“Đánh giá hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất cồn rượu xuân an, nghi xuân, hà tĩnh

Lời mở đầu
Công nghiệp thực phẩm là một trong số những ngành
công nghiệp phổ biến, nó phát triển gắn liền với nhu cầu và
đời sống của con ngời.
Trong nhiều năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh
mẽ trong nhu cầu và đời sống của con ngời cũng nh các
ngành công nghiệp thực phẩm khác, ngành sản xuất cồn - rợu
đang phát triển với tốc độ khá lớn.
ở nớc ta, nghề nấu rợu thủ công đà có từ ngàn xa và cha
có tài liệu nào cho biết chính xác có từ khi nào. ở miền núi,
đồng bào các dân tộc dùng lúa, ngô, khoai, sắn nấu chín rồi
cho lên men và một trong các sản phẩm nổi tiếng của họ là rợu cần. ở đồng bằng, nhân dân biết nuôi cấy và phát triển
nấm mốc, nấm men trong thiên nhiên trên môi trờng thích
hợp, gạo và các nguyên liệu khác nhau có chứa tinh bột đà đợc
nấu chín để nấu thành rợu.
Trong những năm gần đây, do sự đầu t của công nghệ
và thiết bị hiện đại, một loại các nhà máy sản xuất rợu từ
nguyên liệu tinh bột đợc thành lập nh ở Hà Nội, Nam Định,
Hải Dơng,... sau này có xây dựng thêm một số nhà máy sản
xuất cån - rỵu tõ mËt rØ tËn dơng mËt rØ từ các nhà máy đờng. Ngành công nghiệp cồn - rợu đà và đang trở thành một
trong những ngành công nghiệp chiếm vị trí khá quan trọng
trong nền kinh tế nớc ta.
Tuy nhiên, nớc thải của ngành công nghiệp cồn - rợu luôn
chứa một lợng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của
cacbon, nitơ, photpho. Các chất này dễ bị phân hủy bởi các
vi sinh vật gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nớc tiếp nhận,

1


gây ảnh hởng nghiêm trọng tới môi trờng xung quanh. Đồng

thời, vấn đề bảo vệ môi trờng càng càng trở nên cấp thiết,
điều này đòi hỏi các cơ sở sản xuất cồn - rợu cần bắt buộc
phải xử lý nớc thải sơ bộ hoặc triệt để trớc khi thải ra môi trờng.
Tại Việt Nam mặc dù các vấn đề môi trờng dần dần đợc
quan tâm hơn nhng do điều kiện kinh tế còn khó khăn nên
các vấn đề môi trờng này cha đợc quan tâm đúng mức
ngay từ khi bắt đầu xây dựng nhà máy vì thế đa số các
nhà máy cồn rợu ở Việt Nam là không có hệ thống xử lý nớc
thải, một số nhà máy có hệ thống xử lý nhng hệ thống không
hoạt động hoặc hoạt động không hiệu quả.
Chính vì tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trờng, trong quá trình thực tập tại nhà máy sản xuất cồn rợu
Xuân An, em đà chọn đề tài: Đánh giá hệ thống xử lý nớc
thải tại nhà máy sản xuất cồn - rợu Xuân An, Nghi Xuân, Hà
Tĩnh với mong muốn nâng cao kiến thức thực tế về xử lý nớc thải công nghiệp bằng phơng pháp sinh học đồng thời có
thể đa ra một số kiến nghị giúp nhà máy hoàn thiện hệ
thống hơn đảm bảo chất lợng nớc khi đa ra môi trờng.
Trong quá trình thực tập và nghiên cứu để hoàn thiện
đề tài, em đà nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của Ths.
Nguyễn Thị Minh Phơng cũng nh sự tạo điều kiện thuận lợi
của Ban lÃnh đạo nhà máy và sự giúp đỡ nhiệt tình của các
anh chị công nhân trong nhà máy. Tuy nhiên do kiến thức và
kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đề tài của em không
không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận
đợc sự góp ý của các thầy cô để em có thể hoàn thiện hơn
đề tài của mình.
2


3

chơng 1
tổng quan về công nghiệp sản xuất cồn rợu, những
vấn đề môI trờng liên quan và các biện pháp xử lý
1.1

Sơ lợc về ngành công nghiệp cồn - rợu

Ngành công nghiệp rợu của Việt Nam ra đời và hoạt
động độc lập từ rất lâu, với vị trí là một nghề thủ công
truyền thống. Nhiều làng nghề truyền thống đà nổi tiếng
khắp cả nớc. Các loại rợu truyền thống nh rợu nếp, rợu cẩm, rợu
cần đợc nấu bằng phơng pháp thủ công cũng phổ biến
không kém các loại rợu sản xuất công nghiệp. Có thể nói rợu
đợc tiêu thụ rộng rÃi khắp cả nớc với số lợng chủng loại ngày
càng phong phú và gia tăng không ngừng.
Sản xuất rợu không phải là ngành mới xa lạ trong cuộc
sống. Không biết từ bao giờ rợu đà có và tồn tại cho tới tận
ngày nay. Rợu không chỉ là thứ nớc giải khát mà nó còn gắn
bó với ngời dân nh một truyền thống: vui, buồn, hiếu, hỷ,...
ngời ta thờng đa rợu ra để chúc tụng. Trớc kia rợu hầu hết
đơn thuần đợc sản xuất từ gạo, nếp, ngô... nhng theo sự
phát triển của khoa học công nghệ cũng nh nhu cầu của con
ngời các loại rợu khác nhau đợc sản xuất. Cùng với đó là hàng
loạt nhà máy rợu ra đời và số lợng cũng nh chủng loại ngày
càng gia tăng.
Ngành công nghiệp cồn - rợu càng phát triển thì lợng
chất thải đợc tạo ra càng nhiều dẫn đến ô nhiễm môi trờng
trầm trọng, đặc biệt là môi trờng nớc do đó đòi hỏi cần có
những biện pháp xử lý để đảm bảo cho vấn đề môi trờng.

1.2 Các vấn đề về môi trờng nớc của ngành công
nghiệp cồn - rợu

4


1.2.1

Ô nhiễm môi trờng nớc do nớc thải công

nghiệp cồn - rợu
Trong công nghiệp rợu - cồn ngời ta thờng sử dụng hai
nguồn nguyên liệu:
- Các loại chứa tinh bột nh khoai tây, ngô, gạo, sắn, cao
lơng, mì,... kèm theo bộ phận sản xuất mốc cám (nuôi mốc
trên môi trờng cám để thu chế phẩm enzyme đờng hóa)
hoặc phân xởng nảy mầm hạt ngũ cốc nói chung hoặc đại
mạch dùng để đờng hóa tinh bột.
- Các loại rỉ đờng mía hoặc củ cải.
Với các nguyên liệu chứa tinh bột đều cần phải nấu đờng hóa bằng hạt nảy mầm hoặc b»ng mèc c¸m. B· sau khi
läc cã thĨ dïng cho chăn nuôi. Nớc rửa bà và nớc rửa thiết bị,
nớc rửa sàn rất giầu các chất hữu cơ có trong nguyên liệu nh
các loại đờng dextrin, tinh bột d, xenlulozo, hemixenlulozo,
pentozo, vỏ trấu, vỏ khoai sắn, ...
Rỉ đờng trớc khi đợc dùng vào lên men đều đợc xử lý
bằng acid sunfuric để hạ pH, sau đó gia nhiệt để giết các
tạp khuẩn, kết lắng các keo tụ không thích hợp sau đó pha
thành các môi trờng lên men.
Các loại dịch đờng sau khi thủy phân từ tinh bột và xử
lý từ rỉ đờng bổ sung các nguồn Nitơ hữu cơ hoặc Nitơ vô

cơ với supephosphat làm nguồn phospho, có thể còn thêm
một vài nguồn khoáng nữa và cấy giống nấm men để lên
men.
Sau khi lên men kết thúc, khối dịch đợc đa đi chng cất
ở các tháp và thu đợc cồn có nồng độ cao tới 90 - 960C. Dịch
sau khi cất có chứa nhiều chất hữu cơ còn lại tõ c¸c nguån

5


nguyên liệu, hoặc do nấm men tạo ra và bản thân sinh khối
nấm men. Sinh khối nấm men đợc tách ra ở dạng sệt dùng bổ
sung vào thức ăn chăn nuôi theo tỉ lệ 5 - 10% làm nguồn
dinh dỡng protein rất tốt. Nếu không tách đợc mà xả ra cống
thì nớc thải sẽ nhiễm bẩn rất nhiều.
Tác hại đến môi trờng của nớc thải cồn - rợu do các thành
phần ô nhiễm tồn tại trong nớc thải gây ra.
COD, BOD : sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu
thụ một lợng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận
dẫn đến ảnh hởng đến hệ sinh thái môi trờng nớc. Nếu ô
nhiễm quá mức, điều kiện yếu khí có thể hình thành trong
quá trình phân hủy yếm khí có thể hình thành các khí
H2S, NH3, CH4 làm cho nớc có mùi hôi thối và làm giảm pH.
Chất rắn lơ lửng gây ảnh hởng đến tài nguyên thủy
sinh, đồng thời cũng gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ
đục nguồn nớc), lắng đọng dới đáy gây hiện tợng yếm khí,
phát sinh mùi hôi.
Vi trùng gây bệnh: gây các bệnh truyền nhiễm nh tiêu
chảy, vàng da, ngộ độc thức ăn.
Nitơ, Photpho : gây hiện tợng phú dỡng hóa (Nitơ,

Photpho làm phát triển tảo, vào ban đêm thiếu oxy ảnh hởng
đời sống sinh vật dới nớc, ban ngày thì d lợng oxy qua sự
quang hợp của tảo).
Nhiệt độ cao: gây ô nhiễm nhiệt, ảnh hởng đến thủy
sinh vật, thậm chí có thể gây chết hàng loạt.
Nớc thải của ngành công nghiệp rợu là rất lớn: 1 lít cồn
thành phẩm có tới 15 lít nớc thải. Vì vậy nếu công suất cồn là
3000 l/ngày thì lợng nớc thải tới 50 - 60 m3/ngµy.

6


1.2.2

Những giải pháp khống chế ô nhiễm môi

trờng nớc trong công nghệ cồn - rợu
Đặc điểm nổi bật của nớc thải cồn - rợu chứa nhiều
protein, axit hữu cơ, pectin tan hoặc không tan... với nớc thải
có đặc tính nh vậy sẽ là cơ sở để lựa chọn nhiều phơng
pháp xử lý khác nhau: phơng pháp sinh học, phơng pháp hóa
học, phơng pháp cơ học, phơng pháp hóa lý...
- Phơng pháp sinh học có u điểm là xử lý triệt để nhng
cần có thời gian tiếp xúc, mặt bằng rộng, phù hợp với các cơ
sở sản xuất lớn và vừa.
- Phơng pháp hóa lý (lắng - lọc kết hợp) xử lý không triệt
để nh phơng pháp sinh học nhng chúng lại có u điểm là thời
gian tiếp xúc ít, tốn ít diện tích.
- Phơng pháp hóa học cần sử dụng nhiều hóa chất, tạo
bùn bẩn nên không thể thải trực tiếp ra môi trờng.

Do tính chất của nớc thải cồn - rợu nói riêng và nớc thải
các ngành sản xuất thực phẩm nói chung chứa chủ yếu là
hàm lợng các chất hữu cơ nên phơng pháp đợc áp dụng hiệu
quả nhất để xử lý ô nhiễm đối với nớc thải này chính là phơng pháp sinh học. Đây là phơng pháp có khả năng phân
hủy cao nhất trong số các phơng pháp trên.
1.3 Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nớc thải
công nghiệp cồn - rợu bằng phơng pháp sinh học
Có 4 nhóm phơng pháp xử lý nớc thải theo nguyên tắc
sinh học:
- Các phơng pháp hiếu khí
- Các phơng pháp thiếu khí
- Các phơng pháp kỵ khí
7


- Các phơng pháp thủy sinh thực vật
Tùy điều kiện cụ thể (tính chất, khối lợng nớc thải, khí
hậu, địa hình, mặt bằng, kinh phí,...) mà ngời ta dùng một
trong các phơng pháp trên hoặc kết hợp các phơng pháp với
nhau để xử lý nớc thải.
1.3.1

Các phơng pháp hiếu khí

Phân hủy các chất hữu cơ bằng các vi sinh vật hiếu khí.
Các chất hữu cơ này đợc các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan
trong nớc để oxy hóa thành các sản phẩm vô cơ hóa. Phơng
pháp hiếu khí lại đợc chia thành nhiều kỹ thuật khác nhau.
Một số phơng pháp hiếu khí đợc dùng phổ biến:
- Kỹ thuật bùn hoạt tính

Đây là kỹ thuật đợc dùng rộng rÃi để xử lý nớc thải đô
thị và công nghiệp thực phẩm. Theo cách này, nớc thải sau
khi thu gom đợc đa qua bộ phận chắn rác, sau đó qua bể xư
lý cã bïn ho¹t tÝnh mang vi sinh vËt hiÕu khí và có sục không
khí. Chất hữu cơ trong nớc thải đợc phân hủy, chất rắn đợc
lắng, bùn đợc tách ra đem làm phân bón hoặc làm khô. Quá
trình này có thể hồi lu (bùn hoạt tính xoay vòng) làm tăng
khả năng loại BOD (đến 85-90%).
Một dạng cải tiến của phơng pháp bùn hoạt tính là phơng pháp thông khí tăng cờng gần đây đó đợc sử dụng
tại nhiều nớc phát triển dới tên gọi là mơng oxy hóa. Trong
hệ thống này có thể bỏ qua các giai đoạn lắng bớc một và
tiêu hủy bùn. Tuy nhiên quá trình này lại cần biện pháp thông
khí kéo dài với cờng độ dài hơn.
- Ao ổn định nớc thải

8


Phơng pháp xử lý sinh học đơn giản nhất là kỹ thuật
ổn định nớc thải. Đó là một loại ao chứa nớc thải trong
nhiều ngày, phụ thuộc vào nhiệt độ, oxy đợc tạo ra qua hoạt
động tự nhiên của tảo trong ao ổn định chất thải bao gồm
cả hai quá trình hiếu khí và kỵ khí.
Các phơng pháp xử lý hiếu khí trên có những nhợc
điểm: Cần công suất thiết bị lớn, tốn nhiều năng lợng và
đặc biệt đối với phơng pháp ao ổn định nớc thải thì đòi
hỏi diện tích lớn, xử lý dài ngày và chỉ áp dụng đối với nớc
thải có độ ô nhiễm thấp.
- Hệ thống lọc sinh học
Đây cũng là phơng pháp xử lý hiếu khí. Nguyên lý của

quy trình:
Nớc thải đợc bơm vào và cho phân bố đều trên bề mặt
của bể lọc, sau ®ã ®i qua tÇng vËt liƯu läc trung tÝnh ®· có
vi sinh vật hiếu khí (sỏi, đá cuội, nhựa,...) có bề mặt lọc
càng lớn càng tốt và đợc thổi khí oxy. Quá trình phân hủy
các chất hữu cơ diễn ra ở đây. Nớc thải qua hệ thống lọc
hiếu khí đợc chảy qua bể lắng bùn. Tải lợng BOD trong nớc
thải sau khi qua hÖ thèng läc sinh häc hiÕu khÝ có thể bị
phân hủy đến 80-90%, nitơ 70-80%, SS 85-95%, vi trùng 9095%.
1.3.2

Các phơng pháp thiếu khí

Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan hay oxy hòa tan gần
bằng không, việc khử Nitric hóa sẽ xảy ra. Oxy đợc giải phóng
từ Nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ: Nitơ và khí CO 2 sẽ hình
thành. Phơng pháp thiếu khí (khử nitrat hóa) đợc sử dụng
để loại nitơ ra khỏi nớc thải.

9


1.3.3

Các phơng pháp kỵ khí

Nguyên lý chung của quá trình phân hủy kỵ khí là các
chất hữu cơ trong nớc thải sẽ đợc các loại vi sinh vật kỵ khí
(có trong bùn) tiêu thụ trong điều kiện kỵ khí để xây dựng
tế bào mới và sản phẩm cuối sẽ là các chất khí CH 4 va CO2.

Quá trình đợc thực hiện trong bể phản ứng kín. Đối với nớc
thải có COD từ 1.500-20.000 mg/l thì hiệu suất phân hủy
đạt từ 75-85%.
Xử lý kỵ khí chia thành nhiều phơng pháp công nghệ
khác nhau:
- Công nghệ tiếp xúc kỵ khí
- Công nghệ đệm bùn kỵ khí theo dòng chảy ngợc UASB.
- Công nghệ đệm bùn giÃn nở
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của
những dạng công nghệ xử lý khác nhau, bể phản ứng dòng
chảy ngợc qua lớp bùn kỵ khí (Uplow Anaerobic Sludge Blanket
- UASB) đó đợc áp dụng nhiều hơn so với các hệ thống xử lý
kỵ khí hiện đại khác. Bể UASB đợc triển khai cho nớc thải
công nghiệp có hàm lợng chất hữu cơ từ trung bình đến
cao. Việc áp dụng UASB ngày càng rộng rÃi do hiệu quả khử
chất hữu cơ cao đối với một số loại nớc thải công nghiệp, yêu
cầu về diện tích, chi phí xây dựng, vận hành, bảo trì thấp,
đơn giản. Ngoài ra, nếu muốn còn có thể thu hồi một lợng lớn
năng lợng sạch. Trên thế giới, công nghệ UASB đợc coi là công
nghệ xử lý kỵ khí hiện đại, rất phà hợp với nớc thải sản xuất
cồn. Đặc biệt ở Việt Nam, nhiệt độ môi trờng không khí dao
động khoảng 28-350C rất phù hợp với công nghệ xử lý này.
Hiện nay đà có nhiều cơ sở xử lý nớc thải công nghiệp thực

10


phẩm trong nớc nh các nhà máy bia, bột ngọt, sản xuất nấm
men bánh mì và cả sản xuất cồn đang sử dụng phơng pháp
UASB kết hợp với phơng pháp xử lý hiếu khí.

Ngoài ra còn xử lý nớc thải sản xuất cồn (hèm thải) bằng
phơng pháp sản xuất phân Bioearth.
1.3.4

Các phơng pháp thủy sinh thực vật

Đây là một phơng pháp tuần hoàn tự nhiên, dựa vào khả
năng tự làm sạch của nớc.
Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trởng trong
môi trờng nớc, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con ngời
do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy
nhiên lợi dụng chúng để xử lý nớc thải, làm phân compost,
thức ăn cho ngời, gia súc có thể làm giảm thiểu các bất lợi
gây ra bởi chúng mà còn thu thêm đợc lợi nhuận.
- Xử lý nớc thải bằng tảo
Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, có tốc
độ sinh trởng nhanh, chịu đựng đợc các thay đổi của môi
trờng, có khả năng phát triển trong nớc thải, có giá trị dinh dỡng và hàm lợng protein cao, do đó ngời ta đà lợi dụng các
đặc điểm này của tảo để:
Xử lý nớc thải và tái sử dụng chất dinh dỡng. Các hoạt
động sinh học trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ
và dinh dỡng của nớc thải chuyển đổi thành các chất dinh dỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp. Hầu hết các
loại nớc thải đô thị, nông nghiệp, phân gia súc đều có thể
đợc xử lý bằng hệ thống ao tảo.
Biến năng lợng mặt trời sang năng lợng trong các cơ thể
sinh vật. Tảo dùng năng lợng mặt trời để quang hợp tạo nên

11

®êng, tinh bét... Do ®ã viƯc sư dơng t¶o ®Ĩ xử lý nớc thải đợc coi là một phơng pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lợng
mặt trời thành năng lợng của cơ thể sống.
Tiêu diệt các mầm bệnh. Thông qua việc xử lý nớc thải
bằng cách nuôi tảo các mầm bệnh có trong nớc thải sẽ bị tiêu
diệt do các yếu tố sau đây:
Sự thay đổi pH trong ngày của ao tảo do ảnh hởng của
quá trình quang hợp
Các độc tố tiết ra từ tế bào tảo
Và sự tiếp xúc của các mầm bệnh với bức xạ mặt trời
(UV)
Thông thờng ngời ta kết hợp việc xử lý nớc thải và sản
xuất và thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nớc thải.
Tuy nhiên tảo rất khó thu hoạch (do kích thớc rất nhỏ), đa số
có thành tế bào dày do đó các động vật rất khó tiêu hóa, thờng bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các mầm
bệnh còn lại trong nớc thải. Tảo có thể đợc thu hoạch bằng lới
hoặc giấy lợc, thu hoạch bằng cách tạo bông cặn hoặc tách
nổi, thu hoạch sinh học bằng các loài cá ăn thực vật và động
vật không xơng sống ăn tảo.
- Xử lý nớc thải b»ng thđy sinh thùc vËt cã kÝch thíc lín
Thđy thùc vật sống chìm: loại thủy thực vật này phát
triển dới mặt nớc và chỉ phát triển đợc ở các nguồn nớc có đủ
ánh sáng. Chúng gây nên các tác hại nh làm tăng độ đục của
nguồn nớc, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sáng vào nớc. Do
đó các loài thủy sinh thực vật này không hiệu quả trong việc
làm sạch các chất thải.

12


Thủy thực vật sống trôi nổi: rễ của loại thực vật này

không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nớc, thân và lá của
nó phát triển trên mặt nớc. Nó trôi nổi trên mặt nớc theo gió
và dòng nớc. Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám
vào để phân hủy các chất thải.
Thủy thực vật sống nổi: loại thủy thực vật này có rễ bám
vào đất nhng thân và lá phát triển trên mặt nớc. Loại này thờng sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định.

CHƯƠNG 2
Giới thiệu về nhà máy Sản xuất cồn - rợu xuân an
2.1.1

Giới thiệu tổng quan về nhà máy sản

xuất cồn - rợu Xuân An
13


Tên nhà máy: Nhà máy sản xuất cồn - rợu Xuân An - trực
thuộc Công ty TNHH Thanh Thành Đạt.
Địa chỉ: Khối 11, Thị trấn Xuân An, huyện Nghi Xuân,
Tỉnh Hà Tĩnh.
Điện thoại: 0393.826451
Tổ chức bộ máy
Nhà máy đợc tổ chức hoạt động theo điều lệ của công
ty TNHH Thanh Thành Đạt
Giám đốc

Phó giám
đốc kỹ
thuật

Phó giám
đốc điều
hành
Khu xử lý
nớc thải

Xởng sản
xuất

Phòng kế
toán tổng
hợp

Sơ đồ 2.1: Cơ cấu tổ chức cuả nhà máy cồn - rợu
Xuân An.
Giám đốc là ngời giữ vai trò lÃnh đạo chung điều hành
nhà máy, chỉ đạo trực tiếp việc kinh doanh, chịu tránh
nhiệm trớc công ty, Nhà nớc và Pháp luật về mọi hoạt động
kinh doanh và tài chính của đơn vị.
Phó giám đốc điều hành (quyền giám đốc): quản lý
điều hành trực tiếp nhà máy. Phụ trách tham mu, vạch định
kế hoạch kinh doanh, trực tiếp quản lý bộ phận liên quan.
14


Phó giám đốc kỹ thuật: quản lý về sản xuất và các vấn
đề về kỹ thuật của nhà máy.
Phòng kế toán tổng hợp: có nhiệm vụ hạch toán hàng
ngày các nghiệp vụ kinh tế phát triển. Sau đó, tổng hợp số

liệu để trình lên lÃnh đạo nhà máy một cách chính xác, đầy
đủ. chịu trách nhiệm về tiền lơng, vấn đề tài chính của
nhà máy.
Xởng sản xuất: nơi tiến hành hoạt động sản xuất sản
phẩm, đảm bảo số lợng cũng nh chất lợng của sản phẩm khi
cung ứng ra thị trờng. Xởng sản xuất bao gồm xởng sản xuất
chính, phòng KCS, xởng CO2, lò hơi,...
Khu xử lý nớc thải: nơi tiến hành xử lý nớc thải của nhà
máy trớc khi đổ ra sông Lam, trực thuộc giám đốc nhà máy
điều hành.
Tổng số cán bộ công nhân viên
Có 43 ngời.
Riêng khu xư lý níc th¶i gåm 4 ngêi víi 1 tỉ trởng và 3
công nhân vận hành hệ thống.
Sản phẩm
Sản phẩm chính: cồn thực phẩm, thỏa mÃn các chỉ tiêu
kỹ thuật sau:
- Nång ®é cån: > 95,5-960 ë 200C
- Aldehyd: < 8mg/l
- Acid: < 20mg/l
- Fusfurol: kh«ng cã

15


Sản phẩm phụ: Khí CO2 thu đợc từ khâu lên men dới
dạng khí nén ở áp suất cao. Loại này sau khi hóa lỏng đợc
đóng bình và bán ra thị trờng.
Thị trờng
Chủ yếu là các tỉnh Bắc Trung Bộ (từ Nghệ An đến

Thừa Thiên Huế), ngoài ra còn xuất khẩu sang Lào và vùng
Đông Bắc Thái Lan.

2.1.2

Công nghệ sản xuất sản phẩm của nhà

máy sản xuất cồn - rợu Xuân An
2.2.1

Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm của

nhà máy

16


Mật rỉ

Gạo

Xay
Hòa
loÃng

Tinh bột
gạo

Lên men

Nấu

Chng cất

ng húa

Lên men

Chng cất
Cồn thực
phẩm
Sơ đồ 2.2: Quy trình sản xuất cồn thực phẩm từ
nguyên liệu tinh bột gạo và mật rỉ.
2.2.2

Thuyết minh quy trình sản xuất sản

phẩm của nhà máy
Quy trình công nghệ sản xuất cồn có thể chia thành
các công đoạn chính sau:
Đờng hóa - rợu - chng cất - sản phẩm chính (cồn etylic).
Trong đó, quá trình lên men là bán liên tục, quá trình chng
cất là liên tục.
- Chuẩn bị dịch để lªn men:

17


Nguyên liệu dùng để lên men của nhà máy sản xuất cồn
- rợu Xuân An là gạo hoặc rỉ đờng.

Nếu nguyên liệu là gạo (có chứa tinh bột) thì công đoạn
này gồm nghiền, nấu, đờng hóa, và làm lạnh đến nhiệt độ
lên men.
Nếu nguyên liệu là mật rỉ thì chuẩn bị dịch để lên
men là công đoạn bao gồm pha lo·ng s¬ bé, xư lý mËt rØ, bỉ
sung ngn dinh dỡng, tách cặn rồi pha loÃng tới nồng độ gây
men và lên men.
- Gây giống men và lên men:
Muốn lên men trớc hết cần phát triển men giống tới thể
tích cần thiết, thờng thì bằng 10% thể tích của thùng lên
men (nhà máy có 12 thùng lên men với thể tích là 40m 3).
Sau đó, đa men giống và dịch đờng vào thùng rồi
khống chế ở điều kiện xác định để nấm men chuyển hóa
đờng thành rợu đợc đa sang chng cất và tách tạp chất.
- Xử lý dịch lên men:
Dùng hệ thống chng luyện phù hợp để nhận đợc cồn sản
xuất thỏa mÃn tiêu chuẩn và yêu cầu tiêu dùng. Sản phẩm thu
đợc sau chng cất gồm metylic, etylic, dầu fusel. Ngoài ra còn
thu đợc một số sản phẩm phụ khác nh hèm thải, CO2.
Tuy nhiên nhà máy chủ yếu sử dụng rỉ đờng đợc thu
mua từ các nhà máy đờng ở Nghệ An để sản xuất cồn, rất Ýt
khi sư dơng g¹o.

18


2.1.3

Nguồn gốc, thành phần và tính chất nớc

thải của nhà máy, giải pháp chung
Bảng 2.1: Nớc thải gây ô nhiễm và nguồn gốc của
chúng.
Mức

Nguồn gây ô nhiễm

độ,

tính

chất

ô

nhiễm

1. Nớc thải của quá trình sản
xuất:

- Hàm lợng cặn lơ lửng cao.

- Nớc vệ sinh nhà xởng sản - Hàm lợng cặn lơ lửng cao,
xuất.

ngoài ra hàm lợng BOD, và

- Nớc rửa thiết bị, dụng cụ COD rất cao.
(máy lọc, bồn chứa, thùng lên - Hàm lợng cặn lơ lửng lớn.
men, thiết bị nạp cồn...)

- Nhiệt độ cao, hàm lợng

- Nớc thải từ quá trình làm cặn lơ lửng lớn...
mát.

- Có chứa dung môi hữu cơ,
các hóa chất thí nghiệm,..

- Nớc thải từ quá trình chng - Chứa nhiều đất, cát.
cất sản phẩm.
- Nớc

thải

- BOD, COD, Coliform cao
của

phòng

thí

nghiệm (phòng KCS).
1. Nớc ma chảy tràn.
2. Nớc thải sinh hoạt

19


- Nớc thải sinh hoạt: Đợc thải ra bởi cán bộ, công nhân

viên của Nhà máy, với lu lợng là 5m3/ngày, loại này đợc thải tập
trung do tính chất đặc trng của nguồn thải, có độ ô nhiễm
thấp.
- Nớc thải sản xuất: Loại này phát sinh trong quá trình
sản xuất cồn của toàn bộ dây chuyền, tạm thời đợc chia làm
2 loại nhỏ sau:
+ Loại nớc thải từ quá trình làm mát: Theo định mức
làm mát là 20m3 /1000 lít cồn với công suất của nhà máy là
2.100.000 lít/năm thì lợng nớc thải của quá trình làm mát là
khoảng 42.000 m3/năm (140m3/ngày). Đặc tính của loại nớc
thải này chủ yếu vẫn là có nhiệt độ cao và là nguồn gây ô
nhiễm nhiệt đối với thủy vực tiếp nhận.
+ Loại nớc thải từ quy trình sản xuất cồn: Đa phần loại nớc này chứa nhiều chất hữu cơ và thờng có độ pH thấp (có
tính axit) phát sinh trong quá trình sản xuất. Lợng nớc thải
của quá trình này ớc tính khoảng 220 m3/ngày.
Ngoài ra thì còn có nớc vệ sinh thiết bị khoảng
5m3/ngày, từ các thùng phát triển men và các thùng lên men.
Nớc thải này không thải liên tục mà thải theo chu kỳ làm việc.
Lợng xả tối đa là 1m3/lần. Do có lẫn bà men đậm đặc nên
nguồn này có độ ô nhiễm rất cao, đặc biệt là chỉ số SS.
Nên nó đợc đa chung vào hèm thải.
- Nớc ma chảy tràn: Trong quá trình hoạt động của nhà
máy khi trời ma có thể có thêm một lợng nguyên vật liệu rơi
vÃi lẫn vào lợng nớc ma chảy tràn. Loại nớc thải này thờng chứa
nhiều đất, cát do bị cuốn trôi trong quá trình chảy tràn trên

20


mặt bằng nhà máy. Ước tính lợng nớc ma chảy tràn tại khu vực

nhà máy hàng năm vào khoảng từ 16.000 - 23.000 m3/năm.
Bảng 2.2 Bảng so sánh kết quả phân tích nớc thải
nhà máy với tiêu chuẩn Việt Nam.
Thông số

T

phân tích

1

Nhiệt độ

2

pH

3

BOD5

mg/l

85

4

COD

mg/l

120

mg/l

125

5

Chất rắn lơ
lửng

Đơn vị đo
0

C

Thang đo
pH

MPN/100m

T1

T2

43

39

6,75

4
189

5
53

6

3
28

145

4
750 1735

NH3

mg/l

0,80

1,18

8

Sunfua

mg/l

0,17

0,19

mg/l

11,9

11,5

mg/l

50,6

52,3

10

tổng số
Tổng Nitơ

9

30

7

Photpho

34,

105

Coliform

9

7800

T3

6,75 6,5

6

l

TCVN 5945-2005

Kết quả

ST

0

0
2,1
2

0,2
4
12,
8
28,

(Kq =1;Kf
=1,1;ct B)
40
5,5 - 9
55
88
110
5500
11
0,55
6,6

33
5
(Nguồn: trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật môi trờng Hà
Tĩnh. Tháng 8/2006)

21


Chú thích:
T1: Nớc thải sau hệ thống làm mát.
T2: Nớc th¶i lÊy tríc hệ thèng xư lý.
T3: Níc th¶i lÊy tại cống nớc thải ra nguồn tiếp nhận.

Nguồn nớc tiếp nhận nớc thải là nguồn nớc mặt hoặc
vùng nớc biển ven bờ, có mục đích sử dụng xác định, nơi
mà nớc thải công nghiệp cồn - rợu thải vào.
Kq (hệ số lu lợng/dung tích nguồn nớc tiếp nhận nớc thải)
là hệ số tính đến khả năng pha loÃng của nguồn nớc tiếp
nhận nớc thải, tơng ứng với lu lợng dòng chảy của sông, suối,
kênh, mơng, khe, rạch và dung tích của các hồ, ao, đầm nớc.
Kf (hệ số lu lợng nguồn thải) là hệ số tính đến tổng lợng
thải của nhà máy, tơng ứng với lu lợng nớc thải khi thải ra các
nguồn nớc tiếp nhận nớc thải.
Qua kết quả phân tích và căn cứ vào nguồn tiếp nhận
nớc thải của nhà máy cho thấy: Nớc thải từ hoạt động sản xuất
của nhà máy đà có một số chỉ tiêu đà vợt mức cho phép nh:
BOD5 trung bình vợt khoảng 9 lần; COD trung bình vợt
khoảng 10 lần; chất rắn lơ lửng trung bình vợt hơn 2 lần;
tổng Coliform vợt khoảng 2 lần.
Nguồn tiếp nhận nớc thải của nhà máy là sông Lam
(đây là thủy vực phục vụ cho mục đích bảo vệ thủy sinh và
nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy). Vì vậy, nớc thải của
nhà máy trớc khi thải ra môi trờng phải đợc xử lý đạt TCVN
5945 -2005 (Kq =1; Kf =1,1; cột B).
Giải pháp chung đối với nớc thải từ các nguồn của
nhà máy

22


Nớc thải sinh hoạt có khối lợng không lớn và khá tập trung
với độ ô nhiễm thấp nên đợc phép thải trực tiếp ra môi trờng.
Nớc làm mát từ hệ thống tháp cất, hệ thống nuôi men

trung gian, hệ thống bồn lên men sẽ đợc thu gom chảy vào
ống thu và theo đó chuyển đến hồ chứa phía sau nhà máy.
Tại hồ chứa này, nớc đợc làm mát tự nhiên và tiếp tục đợc tái
sử dụng vào chu trình mới.
Nớc ma chảy tràn đợc gom vào hệ thống thoát thải riêng
và chảy qua hố ga có lắp đặt hệ thống song chắn rác. Tại
hố ga, rác thải bị cuốn theo dòng nớc sẽ đợc giữ lại bởi song
chắn rác, đất, cát, các hạt lơ lửng bị cuốn theo sẽ đợc lắng
lại. Sau khi qua hố ga, nớc ma tiếp tục chảy vào hệ thống
thoát thải chung và đổ ra sông Lam.
BÃ men: lợng khoảng 2m3/ngày, tách riêng cho các cơ sở
sản xuất thức ăn gia súc hoặc phối hợp cùng lợng bùn thừa sau
lắng của hệ thống xử lý hèm đem làm phân bón hay có thể
cung cấp cho nhá máy phân hữu cơ không đa vào hệ thống
xử lý nớc thải.
Loại nớc thải từ quy trình sản xuất cồn (hèm thải), nớc vệ
sinh thiết bị: đợc xử lý theo hệ thống công nghệ xử lý nớc
thải của nhà máy.

23


Chơng 3
Khảo sát và đánh giá hệ thống xử lý nớc thảI của nhà
máy sản xuất cồn - rợu xuân an
3.1

Xử lý nớc thải từ quy trình công nghệ sản

xuất cồn

Nớc thải của công nghệ sản xuất cồn thờng có hàm lợng
chất ô nhiễm cao. Trong đó, thành phần chính vẫn là các
chất hữu cơ, hàm lợng cặn lơ lửng lớn... Phơng pháp xử lý đợc nhà máy áp dụng là phơng pháp xử lý bằng công nghệ sinh
học.
Đây là quy trình xử lý nớc thải bằng cách kết hợp ba phơng pháp xử lý áp dụng công nghệ sinh học:
- Phơng pháp phân hủy kỵ khí sử dụng bể UASB.
- Phơng pháp lọc hiếu khí tốc độ cao.
- Phơng pháp sử dụng thảm thực vật lọc.
3.1.1

Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải của nhà

máy

24


Sơ đồ 3.1: Quy trình xử lý nớc thải của nhà máy cồn rợu Xuân An

3.1.2

Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý

nớc thải của nhà máy
- Nớc thải từ tháp chng cất cồn (nhiệt độ khoảng 95 1000C) tự chảy vào bể lắng sơ bộ. Tại đây, nớc thải sẽ giảm
nhiệt độ xuống còn khoảng 40 - 500C. Dới tác động của trọng
lực, những chất rắn lơ lửng sẽ lắng xuống ở trạng thái nớc
tĩnh. SS càng giảm nhiều thì càng có lợi cho quá trình UASB
sau này.
- Nớc thải sau khi lắng sơ bộ đợc bơm vào bể điều

chỉnh pH I( tùy thời điểm tại bể này cũng đợc bổ sung nớc
thải của quá trình xử lý khói lò hơi, đó là nớc thải đợc lắng
lại của tháp rửa khí ớt). Tại đây, nớc thải đợc điều chỉnh pH
cho phù hợp đối với quá trình xử lý sinh học. Việc điều chỉnh
pH đợc thực hiện bằng phơng pháp thủ công.
- Nớc thải sau khi điều chỉnh pH lần 1 đợc bơm sang
bể acid hóa. Bể này có chức năng pha loÃng và acid hóa nớc
thải. Một phần nớc pha loÃng đợc lấy từ dòng ra của bể UASB
nhằm giảm lợng hóa chất tiêu thụ đồng thời tạo hệ thống
đệm tốt nhất trong bể.
- Nớc thải sau khi ra khỏi bể acid hóa sẽ tự chảy sang bể
điều chỉnh pH lần 2. Tại đây, nớc thải đợc điều chỉnh pH
cho phù hợp với quy trình xử lý, việc điều chỉnh pH sẽ đợc
thực hiện bằng phơng pháp thủ công.

25