HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ BẮC

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY THỰC PHẨM CHÂU Á
TẠI KHU CÔNG NGHIỆP TIÊN SƠN – BẮC NINH

Chuyên ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

60 44 03 01

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trịnh Quang Huy

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2016


Nguyễn Thị Bắc

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................................ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH...............................................................................................................................x
THESIS ABSTRACT...........................................................................................................................xiv
PHẦN 1. MỞ ĐẦU..............................................................................................................................1

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI...................................................................1
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU...........................................................................2
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU.............................................................................2
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN.......3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.........................................................................................................4

2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI TÂY
CHIÊN)................................................................................................................. 4
2.1.1. Thế giới...................................................................................................................................4
2.1.2. Việt Nam.................................................................................................................................4
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của khoai tây..................................................................................5
Hình 2.1. Tỷ lệ cơ cấu các ngành sản xuất chính tại Bắc Ninh.........................................................6
2.2. THỰC TRẠNG VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN LƯƠNG
THỰC, THỰC PHẨM...........................................................................................................................6
2.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Snack khoai tây.....................................................6
Hình 2.2. Quy trình sản xuất Snack từ khoai tây..............................................................................7
2.2.2. Các vấn đề môi trường phát sinh và biện pháp quản lý.......................................................8

3.3. ĐỐI TƯỢNG/VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU...................................................19
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.........................................................................19
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................19
3.5.1. Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp...........................................................................19
Hình 3.2. Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu sau khi cải tạo....................................................22
3.5.4. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp đo................................................................................22
3.5.5. Phương pháp tính toán công trình xử lý.............................................................................23
3.5.6. Phương pháp đánh giá........................................................................................................23
3.5.7. Phương pháp xử lý số liệu và trình bày kết quả..................................................................23
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................................................24

4.1.1. Vị trí nhà máy............................................................................................24
Hình 4.1. Vị trí của nhà máy trong KCN Tiên Sơn – tỉnh Bắc Ninh....................24
Hình 4.2. Quy trình sản xuất bánh Snack từ khoai tây..................................................................26

4.2.1. Đặc tính nước thải và thông số thiết kế.....................................................28
Hình 4.4. Quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy...........................................30
Bảng 4.3. Giá trị trung bình của một số thông số đo đạc trong nước thải thực tế công ty.........31
Bảng 4.4. Tính toán hiệu suất xử lý theo thiết kế của công ty......................................................31
Bảng 4.5. Hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải...................................................32
Bảng 4.6. Hiện trạng các thiết bị sử dụng trong hệ thống.............................................................35
Hình 4.5. Quy trình công nghệ xử lý nước thải theo phương án đề xuất.....................................40

iv


Bảng 4.7. Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 1................................................................................41
Bảng 4.8. Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 2................................................................................41
Bảng 4.9. Hiệu xuất xử lý sau khi hòa trộn hai dòng nước thải.....................................................41
Bảng 4.13. Các thông số cơ bản tính toán bể Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn........................53


CTR

Chất thải rắn

COD

Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa sinh học)

KCN

Khu công nghiệp

HACCP

Hazard Analysis Critical Control Points: Hệ thóng phân
tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn trong thực phẩm

SCR

Song chắn rác

STT

Số thứ tự

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam


1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU.............................................................................2
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN.......3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.........................................................................................................4

2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI TÂY
CHIÊN)................................................................................................................. 4
2.1.1. Thế giới...................................................................................................................................4
2.1.2. Việt Nam.................................................................................................................................4
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của khoai tây..................................................................................5
Hình 2.1. Tỷ lệ cơ cấu các ngành sản xuất chính tại Bắc Ninh.........................................................6
2.2. THỰC TRẠNG VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN LƯƠNG
THỰC, THỰC PHẨM...........................................................................................................................6
2.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Snack khoai tây.....................................................6
Hình 2.2. Quy trình sản xuất Snack từ khoai tây..............................................................................7
2.2.2. Các vấn đề môi trường phát sinh và biện pháp quản lý.......................................................8
Bảng 2.2. Thống kê tải lượng chất thải một số cơ sở chế biến thực phẩm điển hình trên địa bàn
tỉnh Bắc Ninh.....................................................................................................................................9

2.3. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỰC PHẨM...............10
2.3.1. Các giai đoạn xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm.................................................10
a.Giai đoạn tiền xử lý.....................................................................................................................10
Song chắn rác.................................................................................................................................10
c.Giai đoạn xử lý cấp 2...................................................................................................................11
(1)Bể lọc sinh học ngập nước........................................................................................................11

vii


Hình 2.3. Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước tại công ty Acecook.......................12
(2)Bể lọc sinh học nhỏ giọt............................................................................................................12

4.2.1. Đặc tính nước thải và thông số thiết kế.....................................................28
Hình 4.4. Quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy...........................................30
Bảng 4.3. Giá trị trung bình của một số thông số đo đạc trong nước thải thực tế công ty.........31
Bảng 4.4. Tính toán hiệu suất xử lý theo thiết kế của công ty......................................................31
Bảng 4.5. Hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải...................................................32
Bảng 4.6. Hiện trạng các thiết bị sử dụng trong hệ thống.............................................................35

viii


Hình 4.5. Quy trình công nghệ xử lý nước thải theo phương án đề xuất.....................................40
Bảng 4.7. Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 1................................................................................41
Bảng 4.8. Hiệu xuất xử lý nước thải ở dòng 2................................................................................41
Bảng 4.9. Hiệu xuất xử lý sau khi hòa trộn hai dòng nước thải.....................................................41
Bảng 4.13. Các thông số cơ bản tính toán bể Aerotank kiểu xáo trộn hoàn toàn........................53
Bảng 4.14. Chi phí xây dựng các công trình...................................................................................57
Bảng 4.15. Chi phí song chắn rác....................................................................................................57
Bảng 4.16. Chi phí bể lắng sơ cấp...................................................................................................58
Bảng 4.17. Chi phí xây dựng bể tuyển nổi......................................................................................58
Bảng 4.18. Chi phí về công nhân vận hành....................................................................................59
Bảng 4.19. Chi phí về điện năng tiêu thụ.......................................................................................59

5.1. KẾT LUẬN..................................................................................................61
5.2. KIẾN NGHỊ.................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................63

ix


DANH MỤC HÌNH

Song chắn rác.................................................................................................................................10
c.Giai đoạn xử lý cấp 2...................................................................................................................11
(1)Bể lọc sinh học ngập nước........................................................................................................11
Hình 2.3. Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước tại công ty Acecook.......................12
(2)Bể lọc sinh học nhỏ giọt............................................................................................................12

x


Hình 2.4. Bể hiếu khí truyền thống tại nhà máy Bia Sài Gòn – Phú Thọ.......................................13
d. Sau xử lý.....................................................................................................................................13
Khử trùng bằng clo hoặc các hợp chất của clo.............................................................................14
Khử trùng bằng ô zôn.....................................................................................................................14
2.3.2. Một số mô hình xử lý nước thải sản xuất chế biến thực phẩm.........................................14

2.3.2.1. Mô hình xử lý theo phương pháp hóa lý kết hợp sinh học......................14
Hình 2.5. Mô hình xử lý nước thải theo phương pháp hóa lý kết hợp sinh học...........................15

2.3.2.2. Mô hình xử lý theo bể SBR....................................................................16
Hình 2.6. Mô hình xử lý nước thải theo bể SBR.............................................................................17
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................................................19

3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU..........................................................................19
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU........................................................................19
3.3. ĐỐI TƯỢNG/VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU...................................................19
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.........................................................................19
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................19
3.5.1. Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp...........................................................................19
Hình 3.2. Quy trình xử lý nước và vị trí lấy mẫu sau khi cải tạo....................................................22
3.5.4. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp đo................................................................................22


5.1. KẾT LUẬN..................................................................................................61
5.2. KIẾN NGHỊ.................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................63

xii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Báo cáo này nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của
nhà máy chế biến thực phẩm Châu Á tại KCN Tiên Sơn, tỉnh Bắc Ninh dựa trên
hiện trạng xử lý hiện tại của nhà máy. Bằng các phương pháp nghiên cứu khác
nhau: Điều tra thu thập số liệu thứ cấp thông qua các báo cáo về tình hình phát
triển của nhà máy, khảo sát thực địa cho thấy hiệu quả xử lý nước thải của nhà
máy không cao do: song chắn rác không tách được rác, bể tách dầu không tách
được dầu, vi sinh vật bị ức chế nên bể sinh học xử lý không hiệu quả,...Dựa trên
phương pháp lấy mẫu, tính toán và đánh giá hiệu quả xử lý để phân tích và đánh
giá phương án đề xuất. . Kết hợp các phương tính toán, đánh giá hiệu quả xử lý
của hệ thống. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành đưa ra giải pháp: Thay bể tách
dầu bằng bể tuyển nổi, lắp đặt nhiều song chắn rác thô, bổ sung song chắn rác
tinh nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý cấp 2, cấp 3 hoạt động
hiệu quả. Đề tài đã tính toán thiết kế đối với các hệ thống đề nghị nâng cấp và hệ
thống hoạt động thử nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý cao (đạt QCVN
40:2011/BTNMT, cột B).

xiii


THESIS ABSTRACT
This report studies solutions to enhance the efficiency of wastewater

chiên, snack, bim bim,... Quá trình sản xuất khoai tây chiên của các công ty dẫn
đến các vấn đề về môi trường, đặc biệt là nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất
có đặc tính ô nhiễm rất cao nếu thải trực tiếp ra ngoài môi trường sẽ làm ô nhiễm
nguồn nước mặt, nước ngầm, đất,... Vì vậy, nước thải sinh ra từ quá trình sản
xuất khoai tây chiên cần phải xử lý trước khi thải ra môi trường bên ngoài.
Công ty TNHH Công nghệ thực phẩm Châu Á tại Khu công nghiệp Tiên Sơn
– Bắc Ninh là doanh nghiệp sản xuất, chế biến các mặt hàng thực phẩm (chủ yếu
là sản xuất Snack khoai tây). Sản phẩm mì ăn liền của công ty đạt Huy chương
vàng thực phẩm an toàn năm 2003; Giấy chứng nhận Hàng Việt Nam chất lượng
cao năm 2007 do người tiêu dùng bình chọn,…Công ty đã đưa ra thị trường trong
và ngoài nước sản phẩm Snack có chất lượng cao với nhiều chủng loại khác
nhau. Công ty đi vào hoạt động năm 2003 nhưng đến năm 2013 công ty tiến hành
xây dựng hệ thống xử lý nước thải theo công suất thiết kế 790 m 3/ngày. Công
suất xử lý thực tế của nhà máy là 495 m 3/ngày, theo kết quả chương trình quan
trắc định kỳ của nhà máy (tháng 06/2015) thì một số chỉ tiêu như dầu mỡ khoáng,
BOD5, COD, TSS,...vượt ngưỡng cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B.
Nhận biết được tình trạng nước thải xử lý của nhà máy đạt hiệu quả không cao sẽ
gây ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận và chi phí xử lý nước thải cao (trung
bình 9.000 VNĐ/1 m3 nước thải). Do đó, nhà máy muốn tìm ra giải pháp để khắc
phục tình trạng xử lý nước thải hiện tại nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và giảm

1


chi phí của quá trình xử lý nước thải. Do đó, để tìm hiểu rõ hơn về hiệu quả xử lý
nước thải của nhà máy và tìm ra giải pháp để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chế
biến thực phẩm, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý
nước thải của nhà máy thực phẩm Châu Á tại KCN Tiên Sơn – Bắc Ninh”.
1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Hiện tại, hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến thực phẩm Châu Á

- Không gian: Công ty TNHH Công nghệ Chế biến thực phẩm Châu Á tại
KCN Tiên Sơn – huyện Tiên Du – Tỉnh Bắc Ninh.
- Giới hạn về nội dung nghiên cứu:
+ Nghiên cứu hiện trạng hệ thống xử lý nước thải, nghiên cứu cải tạo hệ
thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất Snack tại công ty chế biến thực phẩm
Châu Á;
+ Nghiên cứu hiệu quả tách dầu của bể tuyển nổi đối với nước thải có hàm
lượng dầu thực vật cao.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
- Ý nghĩa khoa học:
+ Bổ sung thông tin về các yếu tố chi phối tới hiệu suất xử lý nước thải của
công nghệ bằng biện pháp sinh học kết hợp hóa lý đang được áp dụng cho nhóm
ngành chế biến thực phẩm.
- Ý nghĩa thực tiễn:
+ Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, xử lý nước thải tại công ty chế biến
thực phẩm Châu Á nhằm đảm bảo chi phí và hiệu quả về mặt bảo vệ môi trường.
+ Là mô hình có thể tham khảo cho các đối tượng/công ty cùng nhóm
ngành nghề sản xuất (ngành chế biến thực phẩm).
+ Đề tài sẽ đánh giá được hiệu xuất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước
thải từ đó đưa ra biện pháp cải tạo nâng cao hiệu quả xử lý nước thải. Sau khi cải
tạo hệ thống thì chất lượng nước thải ra ngoài đạt tiêu chuẩn QCVN
40:2011/BTNMT, cột B, giúp công ty thực hiện tốt quy định của nhà nước về bảo
vệ môi trường, nâng cao danh tiếng của công ty trên thương trường về hệ thống
sản xuất sản phẩm “sạch, xanh”.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BÁNH SNACK (KHOAI

4


Bảng 2.1. Thành phần hóa học của khoai tây
STT
1
2
3
4
5
6
7

Thành phần hóa học

Hàm lượng (%)

Nước
Tinh bột
Hợp chất Nitơ
Cellulose
Tro
Chất béo
Các chất khác

75
18,5
2,1
1,1
0,9



Tỉnh Bắc Ninh là một trong những tỉnh có số lượng doanh nghiệp đầu tư
vào ngành sản xuất snack đứng đầu thế giới. Bắc Ninh là một trong những tỉnh
có số lượng Khu công nghiệp lớn nhất cả nước (khoảng 15 – 17 khu công
nghiệp) với đa dạng các loại hình sản xuất và thu hút nhiều đầu tư từ nước ngoài:
Hàn Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Malaysia,...

Hình 2.1. Tỷ lệ cơ cấu các ngành sản xuất chính tại Bắc Ninh
Nguồn: Trần Thị Ninh (2015)

Như vậy, số lượng các doanh nghiệp có hoạt động sản xuất chế biến lương
thực, thực phẩm tại Bắc Ninh chiếm khoảng 10% /tổng số ngành.
Số lượng các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực chế biến lương thực
thực phẩm khoảng 85 doanh nghiệp, trong đó có một số doanh nghiệp nổi tiếng
như: Nước giải khát Pepsico, nhà máy sản xuất Suntory, Mì Acecook, thực phẩm
Châu Á,...
Theo dự báo của Trưởng ban quản lý các KCN tỉnh Bắc Ninh thì số lượng
các doanh nghiệp có ngành nghề chế biến lương thực, thực phẩm sẽ đầu tư vào
tỉnh tăng khoảng 15% giai đoạn 2016 - 2020.
2.2. THỰC TRẠNG VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
ĐỐI VỚI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC
PHẨM
2.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Snack
khoai tây
Quá trình sản xuất Snack khoai tây theo quy trình sản xuất như sau:

6




Đóng gói

CTR: bao bì, nhãn hỏng

Xuất hàng

Hình 2.2. Quy trình sản xuất Snack từ khoai tây
Thuyết minh quy trình sản xuất:
Khoai tây được mua về dưới dạng nguyên liệu thô với trọng lượng 150 –
250g đường, có tỷ trọng riêng Băng chuyền làm ráo nước (nhằm tăng chất lượng của sản
phẩm, khoai được làm ráo nước trên băng chuyền) --> Thiết bị rán liên tục (khoai

7


được đưa qua thiết bị rán băng chuyền liên tục) --> băng chuyền loại bớt dầu ăn
và làm mát -> thiết bị trộn gia vị (gia vị được phun ở dạng bột và bám đồng đều
trên khoai tây) --> đóng gói (có thể sử dụng thiết bị đóng gói tự động hoặc bán tự
động. đóng gói tuỳ theo yêu cầu của khách hàng --> cung cấp ra thị trường (Vân
Anh, 2015).


+ Chất thải rắn
Nguồn chất thải rắn từ nhà máy chế biến thực phẩm chủ yếu trong quá trình
sản xuất và sinh hoạt của công nhân viên.
- Ở kho chứa nguyên liệu, nguyên liệu rơi vãi, không thu gom và phân loại
sẽ phân hủy gây ô nhiễm đất.
- Chất thải rạo ra gồm có các chất thải từ quá trình xử lý nguyên liệu, quá
trình đóng gói, hoạt động của quá trình sử dụng nhiên liệu (than), bùn từ hệ thống
xử lý nước thải.
Hầu hết các chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất đều là những chất có
khả năng tái chế, tái sử dụng cao. Do vậy, nếu làm tốt công tác thu gom sẽ làm
giảm thiểu đáng kể nguồn phát thải ra môi trường.
Theo kết quả điều tra, tính toán lượng CTR, CTNH của ngành trên toàn địa
bàn tỉnh như sau:
Bảng 2.2. Thống kê tải lượng chất thải một số cơ sở chế
biến thực phẩm điển hình trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh
Địa điểm
Nhà máy chế biến thực phẩm Châu
Á-KCN Tiên Sơn
Nhà máy sản xuất nước giải khát
Pepsico-KCN Vsip
Nhà máy chế biến thực phẩm, nước
giải khát Suntory-KCN Vsip
Các cơ sở sản xuất miến dong
Các cơ sở chế biến lâm sản

Tải lượng (Kg/tháng)
CTR
CTR
CTR

1.485
4.904,4

16.650
21.960

36
732

6.360
-

Chất thải rắn được quản lý dựa trên các văn bản pháp lý: Nghị định số
38/2015/NĐ-CP ngày 24/04/2015 của Chính phủ quy định về quản lý chất thải và
phế liệu; Nghị định số 174/2007/NĐ-CP ngày 29/11/2007 của Chính phủ về phí
bảo vệ môi trường đối với chất thải rắn; Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT ban
hành ngày 30/06/2015 của Bộ Tài nguyên và môi trường quy định về quản lý
chất thải nguy hại,...
+ Khí thải
- Nguồn gốc phát sinh: Quá trình vận chuyển bốc dỡ nguyên vật liệu và sản
phẩm; khí thải từ quá trình lò than cấp cho nồi hơi; hoạt động phương tiên tham

9


gia giao thông.
+ Tính chất khí thải: Nhìn chung, khí thải phát sinh từ hoạt động sản xuất
chế biến thực phẩm là không nhiều. Vấn đề khí thải phát sinh chủ yếu từ quá
trình đốt than sử dụng cho lò hơi, phát sinh ra các khí thải như SO2, NOx, CO,...
2.3. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỰC PHẨM