ĐÁNH GIÁ tải LƯỢNG ô NHIỄM của NGÀNH sản XUẤT BIA – nước GIẢI KHÁT tại THÀNH PHỐ cần THƠ và đề XUẤT các BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU và xử lý

Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM CỦA NGÀNH SẢN XUẤT BIA – NƯỚC GIẢI KHÁT TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ Tôn Thất Lãng Trường Đại học Tài nguyên Môi trường thành phố Hồ Chí Minh Hiện trạng môi trường nguồn phát sinh chất thải, tải lượng chất thải nhà máy sản xuất bia, nước giải khát thành phố Cần Thơ đánh giá phân tích nguyên nhân. Nhìn chung, nước thải phát sinh chủ yếu từ giai đoạn vệ sinh hệ thống, lượng phát sinh không nhiều (5,8 – 6,2m3/ m3 sản phẩm) tải lượng cao chứa hàm lượng lớn chất hữu chất rắn lơ lửng. Dựa nguyên nhân phát sinh chất thải, 18 giải pháp sản xuất phân tích tính khả thi mặt kinh tế, kỹ thuật môi trường, để lựa chọn 12 giải pháp thực hiện, góp phần làm giảm tải lượng chất ô nhiễm 12-25%, giảm lượng nước tiêu thụ 5-10%, tiết kiệm cho nhà máy năm từ 500 triệu đến tỷ đồng. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đánh giá, phân tích ưu, khuyết điểm đề xuất biện pháp nhằm nâng cao hiệu suất xử lý đến 85-90%, giúp nước thải sau xử lý nhà máy đạt QCVN 40:2011/BTNMT. 1. Đặt vấn đề Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử 100 năm. Xưởng sản xuất bia xưởng sản xuất bia Chợ Lớn người Pháp tên Victor Larue mở vào năm 1875, tiền thân Nhà máy Bia Sài Gòn, tổng Công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn (Sabeco). Ở Miền Bắc, vào năm 1889 người Pháp tên Hommel mở xưởng bia làng Đại Yên, Ngọc Hà sau trở thành Nhà máy Bia Hà Nội (Habeco). Trong trình hình thành phát triển, ngành sản xuất bia đạt mức tăng trưởng cao vào năm mở thời kỳ mở cửa. Cùng với trình hội nhập, ngành sản xuất bia phát triển quy mô trình độ công nghệ, trở thành ngành công nghiệp mạnh Việt Nam gia nhập tổ chức WTO. Hiện ngành bia- nước giải khát Việt Nam phát triển, nhiên nhiều vấn đề môi trường phát sinh như: ô nhiễm nước thải, khí thải, chất thải rắn…do số nhà máy công nghệ lạc hậu vấn đề môi trường chưa quan tâm cách nghiêm túc. Hiện thành phố Cần Thơ có nhà máy sản xuất bia tập trung chủ yếu quận Ninh Kiều, Khu công nghiệp Trà Nóc có nhà máy. Đối với ngành nước giải khát, toàn thành phố có nhà máy, tập trung nhiều quận Bình Thủy. Giá trị sản xuất bia – nước giải khát Cần Thơ tăng qua năm: tính đến tháng đầu năm 2012 ước tính đạt 1,8 tỷ lít, tăng 5,8% so với kỳ năm ngoái. Với tốc độ phát triển nhanh, nhiều nhà máy bia quy mô lớn đầu tư kéo theo nhiều vấn đề nảy sinh có vấn đề tiêu tốn tài nguyên vấn đề môi trường. Nếu tiếp cận áp dụng sản xuất từ khâu đầu tư nhà máy mang lại hiệu cao đồng thời phòng ngừa rủi ro, giảm tác động môi trường. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 335 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 2. Địa điểm phương pháp nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu nhà máy bia – nước giải khát đại diện cho qui mô công nghệ sản xuất khác thành phố Cần Thơ sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập số liệu kế thừa tài liệu liên quan; - Phương pháp khảo sát phiếu câu hỏi; - Phương pháp lấy mẫu phân tích tiêu nước thải, khí thải: theo TCVN QCVN tương ứng; - Phương pháp thống kê để xử lý số liệu; - Phương pháp đánh giá tải lượng: tính tải lượng ô nhiễm chất ô nhiễm cụ thể từ nguồn xả đưa vào nguồn nước tiếp nhận: theo thông tư số 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng năm 2009 Bộ Tài nguyên & Môi trường. - Phương pháp sản xuất hơn: để tìm nguyên nhân gây dòng thải đề xuất biện pháp để giảm thiểu chất thải. 3. Tải lượng chất ô nhiễm ba nhà máy sản xuất bia - nước giải khát 3.1 Kết đo đạc, phân tích Để phục vụ việc tính toán tải lượng ô nhiễm nước thải, việc lấy mẫu, đo đạc phân tích thông số ô nhiễm tiến hành ba nhà máy sản xuất bia – nước giải khát Cần Thơ. Trong lượng nước thải phát sinh đo đạc trực tiếp đầu vào hệ thống xử lý. Trung bình để sản xuất m3 sản phẩm cần tiêu tốn lượng nước từ 5,1 - 6,7 m3 nước. Đặc trưng nước thải ngành công nghiệp sản xuất bia – nước giải khát có tải lượng BOD, COD cao. Chất hữu nước thải bao gồm bã nguyên liệu (malt, gạo), lượng bia thất thoát trình chiết rót phần dư thừa chai từ trình súc rửa. Ngoài ra, nước thải nhà máy bia – nước giải khát chứa thành phần SS, N, P (xem Bảng 1). Bảng 1: Lưu lượng tính chất nước thải ba nhà máy sản xuất Bia–Nước giải khát STT Thông số 336 Lưu lượng nước thải Số lượng sản phẩm pH TSS BOD5 COD Đơn vị NM Sài Gòn – Tây Đô NM Sài GònMiền Tây NM BiaNGK Cần Thơ m3/ngày 600 – 640 420 – 460 125 – 150 m3/ngày 100 – 110 75 – 80 25 – 27 mg/l mg/l mg/l 11,04 861 – 978 1.585 – 2.790 3.860 – 4.800 9,78 864 –1.067 532 – 564 836 – 1.080 10,06 97 – 142,5 351 – 510 638 – 700 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI STT Thông số Đơn vị NM Sài Gòn – Tây Đô NM Sài GònMiền Tây mg/l mg/l 12,80 – 22,95 2,38 – 9,94 18,92 – 26,97 1,75 – 2,37 Tổng Nitơ Tổng Photpho NM BiaNGK Cần Thơ 33,6 – 67,20 3,07 – 4,35 3.2 Kết tính toán Kết tính toán tải lượng ô nhiễm m3 sản phẩm ba nhà máy dựa số liệu từ Bảng công thức tính tải lượng ô nhiễm [3]. Bảng sau số liệu so sánh tải lượng ô nhiễm thông số bản: TSS, BOD, COD, Tổng Nitơ, Tổng Photpho ba nhà máy sản xuất bia – nước giải khát. Bảng 2: Tải lượng ô nhiễm nhà máy sản xuất Bia – Nước giải khát Đơn vị: kg/m3 sản phẩm STT Thông số TSS BOD COD T. Nitơ T. Photpho NM Sài Gòn Tây Đô (A) 5,51 15,73 27,05 0,162 0,112 NM Sài GònMiền Tây (B) 6,10 3,22 6,17 0,154 0,014 NM Bia- NGK Cần Thơ (C) 0,74 2,64 3,63 0,348 0,023 3.3 So sánh tải lượng ô nhiễm nhà máy sản xuất bia – nước giải khát Sau tính toán tải lượng ô nhiễm, so sánh tải lượng ba nhà máy sản xuất bia – nước giải khát thể Hình 1. Hình 1: So sánh tải lượng ô nhiễm nhà máy sản xuất Bia – Nước giải khát Ghi chú: A: nhà máy bia Sài Gòn – Tây Đô B: nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây C: nhà máy bia, nước giải khát Cần Thơ Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 337 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI So sánh ba nhà máy qua Hình 1, dễ dàng nhận thấy nhà máy nhà máy Bia Sài Gòn- Tây đô (A) có tải lượng ô nhiễm cao hai nhà máy lại. Nguyên nhân chủ yếu khâu chuẩn bị trước vệ sinh thiết bị nhà máy chưa loại bỏ bia, nguyên liệu sót lại trình sản xuất. Ngoài ra, công nghệ khâu lọc cũ, thiết bị tách riêng men thải nguyên nhân góp phần không nhỏ làm tăng tải lượng ô nhiễm nước thải. Tải lượng ô nhiễm nhà máy bia Sài Gòn – miềnTây cao bia Sài GònTây đô nhà máy có khâu rửa chai quy trình công nghệ, phát sinh nhiều chất ô nhiễm nên làm tăng TSS, BOD COD. 4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm 4.1. Các giải pháp sản xuất Dựa nguyên nhân phát sinh chất thải, 18 giải pháp sản xuất đề xuất phân tích tính khả thi mặt kinh tế, kỹ thuật môi trường, để lựa chọn 12 giải pháp thực áp dụng vào thực tế sản xuất, tiết kiệm cho nhà máy năm đến tỷ đồng. Kết áp dụng giải pháp sản xuất nhà máy trình bày Bảng 3. Bảng 3: Chi phí lợi ích thực giải pháp sản xuất [3] Giải pháp sản xuất 1. Tái sử dụng dịch nha loãng làm nước nấu 2. Tái sử dụng dịch nha cặn lắng nóng 3. Thu hồi tái sử dụng lượng bia rơi trình chiết chai/lon 4. Thu hồi tái sử dụng bia dư men thải 5. Tái sử dụng nước rửa chai lần cuối để rửa keg 6. Thu hồi nấm men bã sau lọc 7. Sửa chữa, thay lớp bảo ôn cũ bồn đựng nước đường ống dẫn nước 8. Gắn đồng hồ nước để theo dõi kịp thời phát thất thoát 9. Gắn van đầu vòi nước để thuận tiện cho công nhân thao tác đóng mở 10. Thay vòi xịt thông thường vòi xịt áp lực phun rửa chai vệ sinh nhà xưởng 11. Thay bóng đèn cũ bóng đèn có hiệu suất chiếu sáng cao đèn huỳnh quang compact 12. Thu gom hết lượng bia dư trước vệ sinh TỔNG CỘNG 338 Chi phí đầu tư (VNĐ) Tiền tiết kiệm (VNĐ/ năm) Thời gian hoàn vốn(tháng) 5.000.000 10.745.280 5,5 5.000.000 11.793.600 20.000.000 32.760.000 7,5 500.000.000 3.276.000.000 5.000.000 22.050.000 2,7 65.000.000 129.600.000 25.000.000 39.450.000 7,6 2.500.000 3.570.840 8,5 2.500.000 3.276.000 12.500.000 15.151.500 10 3.240.000 11.531.520 3,5 50.000.000 70.434.000 8,5 448.740.000 1.037.099.660 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 4.2. Cải tạo hệ thống xử lý nước thải Hiện tại, hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia – nước giải khát đạt hiệu suất 70 – 80%, bao gồm công trình xử lý sau: Bể điều hòa  Bể UASB  Bể Aerotank  Bể lắng  Bể khử trùng. Với dây chuyền công nghệ xử lý trên, chất lượng nước thải đầu không đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cụ thể thông số BOD vượt tiêu chuẩn cho phép từ 2-3 lần. Dựa hệ thống xử lý nước thải hữu, nhà máy cần phải cải lại hệ thống sau: cải tạo bể Aerotank theo hướng bể MBBR (Moving Bed Biological Reactor); với mục đích nâng cao hiệu xử lý COD, BOD5 HTXLNT hữu với kinh phí ước tính khoảng 140 triệu đồng. Sơ đồ công nghệ HTXLNT nhà máy sau cải tạo NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO HỐ THU GOM BỂ ĐIỀU HÒA BỂ UASB BỂ MBBR Máy thổi khí NaOCl Bùn hoàn lưu Bùn dư BỂ LẮNG BỂ KHỬ TRÙNG SÂN PHƠI BÙN BỂ CHỨA BÙN BÃI CHÔN LẤP T ĐẦU RA Hình 2: Hệ thống xử lý nước thải sau cải tạo 5. Kết luận kiến nghị Ngành sản xuất bia – nước giải khát ngành công nghiệp đóng góp lớn cho phát triển thành phố Cần Thơ. Tuy nhiên, tải lượng ô nhiễm nước thải đưa vào môi trường cao: BOD COD 15 23 kg/m3 sản phẩm, tải lượng TSS lên đến 6,1 kg/m3 sản phẩm. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 339 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Các hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia – nước giải khát bị tải không đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra. Do nhà máy cần nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhằm tăng cường hiệu suất xử lý. Bên cạnh đó, nhà máy cần áp dụng biện pháp sản xuất để giảm thiểu tải lượng chất thải đưa vào môi trường, tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. António G. Brito, João Peixoto, José M. Oliveira, José A. Oliveira, Cristina Costa, Regina Nogueira, and Ana Rodrigues, 2005. Brewery and Winery Wastewater Treatment: Some Focal Points of Design and Operation. Center of Biological Engineering, Portugal. 2. FAO Source, 2000 – 2002. World beer production. BIOS International 2003, 8(2): 47 – 50. 3. Multilaral Investment Guarantee Agency, 2005. Environmental Guidelines for Breweries. World Bank. 4. Paul Buttrick, 2006. Beer Recover From Tank Bottom. The Brewer & Distiller, vol 2, issue 4, pages: 19 – 22. 5. Tôn Thất Lãng, 2012. Đánh giá tải lượng ô nhiễm cho số loại hình công nghiệp chính. Đề xuất biện pháp giảm thiểu công nghệ xử lý loại chất thải loại công nghiệp thành phố Cần Thơ. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố Cần Thơ 6. Trung tâm Sản xuất Việt Nam, 2008. Tài liệu hướng dẫn Sản xuất hơn. Ngành: Sản xuất Bia. Nhà Xuất Giáo dục, Hà Nội. 7. United Nations Environment Programme, 1996. Cleaner Production in Breweries. UNEP. ASSESS THE POLLUTION LOAD OF THE BEVERAGE FACTORIES IN CANTHO CITY AND PROPOSED MITIGATION MEASURES AND TREATMENT Ton That Lang Ho Chi Minh City University of Natural Resources and Environment Environmental status and the source of waste generation, waste load of beer factories of Can Tho City are evaluated and analyzed. In general, the main wastewater from sanitary and washing system, the amount of which is not too high (5,8 – 6,2m3 / m3), but wastewater has high loading rate and contain large amounts of organic matter and suspended solids. Based on the causes generated waste, 26 cleaner production opportunities were analyzed with consideration of the economic feasibility, engineering and the environment feasibility, to select 12 possible solutions, contributing to reduce the load of pollutants by 12-25%; reduce water consumption by 5-10%, saving for the factory from 0.5 billion up to billion VND per year. Wastewater treatment system of the plant was also assessed, to analyses strengths, weaknesses and propose measures to improve the treatment efficiency to 85-90%, to guarantee that wastewater after treatment at the plant to satisfy standard QCVN 40:2008/BTNMT. 340 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường . Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 335 ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM CỦA NGÀNH SẢN XUẤT BIA – NƯỚC GIẢI KHÁT TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ. máy sản xuất bia – nước giải khát Sau khi tính toán được tải lượng ô nhiễm, so sánh tải lượng của ba nhà máy sản xuất bia – nước giải khát được thể hiện trên Hình 1. Hình 1: So sánh tải lượng. pages: 19 – 22. 5. Tôn Thất Lãng, 2012. Đánh giá tải lượng ô nhiễm cho một số loại hình công nghiệp chính. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu và công nghệ xử lý các loại chất thải các loại công nghiệp