Ứng dụng hệ thống dự báo ô nhiễm công nghiệp IPPS đánh giá tải lượng ô nhiễm của ngành chế biến đồ uống nước giải khát tại VN

MỤC LỤC TÓM TẮT .v MỞ ĐẦU 1.2.2 Hiện trạng sản xuất đồ uống 1.2.2.1 Tình hình sản xuất, kinh doanh 1.2.2.3 Trình độ cơng nghệ 1.2.5 Tốc độ tăng trưởng ngành 10 1.2.6 Những tiềm ngành 11 1.2.7 Vị trí chế biến đồ uống cơng nghiệp nước ta 14 1.2.8 Quy trình sản xuất 19 1.2.8.1 Quy trình sản xuất loại rượu mạnh 19 1.2.8.2 Quy trình sản xuất rượu vang 21 1.2.8.3 Quy trình sản xuất bia 23 1.2.8.4 Quy trình sản xuất nước giải khát không cồn 25 1.2.9 Hiện trạng QLMT ngành chế biến đồ uống .26 1.3 TỔNG QUAN CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHỦ YẾU TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG .27 1.3.1 Phân tích chất gây nhiễm mơi trường khơng khí 27 1.3.2 Ơ nhiễm mơi trường nước 29 CHƯƠNG 2: 30 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN .36 2.2.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm theo tải lượng chất ô nhiễm 36 2.2.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm theo độc tính 37 CHƯƠNG 3: 40 3.1 DIỄN BIẾN TẢI LƯỢNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NĂM 20042006 40 3.1.1 Phát thải vào mơi trường khơng khí .40 3.1.2 Phát thải vào môi trường nước 44 3.2 KẾT QUẢ ƯỚC TÍNH TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM THEO KHỐI LƯỢNG 46 3.2.1 Phát thải vào mơi trường khơng khí 46 3.2.2 Phát thải vào môi trường nước 48 3.3 KẾT QUẢ ƯỚC TÍNH TẢI LƯỢNG Ơ NHIỄM THEO ĐỘC TÍNH 49 3.3.1 Diễn biến phát thải qua năm 2004-2006 .49 3.3.2.Phát thải qua môi trường nước 54 3.4 SẮP XẾP THỨ TỰ ƯU TIÊN CỦA CÁC PHÂN NGÀNH TRONG TOÀN NGÀNH ĐỒ UỐNG 55 3.4.1 Đối với môi trường không khí 55 3.4.1.1 Theo khối lượng 55 3.4.1.2 Theo độc tính 57 3.4.2 Đối với môi trường nước 58 3.4.2.1 Theo khối lượng 58 3.4.2.2 Theo độc tính 59 3.4.2.3 So sánh phân ngành theo khối lượng độc tính .60 GVHD: TS Thái Văn Nam i SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học CHƯƠNG 4: 60 4.1 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ƯU TIÊN ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ .61 4.2 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ƯU TIÊN ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ .63 CHƯƠNG 5: 66 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 66 5.1 KẾT LUẬN .66 5.2 KIẾN NGHỊ 67 GVHD: TS Thái Văn Nam ii SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1.Giá trị sản xuất công nghiệp chế biến thực phẩm 22 Bảng 1.2.Giá trị sản xuất mặt hàng chủ yếu 23 Bảng 1.3 Phân bố lao động theo cấp ngành ngành 23 Bảng 1.4 Cơ cấu lao động ngành chế biến thực phẩm .24 Bảng 1.5 Công suất lực thiết bị ngành 25 Bảng 2.1 Hệ số hiệu chỉnh môi trường thông số ô nhiễm 45 Bảng 3.1 Các hệ số tải lượng ô nhiễm vào môi trường không khí 47 Bảng 3.2 Tổng tải lượng chất nhiễm khơng khí tồn ngành 48 Bảng 3.3 Hệ số phát thải vào môi trường nước 49 Bảng 3.4 Tải lượng ô nhiễm năm qua môi trường nước 50 Bảng 3.5 Tải lượng nhiễm trung bình qua năm thông số vào môi trường không khí 51 Bảng 3.6 Tải lượng ô nhiễm trung bình vào mơi trường nước 53 Bảng 3.7 Tổng tải lượng trung bình hiệu chỉnh mơi trường khơng khí 56 Bảng 3.8 Tổng tải lượng nhiễm trung bình hiệu chỉnh mơi trường khơng khí .58 Bảng 3.9 Sắp xếp thứ tự ưu tiên cho phân ngành 60 Bảng 3.10 Tổng tải lượng ô nhiễm trung bình hiệu chỉnh vào mơi trường khơng khí 61 Bảng 3.11 Thứ tự ưu tiên cho phân ngành vào môi trường nước 62 Bảng 3.12 Thứ tự ưu tiên theo độc tính khối lượng vào mơi trường khơng khí 64 Bảng 3.13 Thứ tự ưu tiên theo độc tính khối lượng vào mơi trường nước 64 GVHD: TS Thái Văn Nam iii SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Quy trình sản xuất loại rượu mạnh 27 Hình 2.2: Quy trình sản xuất rượu vang 29 Hình 2.3: Quy trình sản xuất bia 31 Hình 2.4 Sơ đồ tổng quan trình sản xuất nước giải khát 33 Hình 2.1 Sơ đồ xác định cường độ ô nhiễm ngành công nghiệp Mỹ .40 Hình 3.1 Biểu đồ tổng tải lượng nhiễm thơng số qua năm khơng khí .48 Hình 3.2 Biểu đồ tải lượng ô nhiễm thông số qua năm vào nước 50 Hình 3.3 Tổng tải lượng trung bình chất nhiễm khơng khí năm (20042006) phát thải từ phân ngành toàn ngành 52 Hình 3.4.Tổng lượng trung bình phân ngành nhiễm qua năm 53 Hình 3.5 Tải lượng nhiễm hiệu chỉnh qua năm vào khơng khí 56 Hình 3.6 Tải lượng nhiễm trung bình hiệu chỉnh vào khơng khí 58 GVHD: TS Thái Văn Nam iv SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học TĨM TẮT Những qui định mơi trường quốc gia phát triển nhìn chung thường thiếu thông tin cần thiết nhằm thiết lập thứ tự ưu tiên vấn đề môi trường chiến lược hành động nhằm giảm thiểu tác động vấn đề Nguyên nhân thiếu hệ thống quan trắc tổng hợp tin cậy việc phát thải từ cơng nghiệp (nước thải, khí thải, hóa chất độc hại) Khi vấn đề môi trường, bao gồm nguồn gây ô nhiễm, chất gây ô nhiễm, khu vực gây ô nhiễm, công đoạn gây nhiễm – gọi chung điểm nóng – chưa xác định việc phân bổ nguồn lực kinh phí nhằm giảm thiểu tác động bị phân tán không mang lại hiệu cao Để giải vấn đề này, nước phát triển phân cấp thứ tự vấn đề môi trường giai đoạn giải triệt để Nhật Bản ví dụ, năm 60-70 kỷ trước, họ tập trung vào giải vấn nạn ô nhiễm kim loại nặng, tập trung giải vấn đề nóng ấm tồn cầu, kiểm sốt ô nhiễm hóa học, quản lý công nghệ tái chế chất thải Ở Việt Nam xảy tình trạng đánh đồng thông số ô nhiễm ngành ngành với Hiện nhà nước có nhiều văn bản, luật pháp qui định việc bảo vệ môi trường sở sản xuất chế biến như: thu phí nước thải tới khí thải, ban hành qui chuẩn đặc thù cho loại hình nguồn thải khác Nhưng ngành sản xuất, ngành nào, công đoạn cần đặc biệt lưu tâm? Hay chất ô nhiễm, chất cần ưu tiên quản lý xử lý trước vấn đề chưa giải toàn ngành cơng nghiệp chế biến Việt Nam nói chung ngành nói riêng Chính thế, việc phân cấp thứ tự ưu tiên cho chất ô nhiễm vấn đề cấn quan tâm nhằm giúp nhà quản lý tập trung nguồn lực giải pháp phù hợp nhằm làm giảm bớt tác động đến mơi trường, để phân bổ kinh phí việc quản lý có tính định hướng thực tế Để ước tính tải lượng chất ô nhiễm sản xuất công nghiệp, nhiều tài liệu nước dựa lượng chất ô nhiễm phát thải đơn vị diện tích khu cơng nghiệp Phương pháp có độ tin cậy khơng cao loại hình sản xuất GVHD: TS Thái Văn Nam v SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học khu vực khác khác Trong này, giới thiệu phương pháp dự báo dựa hệ thống dự báo công nghiệp (Industrial Pollution Projection System, IPPS) nhóm nghiên cứu phát triển mơi trường Ngân hàng giới thực Tải lượng ô nhiễm nhà máy, ngành nghề sản xuất ước tính dựa cường độ nhiễm đặc thù cho ngành số lượng nhân công sử dụng ngành/nhà máy Kết từ việc ứng dụng IPPS sử dụng nhiều quốc gia giới nhằm thiết lập chiến lược kiểm sốt nhiễm phân cấp ưu tiên hoạt động Trong nghiên cứu này, nghiên cứu điển hình ngành cơng nghiệp chế biến đồ uống Đây ngành cơng nghiệp có bề dày truyền thống nước ta, có tỉ trọng xuất thu hút lực lượng lao động lớn nước Tuy nhiên, ngành chế biến đồ uống nguồn gây ô nhiễm môi trường mạnh thiết bị lạc hậu, trang bị không đồng việc quản lý việc xả thải lỏng lẻo Mục tiêu báo cung cấp phương pháp ước tính tải lượng sử dụng rộng rãi nước vào việc phân cấp thứ tự ưu tiên ngành chất ô nhiễm sản xuất công nghiệp Việt Nam Cụ thể nghiên cứu điển hình phân ngành ngành công nghiệp chế biến thực phẩm chất ô nhiễm (ra nước không khí) Để thực việc này, phần II đề cập đến phương pháp IPPS tính tốn có liên quan Phần III trình bày kết quả, đánh giá thảo luận kết Phần IV tóm lược lại kết báo GVHD: TS Thái Văn Nam vi SVTH: Ngô Đức Vĩnh MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Như biết moi hoạt động sống trái đất cần nước, nước nguồn gốc cuả sống Cơ thể người cấu tạo với 30% xương thịt cịn lại 70% nước Nhu cầu sử dụng nước nhiệm vụ bắt buộc người ngày để phất triển trì sống Ngày kinh tế ngày phát triển, đời sống người dân ngày nâng cao Nhu cầu nước uống nâng lên, không đơn để bổ sung lượng nước mà thể cần, mà cịn bổ sung vào khống chất, chất dinh dưỡng cần thiết cho thể Ngành công nghiệp chế biến đồ uống, nước giải khát ngành phát triển nước ta vài chục năm trở lại Để đáp ứng cho nhu cầu ngày cao người dân xuất nước Trong thời gian mở cửa đất nước ta nay, ngành chiếm vai trò quan trọng kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước giải công ăn việc làm cho nhiều lao động, nhờ sách đổi mở cửa Việt Nam có nhiều doanh nghiệp Nhà nước, tư nhân doanh nghiệp nước đầu tư phát triển vào lĩnh vực Tuy vậy, ngành công nghiệp chế biến đồ uống nguồn gây ô nhiễm môi trường mạnh mà tiêu biểu chất thải mà ngành xả thải ngồi mơi trường Trên thực tế Việt Nam xảy tình trạng đánh đồng thơng số nhiễm chưa biết thông số cần giảm, ngành khác dùng chung thông số giống Ngoài ngành nghề thơng số nhiễm khác ta cần phải phân cấp thứ tự ưu tiên thông số Nỗ lực giảm ô nhiễm chưa thực hợp lý nguồn lực kinh phí có hạn mà phải quan tâm nhiều đến thông số ô nhiễm khác Hiện nhà nước có nhiều văn bản, luật pháp qui định việc bảo vệ môi trường sở sản xuất chế biến như: thu phí nước thải tới khí thải, ban hành qui chuẩn đặc thù cho loại hình nguồn thải khác Nhưng chất ô nhiễm, chất cần ưu tiên quan tâm xử lý trước GVHD: TS Thái Văn Nam SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học vấn đề chưa giải tồn ngành cơng nghiệp chế biến Việt Nam nói chung ngành nói riêng Chính thế, việc phân cấp thứ tự ưu tiên cho chất ô nhiễm vấn đề cấn quan tâm đặc biệt Việc phân cấp thứ tự ưu tiên chất ô nhiễm giúp nhà quản lý tập trung nguồn lực giải pháp phù hợp nhằm làm giảm bớt tác động đến môi trường, để phân bổ kinh phí việc quản lý có tính định hướng thực tế Chính vậy, chúng tơi xin đưa nghiên cứu nhằm giúp cho nhà quản lý xác định thơng số có nhiễm cao đưa biện pháp làm giảm tải lượng ô nhiễm thông số nhằm đem lại hiệu cao sản xuất giảm tải lượng ô nhiễm đến môi trường MỤC TIÊU Phân cấp thứ tự ưu tiên thông số ô nhiễm cho ngành chế biến đồ uống, nước giải khát dựa tải lượng ô nhiễm nhằm làm giảm tải lượng ô nhiễm ngành PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để đạt mục tiêu đề ra, đề tài sử dụng phương pháp cụ thể sau: • Phương pháp tập hợp số liệu: thu nhập tài liệu ngành chế biến đồ uống, tìm hiểu thành phần tính chất chất ô nhiễm phát thải môi trường nước, không khí hoạt động sản xuất ngành chế biến đồ uống, nước giải khát • Ước tính tải lượng ô nhiễm môi trường nước không khí dựa cường độ ô nhiễm IPPS (Industrial Pollution Projection System, hệ thống dự báo ô nhiễm công nghiệp) World Bank thực xuất năm 1995 Và số lượng nhân công ngành từ tổng cục thống kê (GSO) • Xử lý số liệu thống kê Chi tiết phương pháp trình bày Chương ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU • Nghiên cứu thông số ô nhiễm ngành chế biến đồ uống, nước giải khát - Đối với môi trường nước: BOD, TSS GVHD: TS Thái Văn Nam SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM • • Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Đối với mơi trường khơng khí: SO2, NO2, CO, VOC, Bụi mịn, Tổng bụi lơ lửng Các ngành xí nghiệp, cơng nghiệp thực phẩm nước Số liệu: số liệu số lượng nhân cơng tồn ngành chế biến đồ uống nước giải khát Tổng cục thống kê cơng bố có số liệu từ năn 2000 – 2006 Vì vậy, nghiên cứu này, tơi sử dụng số liệu ba năm gần 2004 – 2006 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI • Phạm vi: toàn ngành chế biến đồ uống, nước giải khát Việt Nam • Nội dung: bước đầu tập trung phân cấp thứ tự ưu tiên thông số ô nhiễm cho ngành chế biến đồ uống dựa tải lượng nhiễm Sau đó, triển khai áp dụng cho tất ngành công nghiệp chế biến Việt Nam Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN - Ý nghĩa khoa học: phân cấp thứ tự ưu tiên chất ngành, phân cấp tải lượng ô nhiễm ngành khác - Ý nghĩa thực tiễn: xây dựng phương pháp cho nhà quản lý môi trường nhằm quản lý giảm thiểu ô nhiễm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cấu trúc ngành chế biến đồ uống nước giải khát 1.1.1 Chưng, tinh cất pha chế loại rượu mạnh; rượu mùi; sản xuất rượu etilyc từ nguyên liệu lên men 1.1.2 Sản xuất rượu vang 1.1.3 Sản xuất bia mạch nha 1.1.4 Sản xuất đồ uống không cồn 1.2 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ QLMT TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG 1.2.1 Vai trò ngành chế biến đồ uống khó khăn GVHD: TS Thái Văn Nam SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Ngành chế biến nước giải khát Việt Nam trải qua trình hình thành phát triển lâu, từ cuối kỷ XIX đến Đây ngành sản xuất thực phẩm đồ uống quan trọng, gắn liền với nhu cầu ngày cao xã hội Ngành chế biến nước giải khát có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Đặc biệt từ năm 2000 đến nay, ngành ln trì tốc độ tăng trưởng cao, trung bình 14%/năm, sản phẩm ngành chiếm vị trí định thị trường nước bước vươn thị trường bên ngồi Đóng góp ngành chế biến nước giải khát giá trị sản xuất, giá trị tăng thêm khơng ngừng tăng lên Bên cạnh đó, ngành cịn đóng góp phần khơng nhỏ cho ngân sách Nhà nước giải việc làm cho người lao động Tuy nhiên, trình phát triển, ngành chế biến nước giải khát nước ta bộc lộ nhiều hạn chế chất lượng sản phẩm nhìn chung thấp, lực cạnh tranh kém, quy hoạch phát triển ngành nhiều bất cập Trong thời kỳ mở cửa hội nhập, áp lực mà ngành chế biến nước giải khát phải chịu lớn Theo cam kết gia nhập WTO, hỗ trợ cho ngành từ Nhà nước giảm xuống Chính sách bảo hộ hạn ngạch bị bãi bỏ, thuế nhập giảm theo lộ trình làm cho sản phẩm bia, rượu, nước giải khát từ bên xuất nhiều thị trường nước cạnh tranh gay gắt với sản phẩm ngành chế biến nước giải khát nước ta sản xuất Đây thực ngành xuất sang thị trường nước gặp nhiều trở ngại rào cản thương mại quy định tiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm Càng ngày yêu cầu chất lượng sản phẩm cao, chất lượng sản phẩm ngành chế biến nước giải khát nước ta sản xuất thấp, gây khó khăn cho việc tiêu thụ Có thể nói rằng, hội nhập mở cho ngành thị trường rộng lớn trước mắt để thâm nhập vào thị trường khơng đơn giản, thị trường cao cấp Mặt khác, rượu bia sản phẩm mà Nhà nước khơng khuyến khích sử dụng Chính phủ ban hành nhiều sách có tác động đến ngành chế biến nước giải khát để đảm bảo phát triển hài hòa cho toàn xã hội Điều đặt yêu cầu phải có biện pháp để phát triển ngành đảm bảo quy định mà Nhà nước ban hành GVHD: TS Thái Văn Nam SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM - Khoa: Môi trường công nghệ sinh học SO2 năm 2004 19564 qua năm 2005 19980 tăng 1.02 lần đến năm 2006 lại giảm 0.93 lần cịn lại 18468 - NO2 năm 2004 10323 qua năm 2005 cịn 9453 giảm 0.92 lần đến năm 2006 tiếp tục giảm thêm 0.93 lần cịn lại 8754 - CO năm 2004 310 qua năm 2005 cịn 276 giảm 0.89 lần đến năm 2006 tiếp tục giảm thêm 0.92 lần cịn lại 256 - VOC năm 2004 15660 qua năm 2005 cịn 12150 giảm 0.76 lần đến năm 2006 tiếp tục giảm thêm 0.86 lần cịn lại 10440 - BỤI MỊN năm 2004 477 qua năm 2005 cịn 422 giảm 0.88 lần đến năm 2006 tiếp tục giảm thêm 0.97 lần lại 411 - TỔNG BỤI LƠ LỬNG năm 2004 2165 qua năm 2005 1940 giảm 0.90 lần đến năm 2006 tiếp tục giảm thêm 0.97 lần cịn lại 1886 Vì vậy, từ số liệu tơi tiếp tục tính tốn phần ước tính tải lượng nhiễm theo độc tố giá trị trung bình qua năm, để giúp việc tính tốn trở nên đơn giản xác Vì hệ số hiệu chỉnh độc tính ( ) phân ngành thông số nhau, phần tơi khơng vào phân tích thơng số để qua biết phân ngành gây ô nhiễm nhiều mà tơi phân tích xem thơng số gây nhiễm nhiều có độc tính lớn dựa phần trăm đóng góp phân ngành chất ô nhiễm Bảng 3.8 Tổng tải lượng nhiễm trung bình hiệu chỉnh qua năm phân ngành môi trường không khí GVHD: TS Thái Văn Nam 53 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM J1 J2 J3 J4 Khoa: Môi trường công nghệ sinh học SO2 NO2 CO VOC BỤI MỊN 1771 101 13569 3896 680 11 8016 803 42 165 73 11210 1387 153 29 403 TỔNG BỤI LƠ LỬNG 55 186 1754 Hình 3.6 Biểu đồ thể tải lượng nhiễm trung bình hiệu chỉnh qua năm vào khơng khí Kết tải lượng nhiễm trung bình theo độc tính qua năm có thay đổi thứ tự so với tải lượng ô nhiễm trung bình theo khối lượng 3.3.2.Phát thải qua môi trường nước GVHD: TS Thái Văn Nam 54 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học Vì hệ số hiệu chỉnh độc tính ( ) mơi trường nước thông số BOD TSS Do đó, phần tính tốn đánh giá nhiễm mơi trường nước theo độc tính tơi khơng nêu ra, phần giải thích tương tự phần giải thích phần phát thải vào môi trường nước theo khối lượng nêu 3.4 SẮP XẾP THỨ TỰ ƯU TIÊN CỦA CÁC PHÂN NGÀNH TRONG TOÀN NGÀNH ĐỒ UỐNG 3.4.1 Đối với mơi trường khơng khí 3.4.1.1 Theo khối lượng Vì đơn vị chất nhiễm khơng giống nên sử dụng số ô nhiễm trung bình khơng khí API (Air pollution index) Từ đó, tính xem giá trị phân ngành nhiễm Phân ngành có tải lượng ô nhiễm lớn chất ô nhiễm R (Rank)=1, tương tự phân ngành ô nhiễm thứ R=2, phân ngành không gây ô nhiễm R= Cuối phân ngành có API nhỏ phân ngành có tải lượng nhiễm lớn Trong đó: API (khơng khí) = Với i: SO2, NO2, CO, VOC, Bụi mịn, Tổng bụi lơ lửng GVHD: TS Thái Văn Nam 55 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Bảng 3.9 Sắp xếp thứ tự ưu tiên cho phân ngành R (Rank) CHỈ SỐ Ô TỔNG BỤI J1 J2 J3 J4 SO2 NO2 CO 4 VOC BỤI MỊN LƠ LỬNG NHIỄM TRUNG BÌNH (API) 2.5 1.6 1.8 Xếp hạng theo mức độ tải lượng: 1= đứng thứ nhất; 2= đứng thứ 2; 3= đứng thứ 3; 4= khơng phát thải Trong đó: (J1: Chưng, tinh cất pha chế loại rượu mạnh; rượu mùi; sản xuất rượu etilyc từ nguyên liệu lên men; J2: Sản xuất rượu vang; J3: Sản xuất bia mạch nha; J4: Sản xuất đồ uống không cồn) Với số nhiễm trung bình (API) có giá trị nhỏ nên J3 phân ngành có tải lượng phát thải nhiễm cao khơng khí Vì phân ngành sử dụng nhiều nguyên liệu dung môi hợp chất hữu cho máy móc trình chế biến, dẫn đến tải lượng nhiễm khơng khí phân ngành lớn Đứng thứ phân ngành J4, giống J3, phân ngành J4 sử dụng hợp chất hữu tạo nước cho trình chưng cất… Đứng thứ phân ngành J1, phân ngành có số nhà máy, xí nghiệp dùng dầu, nhớt… để tạo lượng phục vụ cho q trình chạy máy, ngồi phân ngành người ta sử dụng dung môi hữu để bơi trơn cho trình để tránh tình trạng bay mùi sản phẩm Cuối ngành J2 có API cao nhất, chứng tỏ ngành có khơng có tải lượng phát thải vào khơng khí Lý phân ngành có tải lượng phân ngành người ta không sử dụng dầu, nhớt… làm lượng, khơng sử dụng hóa chất dễ bay để phục vụ sản xuất Tóm lại, nhiễm khơng khí theo khối lượng tồn ngành đồ uống ta cần quan tâm việc GVHD: TS Thái Văn Nam 56 SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học kiểm sốt xử lý nhiễm khí thải phân ngành theo thứ tự J3> J4> J1 3.4.1.2 Theo độc tính Các chất nhiễm theo độc tính có đơn vị ta nhân tải lượng với hệ số hiệu chỉnh độc tính ( ) Do đó, ta cần cộng tải lượng ô nhiễm chất ô nhiễm lại với (PLt), phân ngành có tải lượng nhiễm hiệu chỉnh lớn phân ngành có tải lượng phát thải theo độc tính lớn Trong đó: PLt= Với i: SO2, NO2, CO, VOC, Bụi mịn, Tổng bụi lơ lửng Bảng 3.10 Tổng tải lượng ô nhiễm trung bình hiệu chỉnh qua năm phân ngành vào mơi trường khơng khí R (Rank) TỔNG BỤI J1 J2 J3 J4 SO2 1771 101 13569 3896 NO2 680 11 8016 803 CO 42 165 73 VOC 11210 1387 153 BỤI MỊN LƠ LỬNG 29 55 186 403 1754 Trong đó: (J1: Chưng, tinh cất pha chế loại rượu mạnh; rượu mùi; sản xuất rượu etilyc từ nguyên liệu lên men; J2: Sản xuất rượu vang; J3: Sản xuất bia mạch nha; J4: Sản xuất đồ uống không cồn) Từ bảng 3.10 Ta thấy J3 phân ngành có (PLt) lớn Có số nhà máy, xí nghiệp sử dụng dầu, nhớt… làm nguồn lượng chạy máy thay cho điện năng, làm phát thải lượng chất nhiễm lớn Ngồi ra, cơng đoạn sản xuất người ta sử dụng hóa chất bơi trơn, sau hóa chất bay phát thải vào GVHD: TS Thái Văn Nam 57 SVTH: Ngô Đức Vĩnh PLt 13787 114 23328 7082 ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học khơng khí Đứng thứ phân ngành J1, phân ngành sử dụng dầu, nhớt… làm lượng phục vụ cho trình sản xuất làm phát thải chất ô nhiễm dẫn đến tải lượng nhiễm phân ngành lớn J4 có phát thải mơi trường khơng khí tải lượng chúng tương đối nhỏ, J2 phân ngành không gây ô nhiễm lẽ không sử dụng nguồn lượng từ dầu, nhớt…và khơng cần hóa chất bơi trơn Do đó, phân ngành khơng gây chất nhiễm mơi trường khơng khí Nói tóm lại nhiễm khơng khí theo độc tính ta cần quan tâm đến phân ngành J3 J1 ngành có tải lượng phát thải theo độc tính lớn 3.4.2 Đối với mơi trường nước 3.4.2.1 Theo khối lượng Tương tự môi trường khơng khí theo khối lượng đơn vị chất ô nhiễm không giống nên sử dụng số nhiễm trung bình mơi trường nước WPI (Water pollution index) Nếu phân ngành có số nhiễm trung bình nhỏ phân ngành có tải lượng phát thải mơi trường nước lớn Phân ngành có tải lượng ô nhiễm lớn chất ô nhiễm đánh số thứ tự R (Rank) =1, phân ngành nhiễm lớn thứ R=2, tương tự số phân ngành khơng phát thải nhiễm Trong đó: WPI = Với i: BOD, TSS GVHD: TS Thái Văn Nam 58 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Bảng 3.11 Thứ tự ưu tiên cho phân ngành vào môi trường nước R (Rank) J1 J2 J3 J4 CHỈ SỐ Ơ NHIỄM BOD TSS TRUNG BÌNH (WPI) 3 3.5 Với 1= ưu tiên cao; 2, 3= ưu tiên trung bình Trong đó: (J1: Chưng, tinh cất pha chế loại rượu mạnh; rượu mùi; sản xuất rượu etilyc từ nguyên liệu lên men; J2: Sản xuất rượu vang; J3: Sản xuất bia mạch nha; J4: Sản xuất đồ uống không cồn) Từ bảng 3.11 ta thấy phân ngành J1 có số nhiễm trung bình thấp Điều đó, chứng tỏ J1 phân ngành có tải lượng phát thải lớn Tiếp theo phân ngành J3 tải lượng phát thải lớn Cuối phân ngành J4 J2 Tóm lại ô nhiễm theo khối lượng vào môi trường nước, ta cần quan tâm tới phân ngành có số nhiễm trung bình (WPI) nhỏ J1 J3 3.4.2.2 Theo độc tính Vì hệ số hiệu chỉnh độc tính mơi trường nước BOD TSS nên phần thứ tự ưu tiên theo độc tính mơi trường nước tơi khơng trình bày Mọi giải thích tương tự phần xếp thứ tự ưu tiên thông số phân ngành theo khối lượng vào mơi trường nước mà tơi trình bày GVHD: TS Thái Văn Nam 59 SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học 3.4.2.3 So sánh phân ngành theo khối lượng độc tính Trong ngành sản xuất đồ uống có phân ngành có tải lượng nhiễm theo khối lượng chiếm vị trí cao, độc tính thứ tự vị trí chúng thay đổi Bảng 3.12 giúp biết phân ngành có thứ tự ưu tiên theo độc tính khối lượng Bảng 3.12 Thứ tự ưu tiên theo độc tính khối lượng vào mơi trường khơng khí Phân ngành J1 J2 J3 J4 Khối lượng Độc tính Từ Bảng 3.12 ta thấy có thay đổi thứ tự ưu tiên theo khối lượng độc tính J1 độc tính xếp thứ khối lượng xếp thứ 3, tương tự J4 độc tính xếp thứ khối lượng xếp thứ Ở đặc biệt ý đến J3 ln có số cao khối lượng lẫn độc tính Theo xu hướng phát triển nghiên cứu ngành công nghiệp quản lý chất nhiễm theo độc tính xác hơn, thể chất chất ô nhiễm thải môi trường Bảng 3.13 Thứ tự ưu tiên theo độc tính khối lượng vào môi trường nước J1 J2 J3 J4 Khối lượng Độc tính CHƯƠNG 4: GVHD: TS Thái Văn Nam 60 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ƯU TIÊN Bằng tài liệu số liệu từ tổng cục thống kê Việt Nam (GSO) cung cấp liệu IPPS chất ô nhiễm Wold Bank phát hành, tơi tính tải lượng chất ô nhiễm vào môi trường khơng khí mơi trường nước Các kết tính toán giúp nhà quản lý hiểu rõ nắm vững chất ô nhiễm ngành sản xuất đồ uống, từ tìm giải pháp thích hợp, cụ thể nhằm mục đích giảm thải tải lượng ô nhiễm thông số ngành đồ uống Trong trình thực nghiên cứu này, việc tính tốn biết thơng số cần ưu tiên kiểm sốt chất nhiễm Tôi xin đưa đề xuất, giải pháp nhằm hạn chế tải lượng ô nhiễm chất ô nhiễm ưu tiên ngành đồ uống 4.1 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ƯU TIÊN ĐỐI VỚI MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ Các chất có tải lượng phát thải nhiễm cao, đặc biệt cần quan tâm mơi trường khơng khí VOC, SO2, NO2 theo thứ tự ưu tiên độc tính Trong chất nhiễm phân ngành J1 J3 phân ngành phát thải nhiều Lý do, mà phân ngành phát thải nhiều phân ngành sử dụng than, nhớt dầu chứa lượng cao lưu huỳnh (S) làm nguyên liệu đốt khí, phục vụ cho q trình sản xuất sản phẩm Ngồi phân ngành họ sử dụng chất hữu để làm trơn Khi chất bay lên làm gia tăng tải lượng ô nhiễm mơi trường khơng khí Do đó, để làm giảm tải lượng nhiễm phân ngành áp dụng biện pháp sau: Thay đổi nguyên nhiên liệu GVHD: TS Thái Văn Nam 61 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học - Dùng nhiên liệu than dầu nhớt có hàm lượng lưu huỳnh thấp hay khơng - có lưu huỳnh PLG (khí hóa lỏng) Sử dụng sản phẩm sẵn có, giá rẻ để thay cho than, dầu xơ dừa, trấu, củi, phụ phẩm nông nghiệp, sản phẩm dồi Việt Nam Thay đổi công nghệ: Áp dụng công nghệ tiên tiến để kiểm soát - tăng cường hiệu nhằm giảm lượng VOC CO Xử lý cuối đường ống: Lắp đặt hệ thống hút khí thải Thu gom xử lý nhiễm phát thải khơng khí cục nguồn phát thải Như ta tính tốn phân tích J1 J3 phân ngành có tải lượng phát thải cao chủ yếu phát thải VOC nên biện pháp áp dụng là: - Lắp đặt hệ thống hút khí thải VOC phân ngành sản xuất, tránh việc thất chất nhiễm nhiệt ngồi môi trường làm ảnh hưởng - xấu đến môi trường lãng phí nguồn lượng nhiệt Đối với SO2 NO2 muốn kiểm soát giảm thải tải lượng ô nhiễm sử dụng phương pháp thay đổi nhiên liệu hay xử lý cuối đường ống Với giải pháp thứ phương pháp chủ yếu thường áp dụng phương pháp hấp thụ hấp phụ Phương pháp hấp thụ tỏ có hiệu giá thành đầu tư chấp nhận Nguyên lý phương pháp hấp thụ dựa phản ứng hóa học, chênh lệch nồng độ pha khí pha lỏng Dung dịch hấp thụ nước kiềm lỗng hấp thu khí SO 2, NO2, từ số cơng đoạn cơng nghệ Hiệu hấp thụ khí phụ thuộc vào việc sử dụng dung môi hấp thụ nhiệt độ Nếu sử dụng dung môi hấp thụ nước, hiệu hấp thụ đạt 50-60% khí NO 2, SO2 Tuy nhiên, sử dụng dung dịch kiềm lỗng dung mơi hấp thụ hiệu xử lý đạt lên 85-90% Nước thải từ thiết bị hấp thụ mang tính axit chứa chất kết tủa muối vô cơ, cần phải xử lý trước thải - môi trường Thiết bị sử dụng hấp thụ gồm loại sau: Tháp phun Thiết bị dạng rửa Cyclon Thiết bị dạng đĩa GVHD: TS Thái Văn Nam 62 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM - Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Tháp đệm Có thể xử lý đồng thời SO2 NO2 dung dịch kiềm Hiệu xử lý SO thường đạt khoảng 90% NO2 70-90% Đối với bụi bơng, trang bị hệ thống điều hòa khống chế nhiệt độ, độ ấm bên phân xưởng lao động giới hạn theo yêu cầu kĩ thuất phân xưởng sản xuất Qua phận lọc khí tuần hồn hệ thống điều hịa, hàm lượng bụi giảm đáng kể 4.2 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM ƯU TIÊN ĐỐI VỚI MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ Nước thải ngành sản xuất đồ uống có hàm lượng BOD TSS tương đối lớn Các hóa chất dư vào nước thải làm cho TSS BOD tăng lên Vì BOD thước đo sinh vật có khả phân hủy chất thải Khi BOD có giá trị cao DO giảm, hàm lượng oxy nước giảm dẫn tới vi sinh vật nước không đủ oxy để phân hủy chất hữu Tương tự BOD TSS nồng độ cao ngăn truyền ánh sáng đến loài thực vật sống nước, làm chậm trình quang hợp Điều làm giảm nồng độ oxy nước nhờ thực vật Nếu ánh sáng hồn tồn khơng thể chiếu xuống thực vật đáy, loài thực vật ngừng sản xuất oxy chết J1, J3 phân ngành có tải lượng phát thải lớn chiếm hầu hết tổng tải lượng phát thải BOD TSS Vì vậy, để giảm thiểu tải lượng ô nhiễm nước thải ngành đồ uống ta cần quan tâm đến việc giảm tải lượng phân ngành Để giảm thiểu ô nhiễm phân ngành J1 ta áp dụng biện pháp sau: - Biện pháp giảm thiểu chất ô nhiễm q trình cơng nghệ, tiết kiệm - sử dụng hóa chất thay hóa chất enzim Ta lắp đặt hệ thống điều hòa để hút bụi, tránh tượng bụi văng sàn nhà sau qua việc vệ sinh phân xưởng làm lượng bụi vào nước thải dẫn đến TSS tăng GVHD: TS Thái Văn Nam 63 SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Đối với phân ngành J2 Các hóa chất sử dụng có phần khơng tan hết nước dẫn đến hàm lượng TSS tăng Để giảm thiểu tải lượng nhiễm J2 gây ta có áp dụng phương pháp sau: - Sử dụng tuần hoàn lại nguồn nước Sử dụng hóa chất có độ tan cao nước Ngoài phương pháp nêu ta áp dụng số phương pháp thường sử dụng phân xưởng, nhà máy sản xuất đồ uống nước ta như: - Biện pháp phân luồng dòng thải, đặc biệt sở có suất sản xuất hàng đồ uống lớn Đây biện pháp vừa mang tính kĩ thuật vừa mang tính quản lý hữu hiệu kinh tế để giảm bớt định mức tiêu hao nước cho sản xuất, tiết kiệm lượng đồng thời giảm lượng đáng kể nước thải cần xử lý Xử lý nước thải sản xuất: Tùy theo mức độ ô nhiễm nước thải người ta dùng phương pháp xử lý hóa lý hay sinh học kết hợp Dây chuyền xử lý kết hợp thường cho hiệu cao Dưới giới thiệu quy trình xử lý nước thải đồ uống kết hợp phương pháp hóa lý sinh học GVHD: TS Thái Văn Nam 64 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Sơ đồ công nghệ: Song chắn, lưới lọc Thải Loại bỏ dầu Khử màu, kết thúc Điều hòa Trung hịa Xử lý sinh học Xử lý hóa lý Làm đặc, loại bỏ nước bùn Ngoài ra, biện pháp giảm thiểu nhiễm nước cịn kết hợp thực giải pháp áp dụng biện pháp sản xuất như: tuần hoàn tái sử dụng nước làm lạnh, hạn chế sử dụng hóa chất trợ… Nước thải sau xử lý đạt QCVN/ TCVN GVHD: TS Thái Văn Nam 65 SVTH: Ngô Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Mơi trường cơng nghệ sinh học CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Nước ta nay, quy trình đổi mới, đại hóa đất nước đẩy mạnh Bên cạnh thành tựu kinh tế - xã hội phát triển công nghiệp mang lại vấn đề mơi trường đặt cấp bách Việc giải xử lý tốt chất thải nhà máy, xí nghiệp cần thiết Trong đó, ngành đồ uống Việt Nam ngành kinh tế mũi nhọn góp phần phát triển cơng nghiệp, ngành có cơng đoạn có lượng phát thải nhiễm vào mơi trường khơng khí mơi trường nước Thiết bị cơng nghệ đánh giá có mức đổi nhanh so với ngành công nghiệp khác so với giới coi chậm, nguyên nhân tạo tác động xấu cho mơi trường Vì vậy, “Phân cấp thứ tự ưu tiên thông số ô nhiễm dựa tải lượng ô nhiễm” biện pháp hữu hiệu nhằm tìm ngun tố gây nhiễm, để từ đề xuất giải pháp làm giảm tải lượng ô nhiễm cho ngành Trong nghiên cứu thực nhiệm vụ như: Thu thập số liệu tổng cục thống kê (GSO) số lượng nhân công cường độ ô nhiễm IPPS World Bank cung cấp từ tính tốn tải lượng chất nhiễm theo khối lượng độc tính, lựa chọn thơng số gây ô nhiễm; Đối với môi trường không khí VOC, SO2, NO2, môi trường nước TSS Từ đó, tơi đưa số đề xuất, giải pháp thay nhiên liệu, lắp đặt hệ thống hút khí cơng đoạn thải bỏ nhiều chất ô nhiễm nhằm giảm tải lượng ô nhiễm thơng số ngành Ngồi đồ án cịn thực công tác so sánh khối lượng độc tính ngành đồ uống GVHD: TS Thái Văn Nam 66 SVTH: Ngơ Đức Vĩnh ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Khoa: Môi trường công nghệ sinh học 5.2 KIẾN NGHỊ Với mục đích phát triển sản xuất bảo vệ mơi trường, gìn giữ sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, kiến nghị: Đối với ngành đồ uống, kiểm soát phát thải với khí gây nhiễm VOC, SO2, NO2 (theo thứ tự độc tính) cần tập trung vào phân ngành sản xuất như: J1 J3 Nhà nước cần ban hành tiêu thông số gây ô nhiễm cao VOC, NO2, SO2 Ban hành sách khuyến khích doanh nghiệp sử dụng cơng nghệ quy trình sản xuất hóa chất thân thiện với mơi trường để giảm bớt ô nhiễm BOD TSS phân ngành sử dụng nhiều hóa chất Áp dụng sản xuất (SXSH) cho phân ngành Thường xuyên bảo trì, bảo dưỡng thiết bị máy móc để vận hành dây chuyền tránh xảy tượng rị rỉ thất gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường tăng hiệu kinh tế nhà mày, xí nghiệp GVHD: TS Thái Văn Nam 67 SVTH: Ngô Đức Vĩnh ... liệu ngành chế biến đồ uống, tìm hiểu thành phần tính chất chất ô nhiễm phát thải môi trường nước, khơng khí hoạt động sản xuất ngành chế biến đồ uống, nước giải khát • Ước tính tải lượng ô nhiễm. .. tồn ngành chế biến đồ uống, nước giải khát Việt Nam • Nội dung: bước đầu tập trung phân cấp thứ tự ưu tiên thông số ô nhiễm cho ngành chế biến đồ uống dựa tải lượng nhiễm Sau đó, triển khai áp dụng. .. nhiễm môi trường nước không khí dựa cường độ nhiễm IPPS (Industrial Pollution Projection System, hệ thống dự báo ô nhiễm công nghiệp) World Bank thực xuất năm 1995 Và số lượng nhân công ngành