Nghiên cứu xử lý nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất đông dược bằng bùn hoạt tính hiếu khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM - NGÔ XUÂN QUANG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÁT SINH TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM BẰNG BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ LUẬN V N THẠC SĨ C u t u t môi trườ Mã số :60520320 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 ăm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM - NGÔ XUÂN QUANG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÁT SINH TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM BẰNG BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ LUẬN V N THẠC SĨ Chuyê t u t môi trườ Mã số 60520320 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH LÊ HU BÁ TP HỒ CHÍ MINH, t 03 ăm 2013 i TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH - ĐTSĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng năm 2013 NHIỆM V U N V N T T NGHIỆP Họ tên học viên: Ngô Xuân Quang Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 25/12/1986 Nơi sinh:Thanh Hóa Chuyên ngành: Kỹ Thuật môi trường MSHV:1181081030 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý nước thải phát sinh từ trình sản xuất đông dược bùn hoạt tính hiếu khí II- NHIỆM V VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu nghiên cứu khả xử lý nước thải từ trình sản xuất đông dược bùn hoạt tính hiếu khí III- NGÀY GIAO NHIỆM V : (Ngày bắt đầu thực LV ghi QĐ giao đề tài) IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM V : / V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) GS.TSKH Lê Huy Bá /2013 GS.TSKH Lê Huy Bá KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Ngô Xuân Quang iii ỜI CÁM ƠN Xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Lê Huy cung cấp hướng dẫn em phương pháp nghiên cứu khoa học, hướng viết luận văn thạc sĩ, cách trình bày m t luận văn thạc sĩ, tất kiến thức thầy dẫn bổ ích, giúp em thực làm theo qui định trình bày khoa học Xin cảm ơn gia đình, thành viên ủng h tinh thần vật chất giúp em tự tin hoàn thiện tốt công việc m t cách hiệu Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp cung cấp thông tin, tài liệu lời khuyên để luận văn hoàn thiện đ c biệt tác giả Nguy n Thị Ngọc Linh, Nguy n V Luận cung cấp s lý thuyết cho luận văn xin chân thành cảm ơn ! Ngô Xuân Quang iv TÓM TẮT Vấn đề nước thải vấn đề quan tâm nhà lãnh đạo, người nghiên cứu người dân…nước thải từ trình sản xuất dược phẩm c ng vấn đề mà nhiều người quan tâm, xuất phát từ vấn đề thực tế hướng nghiên cứu “nghiên cứu xử lý nước thải từ trình sản xuất đông dược bùn hoạt tính hiếu khí” trình nghiên cứu góp phần giúp thân em hiểu rõ trình sản xuất dược phẩm, thành phần, tính chất nước thải dược phẩm đông dược đ c biệt hướng xử lý nước thải đông dược bùn hoạt tính hiếu khí, nghiên cứu cho thấy nước thải dược phẩm xử lý bùn hoạt tính hiếu khí cho hiệu cao, nghiên cứu c ng cho thấy thấy việc kiểm soát thông số pH, COD cần kiểm soát nghiêm ng t, đ c biệt yếu tố vi sinh vật c ng bùn dinh dưỡng cho vi sinh vật c ng cần quan tâm thích đáng Kết nghiên cứu cho thấy thông số cần đạt pH trì khoảng , - hiệu xử lý cao hiệu xử lý COD đạt Đề tài c ng tiến hành thực nghiệm tìm thông số đ ng học cho trình xử lý nước thải đông dược : Ks: Hằng số bùn vận tốc, K: Tốc đ sử d ng chất tối đa, Y: Hệ số sản lượng tối đa, Kd: Hệ số phân hu n i bào v ABSTRACT The problem of waste water is a concern of the leaders of the research and all of the people wastewater from pharmaceutical manufacturing process is also the problem that many people are interested, derived from questions the fact that the subject of research "study wastewater from pharmaceutical manufacturing processes winter aerobic activated sludge" process of research itself helped me better understand the process of pharmaceutical manufacturing products, components, properties of herbal pharmaceutical wastewater and especially towards traditional medicine wastewater treatment by aerobic activated sludge, when market research showed that pharmaceutical waste water is treated with activated sludge hospitality when and for very high performance, the study also showed that the control of parameters such as pH, COD have to be strictly controlled, particularly factors as well as the bun microorganisms and nutrients for microorganisms attention should also be adequate The research results indicate that the required parameters such as pH reaches approximately 6.0 to always maintain competition in processing efficiency is the highest COD treatment efficiency are achieved> 89% Also subject to experimentation and finding the kinetic parameters for the process sewage treatment medicines such as: Ks: bun constant velocity, K: Substrate utilization rate maximum, Y: output ratio maximum, Kd: coefficient of intracellular degradation vi DANH M C CÁC CHỮ VIẾT TẮT COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) OD : iology oxygen demend (nhu cầu oxy sinh hóa) DO : Dissolved Oxygen (Nồng đ oxy hòa tan) SS : Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng) SVI : Sludge Volume Index (Chỉ số thể tích bùn) F/M : Food – Microganism Ratio (T lệ thức ăn cho vi sinh vật) GMP : Good Manufacturing Practices (Tiêu chuẩn thực hành tốt sản xuất thuốc) TQM : Total Quality Management (Quản lý chất lượng toàn diện) ISO : International Organisation for Standardisation (Hệ thống tiêu chuẩn hóa quốc tế) QCVN: Qui chuẩn Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt nam vii Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm Tắt .iv Abstract v Danh m c chữ viết tắt vi M C C vii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Đ t vấn đề Tình hình nghiên cứu nước Tình hình nghiên cứu nước Tình hình nghiên cứu nước Đối tượng phạm vi nghiên cứu nghĩa khoa học thực ti n đề tài nghĩa khoa học nghĩa kinh tế nghĩa m t xã h i Tính M c đích m c tiêu nghiên cứu dề tài M c đích nghiên cứu đề tài .M c tiêu nghiên cứu đề tài N i dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu c thể 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM 13 Tiêu chuẩn thực hành tốt sản xuất thuốc (GMP)[2],[4] 13 Năm yếu tố quan trọng GMP[2].[4] 13 Mười n i dung GMP 14 Sơ lược ngành dược Việt Nam 14 Quy trình sản xuất[6] 14 Mguyên ph liệu sản phẩm 14 Sản phẩm 14 Nguyên liệu 15 Cơ s hạ tầng sản xuất 15 viii Trang thiết bị máy móc sản xuất 15 Hệ thống cung cấp nước 15 M t số quy trình sản xuất điển hình 16 Pha chế thuốc 16 Quy trình sản xuất thuốc viên 17 Quy trình đóng gói viên nang 17 Quy trình sản xuất xirô 17 Quy trình sản xuất nước uống 17 Quy trình sản xuất thuốc kem thuốc mỡ 19 Quy trình sản xuất thuốc tiêm 20 Ô nhi m nước thải nhà máy sản xuất dược phẩm[6] 20 Nhu cầu sử d ng nước 20 Các nguồn thải nhà máy 21 M t số đ c tính nước thải 23 Sự thay đổi tính chất nước thải theo thời gian 23 Sự thay đổi theo phân xư ng sản xuất 23 Tình hình xử lý nước thải m t số nhà máy sản xuất dược phẩm nước[6]24 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH XỬ Ý NƯỚC THẢI SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM BẰNG CÔNG NGHỆ 27 Tóm tắt s lý thuyết trình xử lý sinh học 27 Cơ s trình xử lý sinh học 27 Các yếu tố ảnh hư ng đến hoạt đ ng vi sinh vật 29 Giới thiệu vi sinh vật xử lý nước thải 30 Vai trò vi sinh vật xử lý nước thải 30 Vi sinh vật tham gia trình xử lý nước thải 31 Vi sinh tham gia trình phân hủy chất hữu điều kiện hiếu khí 31 Mô hình thí nghiệm 38 Vận hành 39 Các bước chuẩn bị 39 Các thiết bị vật liệu nghiên cứu 40 Trình tự tiến hành 41 Thí nghiệm : xác định thông số bùn 41 61 COD COD gian Hệ MLSS 6.75 560 76 86.43 2380 3.59 600 64 89.33 2500 1.84 460 80 82.61 3420 12 1.28 640 86 86.56 3500 24 0.67 670 96 85.67 3000 a 6: a N ậ :Q 89.33% 7: a a Thoi gian H 24 12 82.61e 85.67d 86.43c 86.56b 89.33a 62  C :N , , = , LS S S 8: a ữa a LSS a N ậ :Q MLSS O N :  N MLSS 4 K O ắ a đ a đổ MLSS đ T ỉ SVI S T T / COD = COD = COD= COD = COD = 670 ( mg/l) 640(mg/l) 460(mg/l) 600 (mg/l) 560 (mg/l) 1000 1000 1000 1000 1000 63 600 620 610 600 630 10 490 520 500 480 600 15 450 430 460 440 470 20 400 390 380 370 410 25 350 360 320 340 370 30 320 310 300 310 330 T SVI SVI =  SVI : V 30'  1000 (mg/l) MLSS O = SVI =  SVI  SVI  SVI /  SVI MLSS = 3420 / MLSS = / MLSS = 310  1000 = 124 2500 O = SVI = MLSS = 300  1000 = 87.72 3420 O = SVI = / 310  1000 = 88.57 3500 O =4 SVI = MLSS = 320  1000 = 106,67 3000 O = SVI = / 330  1000 = 138.66 2380 Th , N SVI SVI  64 4.4.C m C đ đ T N gian (h) đ ứ đ a T c 24h:L CODvào CODra (kgCOD/m3 (mg/l) (mg/l) H (%) Ph Ph MLSS vào Ra (mg/l) 24 0.68 680 680 7.32 7.32 3200 24 0.68 680 430 36.76 7.32 7.88 3400 24 0.68 680 196 71.18 7.32 7.6 2900 24 0.68 680 120 82.35 7.32 7.46 2700 9: N ậ a :Q O a 9: a a 65 N H  C 0.0d 36.76c 71.18b 82.35a :N , , = , LS C S đ T Ngày gian (h) S ứ T a CODvào CODra (kgCOD/m3 (mg/l) (mg/l) :L H (%) pH pH MLSS vào (mg/l) 12 1.3 650 650 7.19 7.19 3400 12 1.3 650 480 26.15 7.19 7.6 3600 12 1.3 650 270 58.46 7.19 7.58 2900 12 1.3 650 230 64.62 7.19 7.52 3100 12 1.3 650 120 81.54 7.19 7.44 3700 12 1.3 650 96 85.23 7.19 7.39 3280 12 1.3 650 150 76.92 7.19 7.2 2800 12 1.3 650 120 81.54 7.19 7.07 2100 66 0: N ậ a a :Q O 0: N H  C a 13.075d 61.54c 79.23b 83.385a :N , , = , LS C đ T Ngày gian (h) a S S ứ T a : CODvào CODra (kgCOD/m3 (mg/l) (mg/l) H (%) pH pH MLSS vào (mg/l) 2.32 580 580 6.84 6.84 3500 2.32 580 370 36.21 6.84 7.16 2750 2.32 580 196 66.21 6.84 7.26 3450 2.32 580 150 74.14 6.84 7.38 3100 2.32 580 94 83.79 6.84 7.2 2780 2.32 580 130 77.59 6.84 7.17 3400 2.32 580 120 79.31 6.84 6.89 3280 2.32 580 100 82.76 6.84 6.78 2900 67 : N ậ a a :Q O 79 7: N H  C a 18.105d 70.175c 80.69b 81.035a :N , , = , LS  S COD MLSS 8: gian S S ệ a LSS a a đ đ a a COD COD Hệ MLSS 68 2.32 580 94 83.79 2780 12 1.3 650 96 85.23 3280 24 0.68 680 120 82.35 2700 : a a tr N ậ :Q O 8: a a T H ệ 24 12 82.35c 83.79b 85.23a COD MLSS a đ đ 69 : a ữa a LSS g a N ậ :Q MLSS O X đ N MLSS đ Ks , m, K, Y ỷ Kd trình sau: K 1 X.  s*  (S0  S) K S K T b  [Y * ( S  S )]  Kd ( X  ) : X: H MLSS, :T , b : T S0: H , O , / / 70 S: H  , (mg/l) O , = + = L + : S: - L = O - L = , - L O = , = h), t = 6(h) So S b  X (So -S)/X  1/ b 1/S X  /(So -S) 680 430 1 3400 0.09 0.002 2.25 680 196 1 2900 0.17 0.005 3.46 650 96 0.5 0.5 3280 0.31 0.01 4.78 670 96 1 3000 0.19 0.01 5.23 640 86 0.5 0.5 3500 0.32 0.012 5.99 460 80 0.25 0.25 3420 0.49 0.013 7.46 T kd, Y = : y= x= b S0  S X a=Y b = - kd + 71 y = 7.652x - 0.187 R² = 0.989 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 T 0.5 0.6 ậ Kd : y = 7.652x – 0.187 Suy : Kd = -b = 0,187 (ngày-1) Y = 7,652 (mgbùn/mgCOD) T Ks = : y= X  S0  S a= Ks K x= S b= K + K 72 y = 413.4x + 1.345 R2 = 0.9923 0 0.005 T 0.015 ậ : y = 413,4x + 1.345 b = 1/k suy k = 1/b = 0,76 (ngày-1) a = ks/K = a*K = 324,71 (mg COD/l) : Kd = 0,249 (ngày-1) Y = 7,76(mgbùn/mgCOD) K = 0,76 (ngày-1) Ks = 324,71(mgCOD/l) Ks : H K: T Y: H Kd : H 0.01 ỷ K KS 73 CHƯƠNG 5: KẾ L ẬN – KIẾN NGHỊ 51 K ậ T N : 1T , , 4- 2T 8-9 , ẵ 3Y H , , H H -8 T dư ợ c phẩ m đông dư ợ c : Kd = 0,249 (ngày-1) Y = 7,76(mgbùn/mgCOD) K = 0,76 (ngày-1) Ks = 324,71(mgCOD/l) Ks : H K: T Y: H Kd : H ỷ T O 89 , dư ợ c phẩ m đông dư ợ c 74 K Q ỉ ẹ , L ỉ , , T T , , 75 ÀI LIỆ HAM KHẢO ệ - H ẫ ự ASEAN, tr – 11 -N Y Phan Anh (2000) - G Y T T T P ậ II - K H N , H hí Minh , N T T V F ”- ằ H M -H 7- ầ nh - N H S H – VV a –V Cao Minh Quang – K T V N G H ỳ T L T –T ự GMP ASEAN, trang – – N N V M Y TW /ngy- K H Minh T M ậ T T 998 – T ậ ầ – 453 M T –T M T – Các trình oxi hoá nâng cao a – NXB Khoa K A 10.Alder, A.C., McArdell, C.S., Giger, W, Golet, E.M., Molnar, E., and Nipales, N.S (2000) – Presentation held at the Conference Antibiotics in the Environment – CWIEM East Anglian Region (02/2000) 11.Alvero, C.C (1987) – Antibiotic resistance of heterotrophic bacterial flora of two lakes – System Appl Microbiol, 9, pp 160 – 170 [...]... Hình : Dược phẩm lưu hành trên thị trường 3 Hình : Mô hình bể bùn sinh học erotank 8 Hình : Hệ thống xử lý nước thải công ty dược phẩm TW 9 Hình : Hệ thống xử lý nước thải công ty dược Hậu Giang 9 Hình : N i dung chính trong GMP 14 Hình : Quy trình sản xuất thuốc viên 16 Hình : Quy trình sản xuất thuốc nước 18 Hình : Quy trình sản xuất thuốc... thuốc kem và mỡ 19 Hình : Quy trình sản xuất thuốc tiêm 20 Hình : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy OPV Việt Nam 24 Hình : Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải công ty dược TW 25 Hình : Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải dược Hậu Giang 25 Hình : Chu trình của dược phẩm trong môi trường 26 Hình : Quan hệ giữa sự tăng trư ng sinh khối và sự khử cơ chất 27... nguồn thải trong nhà máy và tính chất ô nhi m điển hình 22 ảng : M t số vi khuẩn trong bùn hoạt tính và chức năng của chúng 33 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước h lên hiệu suất xử lý COD giai đoạn chạy tĩnh 55 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước h lên hiệu suất xử lý COD giai đoạn chạy tĩnh 56 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước h lên hiệu suất xử lý COD... mô ph ng thí nghiệm 38 Hình : Mô hình bùn hoạt tính làm trong phòng thí nghiệm 39 Hình : ùn hoạt tính dùng trong phòng thí nghiệm 39 Hình : Hóa chất làm thí nghiệm tại phòng thí nghiệm 40 Hình : D ng c thủy tinh làm thí nghiệm 40 Hình : M t số máy móc dùng trong quá trình làm thí nghiệm 41 Hình : Mô hình bùn hoạt tính 41 xii D NH M C Đ TH Đồ thị : iểu... nh hư ng của thời gian lưu nước h lên hiệu suất xử lý COD giai đoạn chạy tĩnh 59 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước h lên hiệu suất xử lý COD giai đoạn chạy tĩnh 61 ảng : iểu di n hiệu quả khử COD sắp xếp theo thời gian lưu nước các tải trọng trong giai đoạn chạy tĩnh 64 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước lên hiệu suất xử lý COD các tải trọng ... 64 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước lên hiệu suất xử lý COD các tải trọng 68 ảng : Hiệu suất xử lý COD, MLSS các tải trọng của giai đoạn chạy đ ng các thời gian lưu nước khác nhau 69 ảng : nh hư ng của thời gian lưu nước lên hiệu suất xử lý COD cac tải trọng trong giai đoạn chạy đ ng 64 1 CHƯƠNG 1 M 1.M 11 N , , , , , T 9, – V , , , V , V N , , ,... hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước h trong giai đoạn chạy tĩnh 54 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy tĩnh 56 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy tĩnh 57 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy tĩnh... thích nghi 42 Thí nghiệm : Giai đoạn tăng tải trọng(chạy tĩnh) 43 Thí nghiệm : chạy mô hình 47 Tiến hành thí nghiệm 51 Ch n 4: ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 52 Thí nghiệm : Xác định các thông số bùn 52 Thí nghiệm : Chạy giai đoạn thích nghi 52 Thí nghiệm : Giai đoạn chạy tăng tải trọng 54 Thí nghiệm : Chạy mô hình và xác định các thông số... khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy tĩnh 62 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD sắp xếp theo thời gian lưu nước các tải trọng trong giai đoạn chạy tĩnh 58 Đồ thị : iểu di n mối quan hệ giữa thời gian lưu và MLSS các tải trọng trong giai đoạn chạy tĩnh 63 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn... giai đoạn chạy đ ng 65 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy đ ng 66 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước trong h trong giai đoạn chạy đ ng 68 Đồ thị : iểu di n hiệu quả khử COD theo thời gian lưu nước các tải trọng trong giai đoạn chạy đ ng 69 Đồ thị : iểu di n mối quan hệ ... quỏ trỡnh x lý sinh hc 27 Cỏc yu t nh h ng n hot ng ca vi sinh vt 29 Gii thiu vi sinh vt x lý nc thi 30 Vai trũ ca vi sinh vt x lý nc thi 30 Vi sinh vt tham... yu t vi sinh vt c ng nh bựn v dinh dng cho vi sinh vt c ng cn c quan tõm thớch ỏng Kt qu nghiờn cu cho thy cỏc thụng s cn t nh pH luụn trỡ khong , - thỡ hiu qu x lý l cao nht hiu qu x lý COD luụn... 23 Tỡnh hỡnh x lý nc thi ti m t s nh mỏy sn xut dc phm nc[6]24 CHNG 3: NGHIấN CU Mễ HèNH X í NC THI SN XUT DC PHM BNG CễNG NGH 27 Túm tt c s lý thuyt ca quỏ trỡnh x lý sinh hc 27