn cặn sau quá trình xử lý nước thải.
56 5.2. Đề nghị Bên cạnh những lợi ích kinh tế mà nhà máy mang lại: thúc đẩy phát triển kinh tế của vùng, giải quyết vấn đề việc làm cho một số bộ phận công nhân trong và ngoài tỉnh Tuy nhiên, chất lượng nước thải đầu vào các chỉ tiêu vẫn có nồng độ ô nhiễm cao. Chất lượng nước thải đầu ra vẫn chưa đươc triệt để đặc biệt là chỉ tiêu Colifom tuy đã được xử lý nhưng vẫn ở mức cao. Vì vậy cần có cán bộ chuyên phụ trách sát sao hơn về khâu quản lý hệ thống xử lý nước thải để nguồn nước thải đầu ra được xử lý một cách triệt để nhất.
57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dương Thị Thúy Ngân (2012), Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải sản xuất của Công ty Cổ phần bia Sài Gòn - Phủ Lý, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên. 2. Huỳnh Thái Hiệp (2016), Khái niệm nước thải theo nghị định 38/2015/NĐ – CP, moi- truong/khai-niem-nuoc-thai-theo-nghi-dinh-382015ndcp-143943 [Ngày truy cập 22 tháng 05 năm 2019]. 3. Bùi Cánh Tuyến (2016), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp, Bộ Tài nguyên và Môi Trường – Tổng cục Môi trường. 4. Lương Thị Thắm (2010), Bước đầu thử nghiệm xử lý nước thải nhà máy bia Quy Nhơn ở quy mô phòng thí nghiệm bằng một số chế phẩm vi sinh trên thị trường hiện nay, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh. 5. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2017), Báo cáo kết quả xử lý triệt để ô nhiễm môi trường theo quyết định 833/UBND-TNMT ngày 30/5/2015 của UNDD tỉnh Thái Nguyên, Tài liệu in ấn. 6. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2017), Báo cáo kết quả quan trắc môi trường định kỳ cho nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên năm 2017, Tài liệu in ấn. 7. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2018), Báo cáo kết quả quan trắc môi trường định kỳ cho nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên năm 2018, Tài liệu in ấn. 8. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2018), Báo cáo xả nước thải vào nguồn nước của nhà máy sản xuất bia Vicoba phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên , Tài liệu in ấn. 9. Đỗ Phương Thảo (2017), “Báo cáo ngành bia”, Báo FPT Securilies.
58 10. Bùi Văn Bình, Nguyễn Ngọc Công, Huỳnh Ngọc Đạt (2016), Đặc điểm và công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất bia, Trường Đại học Huế. 11. Nguyễn Tú Oanh (2014), Đánh giá thực trạng công nghệ và đề xuát giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải ngành sản xuất bia, Trường Đại học Quốc gia Hà Nội. 12. Văn Hữu (2016), Nguồn ô nhiễm từ sản xuất bia và biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, [Ngày truy cập 15 tháng 11 năm 2016]. 13. Trần Văn Dung (2014), Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Bạch Đằng, Trường Đại học Sài Gòn.