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

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.68 MB, 90 trang )

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 á

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 do - 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 quá trình sản xuất đông dược bằng bùn hoạt tính
hiếu khí.
II- NHIỆM V VÀ NỘI DUNG:
Tìm hiểu và nghiên cứu khả năng xử lý nước thải từ quá trình sản xuất đông dược bằng
bùn hoạt tính hiếu khí.
III- NGÀY GIAO NHIỆM V : (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong QĐ giao đề tài)
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM V : /
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

GS.TSKH Lê Huy Bá

/2013

GS.TSKH Lê Huy Bá

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Ngô Xuân Quang

iii

ỜI CÁM ƠN
Xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Lê Huy á đã cung cấp và hướng dẫn em trong
phương pháp nghiên cứu khoa học, hướng viết luận văn thạc sĩ, cách trình bày của m t
luận văn thạc sĩ, tất cả kiến thức thầy chỉ dẫn đều rất bổ ích, nó giúp em thực hiện làm
theo đúng qui định trình bày và đúng khoa học.
Xin cảm ơn gia đình, những thành viên luôn ủng h cả tinh thần và vật chất giúp em
có thể tự tin hoàn thiện tốt các công việc hiện tại của mình m t cách hiệu quả.

Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã cung cấp thông tin, tài liệu và những lời khuyên
để bài luận văn này được hoàn thiện...đ c biệt là tác giả Nguy n Thị Ngọc Linh, Nguy n
V Luận đã cung cấp cơ s lý thuyết cho luận văn này.
xin chân thành cảm ơn !

Ngô Xuân Quang

iv

TÓM TẮT
Vấn đề nước thải đang là vấn đề quan tâm của nhà lãnh đạo, của những người
nghiên cứu và cả của người dân…nước thải từ quá trình sản xuất dược phẩm c ng là
vấn đề mà được nhiều người quan tâm, xuất phát từ vấn đề thực tế đó thì hướng nghiên
cứu “nghiên cứu xử lý nước thải từ quá trình sản xuất đông dược bằng bùn hoạt tính
hiếu khí” quá trình nghiên cứu đã góp phần giúp bản thân em hiểu rõ hơn về các quá
trình sản xuất dược phẩm, thành phần, tính chất của nước thải dược phẩm đông dược
và đ c biệt là hướng xử lý nước thải đông dược bằng bùn hoạt tính hiếu khí, khi
nghiên cứu thì cho thấy nước thải dược phẩm được xử lý bằng bùn hoạt tính hiếu khí
và cho hiệu quả rất cao, nghiên cứu c ng cho thấy các thấy việc kiểm soát các thông số
như pH, COD cần được kiểm soát nghiêm ng t, đ c biệt là yếu tố vi sinh vật c ng như
bùn và dinh dưỡng cho vi sinh vật c ng cần được quan tâm thích đáng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy các thông số cần đạt như pH luôn duy trì trong
khoảng , - thì hiệu quả xử lý là cao nhất. hiệu quả xử lý COD luôn đạt

. Đề tài

c ng tiến hành thực nghiệm và tìm ra các thông số đ ng học cho quá trình xử lý nước
thải đông dược như : Ks: Hằng số bùn vận tốc, K: Tốc đ sử d ng cơ 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 8 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 các chữ viết tắt ...........................................................................................vi
M C

C ................................................................................................................ vii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
. .Đ t vấn đề ............................................................................................................... 1
. . Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................... 3
. . .Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................................ 3
. . .Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................................ 4
. . Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 6
. . nghĩa khoa học và thực ti n của đề tài................................................................ 7
. . . nghĩa khoa học ................................................................................................. 7
. . . nghĩa kinh tế .................................................................................................... 7
. . . nghĩa m t xã h i .............................................................................................. 7

. . .Tính mới .............................................................................................................. 7
. .M c đích và m c tiêu nghiên cứu của dề tài .......................................................... 7
. . .M c đích nghiên cứu của đề tài ........................................................................... 7
1. . .M c tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................ 8
. .N i dung nghiên cứu .............................................................................................. 8
. .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 của GMP[2].[4] ............................................................... 13
. . Mười n i dung chính của GMP ......................................................................... 14
. Sơ lược về ngành dược Việt Nam ........................................................................ 14
. Quy trình sản xuất[6] ............................................................................................. 14
. . Mguyên ph liệu và 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 và thuốc mỡ .................................................... 19
. . . Quy trình sản xuất thuốc tiêm ........................................................................ 20
. Ô nhi m nước thải trong các nhà máy sản xuất dược phẩm[6] ............................. 20

. . Nhu cầu sử d ng nước ....................................................................................... 20
. . Các nguồn thải trong nhà máy ........................................................................... 21
. . M t số đ c tính của nước thải ........................................................................... 23
. . . Sự thay đổi của tính chất nước thải theo thời gian ......................................... 23
. . . Sự thay đổi theo từng phân xư ng sản xuất ................................................... 23
. Tình hình xử lý nước thải tại m t số nhà máy sản xuất dược phẩm trong nước[6]24
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH XỬ Ý NƯỚC THẢI SẢN XUẤT
DƯỢC PHẨM BẰNG CÔNG NGHỆ .................................................................... 27
. Tóm tắt cơ s lý thuyết của quá trình xử lý sinh học ........................................... 27
. . Cơ s của quá trình xử lý sinh học .................................................................... 27
. . Các yếu tố ảnh hư ng đến hoạt đ ng của vi sinh vật. ....................................... 29
. .Giới thiệu vi sinh vật trong xử lý nước thải ......................................................... 30
. . .Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải ..................................................... 30
. . .Vi sinh vật tham gia trong quá trình xử lý nước thải ........................................ 31
. . . .Vi sinh tham gia quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí ... 31
. .Mô hình thí nghiệm .............................................................................................. 38
. .Vận hành ............................................................................................................... 39
. . .Các bước chuẩn bị ............................................................................................. 39
. . .Các thiết bị và vật liệu nghiên cứu .................................................................... 40
. .Trình tự tiến hành ................................................................................................. 41
. . .Thí nghiệm : xác định các thông số bùn .......................................................... 41

ix
3. . .Thí nghiệm : Giai đoạn chạy 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 đ ng học ....................... 64
Ch

n 5:

ẾT U N -

IẾN NGH ................................................................... 70

. .Kết luận................................................................................................................. 75
. .Kiến nghị .............................................................................................................. 76
Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 77
Ph L c

x

D NH M C H NH
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 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
Hình . : Vi khuẩn Zoolea hình ngón tay .................................................................. 32
Hình . : Các loại vi khuẩn Pseudomonas ................................................................. 32
Hình . : Các loại vi khuẩn acillus .......................................................................... 33
Hình . : Nấm Geotrichum candidum ....................................................................... 34
Hình . : M t vài hình ảnh về nấm spergill và Sacharomycess ............................. 34
Hình . : Sợi tảo lam .................................................................................................. 34
Hình . : Trùng biến hình rcella megastoma và rcelle......................................... 35
Hình 3.9: Euglypha ..................................................................................................... 35
Hình .

: Escherichia coli ........................................................................................ 35

Hình .

: M t vài hình ảnh về Vorticella convallaria .............................................. 36

Hình .

: Paramecium .............................................................................................. 36

Hình .

: Chilodomella uncinata .............................................................................. 37

Hình .

: Lecane Sp ................................................................................................. 37

Hình .

: Euchlanis .................................................................................................. 37

xi
Hình .

: Mô hình 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 di n hiệu quả khử COD theo thời gian trong giai đoạn chạy thích nghi
.................................................................................................................................... 53
Đồ thị . : iểu di 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 ............................................................................................................. 59
Đồ thị . : iểu di n hiệu quả 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 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 giữa thời gian lưu và MLSS

các tải trọng trong

giai đoạn chạy đ ng .................................................................................................... 70

xiii

D NH M C

NG I U

ảng . : Các thông số và phương pháp phân tích .................................................... 12
ảng . : Các 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

giai đoạn

chạy tĩnh ..................................................................................................................... 58
ảng . : 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

.................................................................................................................................... 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