Để đánh giá hiệu quả xử lý của toàn hệ thống và theo các công đoạn xử lý. Chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu ngẫu nhiên tại 05 thời điểm khác nhau trong thời gian hoạt động sản xuất của công ty đang diễn ra. Cụ thể:
-Lấy 05 mẫu nước thải trước xử lý (NT1); -Lấy 05 mẫu nước thải sau xử lý (NT2);
-Lấy 05 mẫu nước thải tại khu vực tách rác thô, song chắn rác tinh, bể tách dầu, bể lắng, bể điều hòa (B03);
-Lấy 05 mẫu nước thải tại bể xử lý sinh học yếm khí UASB (B04);
-Lấy 05 mẫu nước thải tại bể sinh học hiếu khí Aerotank (B06), bể lắng 2. Phương pháp lấy mẫu nước thải được thực hiện theo TCVN 5999-1995 đối với nước thải công nghiệp. Mẫu sau khi lấy được bảo quản tại 4oC và được đem về phòng thí nghiệm phân tích tại phòng thí nghiệm của Trung tâm khoa học kỹ thuật và môi trường (Công ty TNHH Môi trường & Công nghệ Xanh Việt).
Hình 3.1. Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu hiện trạng Nước thải từ quá
trình sản xuất Tách rác thô (SCR) Lắng sơ bộ 1 Bể tách dầu Bể cân bằng Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng Bê khử trùng Tiêu chuẩn tiếp nhận KCN Tiên Sơn NT1 B04 B03 B05 NT2
Hình 3.2. Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu sau khi cải tạo 3.5.4. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp đo
-Căn cứ vào đặc trưng nước thải của ngành công nghiệp thực phẩm các thông số được lựa chọn để phân tích bao gồm: pH, Nhiệt độ, COD, BOD, Dầu mỡ, Tổng N và Tổng P.
-Các chỉ tiêu phân tích được thực hiện theo các TCVN hiện hành. Dưới đây là bảng tổng hợp các phương pháp phân tích được sử dụng trong nghiên cứu:
Nước thải dầu mỡ Nước thải từ quá trình rửa khoai tây, rửa dụng cụ trộn bột Tách rác thô
(SCR) Tách rác thô (SCR)
Gom nước thải SCR tinh
Lắng sơ bộ 1 Bể tuyển nồi + Bể
lắng sơ bộ 2 Gom nước thải
Bể điều hòa Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng bùn Bê khử trùng Tiêu chuẩn tiếp nhận KCN Tiên Sơn NT1 BO3 BO5 NT2 B04 BO2 BO2
Bảng 3.1. Các thông số phân tích
STT Thông số Phương pháp phân tích Tiêu chuẩn phân tích
1 pH Đo đạc trực tiếp TCVN 6492:1999
2 Nhiệt độ Đo đạc trực tiếp QCVN 46:2012/BTNMT
3 TSS Phương pháp khối lượng TCVN 6625:2000
4 COD Phân tích bằng K2Cr2O7 TCVN 6491:1999
5 BOD5 Phương pháp Winkler TCVN 6491:1999
6 Ntổng Phương pháp Kjeldahl TCVN 6001-1:2008
7 Dầu mỡ Phương pháp Kjeldahl SMEWW5520B:2012
3.5.5. Phương pháp tính toán công trình xử lý
Tính toán hệ thống xử lý sử dụng theo công thức của Trịnh Xuân Lai (2009) - Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - NXB Xây dựng và tham khảo một số cuốn sách khác.
3.5.6. Phương pháp đánh giá Đánh giá hiệu quả xử lý: Đánh giá hiệu quả xử lý:
Hiệu quả xử lý được đo bằng công thức : H= x100 Trong đó : Cv là nồng độ đầu vào;
Cr là nồng độ đầu ra.
3.5.7. Phương pháp xử lý số liệu và trình bày kết quả
Sử dụng phần mềm Microsoft excel 2013 để xử lý số liệu và trình bày kết quả nghiên cứu
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. THỰC TRẠNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHÂU Á BIẾN THỰC PHẨM CHÂU Á
4.1.1. Vị trí nhà máy
- Nhà máy được thực hiện trong khuôn viên với diện tích 35.256 m2 tại số 08, đường TS 15 Khu công nghiệp Tiên Sơn, xã Hoàn Sơn, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh.
- Vị trí tiếp giáp của nhà máy như sau:
+ Phía Đông: Giáp với Công ty cổ phần và thương mại Ngân Sơn; + Phía Nam: Giáp với đường nội bộ KCN và quốc lộ 1;
+ Phía Tây Nam: Giáp với khu dân cư;
+ Phía Bắc: Giáp với viện nghiên cứu Rượu bia.
4.1.2. Hoạt động sản xuất của nhà máy
a. Sản phẩm và quy mô sản xuất tại nhà máy
- Ngành nghề sản xuất kinh doanh của nhà máy: Sản xuất chế biến thực phẩm đóng gói.
Bảng 4.1. Ước tính sản lượng của nhà máy qua các năm Thực phẩm đóng gói 2008 2009 2011 2015 2016 (*) 2020(*) Công suất (tấn/năm) 9700 9700 15840 20740 22850 23450 Sản lượng (tấn/năm) 4500 8700 10752 17650 19125 22728 Hiệu suất (%) 46 90 68 85 84 97
Ghi chú: Từ năm 2008 – 2015: Dựa theo báo cáo sản xuất kinh doanh, (*): Định hướng phát triển của nhà máy
-Chất lượng sản phẩm:
+ Nhà máy luôn đạt chất lượng sản phẩm lên hàng đầu do danh tiếng của công ty cũng như do những yêu cầu khắt khe về bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn HACCP. Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm được tiến hành trong suốt quá trình sản xuất, từ khâu nguyên vật liệu đến thành phẩm.
+ Tất cả các sản phẩm của nhà máy đều có đăng ký chất lượng sản phẩm với nhà nước. Nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, về phía công ty đã xây dựng hệ thống quản lý đảm bảo vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn HACCP.
+ Có đội ngũ cán bộ lãnh đạo, cán bộ nghiên cứu, công nhân kỹ thuạt có tay nghề cao, đã tích lũy nhiều kinh nghiệm trong sản xuất, đảm bảo được các yêu cầu về chất lượng và an toàn thực phẩm.
b. Quy trình sản xuất bánh snack từ khoai tây
Qua điều tra, khảo sát thực tế, hiện tại nhà máy đang áp dụng quy trình sản xuất như sau:
Hình 4.2. Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây
Thuyết minh quy trình sản xuất:
Nguyên liệu đầu vào cho quy trình sản xuất bánh Sanck từ khoai tây là khói tây củ và gia vị. Quy trình sản xuất bánh bao gồm các công đoạn sau:
-Khoai tây củ được nhập về theo định kỳ 2 lần/tuần. Để đảm bảo không hư hỏng trước khi đưa vào cơ sở chế biến thì khoai tây được trữ trong kho mát.
-Rửa và lột khoai tây: Khoai tây củ mua về sẽ bị dính rất nhiều đất cát do đó sẽ được máy cấp khoai tây đưa vào dây chuyền rửa theo từng mẻ. Dưới áp lực phun của nước khoai tây sẽ được rửa sạch đất cát và chuyển tiếp qua máy đánh lột vỏ sạch.
-Cắt lát khoai tây: Khoai tây sau khi được lột sạch vỏ qua máy cắt lát để tránh bị ảnh hưởng do nhựa khoai tây làm đen lát khoai tây, nước được phụ liên tục làm sạch lát cắt rồi để ráo nước trước khi cho qua công đoạn tiếp theo.
Nguyên liệu đầu vào Trữ kho mát (chờ đưa vào
sản xuất Máy rửa khoai tây
Máy cắt khoai tây Máy rửa lát khoai tây
sau khi cắt Máy chiên khoai tây
Máy tẩm gia vị Máy đóng gói bao bì
Xuất hàng
Nước thải: cát đất, TTSS Nước thải, khoai tây vụn Nước thải chứa tinh bột
Mùi CTR Gia vị
Nước Nước
Dầu, nước rửa thiết bị Nước Khoai tây củ
-Chiên và tẩm gia vị: Khoai tây lát sau khi chạy qua hệ thống băng tải có gắn các vòi khí nén để làm ráo nước được cho vào máy chiên. Dầu sử dụng để chiên là dầu Palm Olein (chiên tới thời gian 2,5 – 3,05 phút và nhiệt độ 1750C đã được định sẵn) sau khi chiên xong chuyển qua công đoạn tẩm gia vị (được thực hiện do máy phun đều gia vị và thùng xoay xáo trộn).
-Đóng gói và lưu kho: Mục đích cách ly bánh với môi trường không khí bên ngoài, đảm bảo được bảo quản và vận chuyển. Bán thành phẩm được chuyển qua hệ thống phân phối tự động vào các máy đóng gói và đóng gói riêng biệt theo định lượng được quy định trước. Cuối cùng là đóng gói vào thùng carton lưu kho trước khi xuất đến các đại lý phân phối.
+ Quy trình sản xuất bánh Snack từ các loại bột
Hình 4.3. Quy trình sản xuất bánh Snack từ bột Nguyên liệu đầu vào
Chuẩn bị thành phần (máy cân)
Máy ép đùn tạo thành hình Máy tách ẩm Máy sấy và làm nguội
Máy chiên Máy tẩm gia vị Máy đóng gói bao bì
Xuất hàng
Bụi, nước thải
Nước Nhiệt
Mùi CTR Gia vị
Dầu, nước rửa thiết bị Nước Bột
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu đầu vào cho quy trình sản xuất Snack là từ bột gồm bột mì, bột sắn, muối, bột nổi, đường và gia vị.
Quy trình sản xuất bánh bao gồm các công đoạn sau:
Nguyên liệu sẽ được cân theo định lượng và cho vào máy trộn đánh đều sau đó chuyển qua công đoạn tạo hình sản phẩm. Sản phẩm sau khi được tạo hình sẽ được sấy nhằm tách nước khỏi bánh, sau đó qua công đoạn chiên tiếp theo sẽ chuyển quan máy tẩm gia vị, cuối cùng là cân định lượng, đóng gói bảo quản và đóng gói vào thùng carton rồi lưu kho.
4.2. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BIẾN THỰC PHẨM
4.2.1. Đặc tính nước thải và thông số thiết kế Đặc tính nước thải Đặc tính nước thải
- Nước thải có hàm lượng rắn lơ lửng rất cao do quá trình rửa nguyên cắt lát khoai tây sinh ra. Rác thải có kích thước lớn rất nhiều, đặc biệt là vỏ của khoai tây và các lát khoai tây trong quá trình gọt vỏ và cắt lá đã rơi vào hệ thống nước thải, những lát khoai tây mỏng sẽ nổi trên mặt nước, còn những lát có khối lượng nặng sẽ chìm xuống.
- Có hàm lượng BOD và COD cao do trong nước thải chứa rất nhiều tinh bột sinh ra từ công đoạn cắt khoai tây thành lát mỏng và từ dây chuyền sản xuất bánh từ các loại bột.
- Hàm lượng dầu mỡ trong nước thải rất cao sinh ra ở công đoạn chiên khoai tây và chiên các loại bột, do rửa thiết bị chiên, hàm lượng dầu cao sẽ gây ức chế hoạt động của vi sinh khi xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh, dầu trong nước thải là dầu thực vật do đó dễ nổi lên trên mặt nước và tạo thành một lớp dầu trên mặt.
Thông số thiết kế lý thuyết của hệ thống xử lý nước thải: -Lưu lượng nước thải thiết kế xử lý là 790 m3/ngày.
Bảng 4.2. Thông số thiết kế lý thuyết của hệ thống xử lý nước thải nhà máy
STT Chỉ tiêu Đơn vị thải đầu vào (NT1) Thông số nước Nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT (NT2)
1 pH - 6 – 6.3 6 - 9 2 COD mg/l 3.750 – 4.000 `150 3 BOD mg/l 2.500 – 2.600 50 4 TTSS mg/l 850 - 1000 100 5 N mg/l 163 40 6 P mg/l 34 6 7 Dầu mỡ mg/l <30 - 8 Nhiệt độ 25 – 950C -
Nguồn: Châu Á – Công ty TNHH Môi trường & Công nghệ Xanh Việt (2013) 4.2.2. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải
Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tại công ty Thuyết minh quy trình xử lý:
Nước thải đầu vào của quá trình sản xuất là nước thải chứa dầu mỡ, nước thải từ quá trình rửa khoai tây, rửa dụng cụ trộn bột. Toàn bộ nước thải từ hoạt động sản xuất đi qua song chắn rác (01 song chắn rác thô có kích thước lỗ d = 20mm). Tại đây, người công nhân tiến hành vớt rác thủ công. Sau đó nước thải đi qua bể tách dầu mỡ để tách lớp dầu mỡ nổi lên trên. Nước thải tiếp tục đi qua bể lắng sơ bộ để loại bỏ lượng chất rắn lơ lửng còn nổi trên bề mặt và đến bể điều hòa. Bể cân bằng có nhiệm điều chỉnh lưu lượng và nồng độ nước thải trước khi sang bể UASB. Bể điều hòa được bổ sung hóa chất NaOH và HCl nhằm điều chỉnh pH về môi trường trung tính, tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động ở các bể tiếp theo. Bể UASB xử lý yếm khí các chất hữu cơ, tại bể này các vi sinh vật yếm khí tăng cường hoạt động để phân giải các chất ô nhiễm, chất hữu cơ,... sau đó, nước thải tiếp tục được bơm sang bể Aerotank. Tại bể này, nước thải được bổ sung khí O2 từ bên ngoài vào thông qua hệ thống sục khí nhằm tăng cường hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. Nước thải tiếp tục được bơm sang bể lắng bùn để tiếp tục lắng hàm lượng các chất rắn lơ lửng, lượng bùn lắng xuống đáy bể, định kỳ được bơm sang bể nén bùn để thu hồi lượn bùn thải này. Lượng nước trong phía trên bể lắng bơm sang bể khử trùng đã được bổ sung chlorine để khử trùng nước thải. Nước thải sau bể khử trùng được bơm sang hố ga đấu nối với KCN Tiên Sơn.
Hình 4.4. Quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy Tính chất nước thải thực tế
Kết quả điều tra khảo sát và lấy mẫu phân tích tại ngẫu nghiên tại 05 thời điểm trong thời gian nghiên cứu đối với nước thải phát sinh từ công ty cho thấy: Lưu lượng thực tế nước thải nhà máy thải biến động trong khoảng là 350 – 450 m3/ngày đêm. So sánh với chất lượng nước thải đầu vào và nước thải đầu ra của hệ thống xử lý cho thấy hoạt động của hệ thống là tương đối ổn định.
Nước thải từ quá trình sản xuất Tách rác thô (SCR) Lắng sơ bộ 1 Bể tách dầu Bể cân bằng Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng bùn Bê khử trùng Tiêu chuẩn tiếp nhận KCN Tiên Sơn Sau xử lý Tiền xử lý Xử lý cấp 2 NaOH, HCl Thổi khí Chlorine Bùn Bê nén bùn Máy ép bùn Nước ép bùn Bùn khô Xử lý cấp 1
Bảng 4.3. Giá trị trung bình của một số thông số đo đạc trong nước thải thực tế công ty TT Chỉ tiêu Số mẫu Đơn vị Giá trị trung bình nước thải đầu vào
(NT1) Giá trị trung bình nước thải đầu ra (NT2) QCVN 40: 2011/BTNMT, cột B 1 pH 5 - 4 - 6 6,5 – 7,5 5,5 - 9 2 COD 5 mg/l 1.300 – 1.600 `100 – 180 150 3 BOD 5 mg/l 950 – 1.200 50 - 90 50 4 TSS 5 mg/l 850 - 1000 125,4 100 5 N 5 mg/l 80 - 105 35,4 40 6 P 5 mg/l 14 0,6 6 7 Dầu mỡ 5 mg/l 8.340 43 10 8 Nhiệt độ 5 25 – 950C - -
Ghi chú: Hàm lượng dầu mỡ ở trên là hàm lượng dầu ở nguồn nước thải chứa dầu (15 m3 nước thải). Nếu tính trên tổng lưu lượng nước thải thì hàm lượng dầu khoảng 185 mg/l.
So sánh hiệu xuất xử lý thiết kế và hiệu xuất xử lý thực tế
Để đánh giá hiệu xuất xử lý theo thiết kế và hiệu xuất xử lý thực tế. Chúng tôi đã tiến hành tính toán hiệu xuất xử lý theo thiết kế tại các công đoạn xử lý: Tác rác thô, thu gom, bể tách dầu, bể lắng, bể điều hòa; Bể xử lý sinh học yếm khí UASB; Bể sinh học hiếu khí Aerotank, bể lắng. Kết quả tính toán hiệu xuất xử lý theo lý thuyết được trình bày trong bảng 4.4. Hiệu xuất xử lý thực tế của hệ thống được tính toán qua giá trị đo đạc được tại các công đoạn xử lý tương ứng được trình bày trong bảng 4.5. Chi tiết về đánh giá hiệu quả của từng công đoạn được trình bày dưới đây.
Bảng 4.4. Tính toán hiệu suất xử lý theo thiết kế của công ty
Thông số Đầu vào
(mg/l) Đầu ra (mg/l) Hiệu suất xử lý (%) Công đoạn xử lý COD 4.000 2.400 40 Tách rác thô, bể thu gom, bể tách dầu, bể lắng, bể điều hòa (B03) BOD 2.600 1.560 60 TSS 6 – 6,3 6,8 – 7,2 - Dầu mỡ <30 <10 66 N 80 65 19
Thông số Đầu vào (mg/l) Đầu ra (mg/l) Hiệu suất xử lý (%) Công đoạn xử lý COD 2.400 528 78 Bể xử lý sinh học yếm khí UASB (B04) BOD `1.560 343 78 TSS 7,2 6,5 9,7 Dầu mỡ 8 7 12,5 N 65 32 50,7 COD 528 42 92 Bể sinh học hiếu khí