XỬ LÝ NƯỚC THẢI DƯỢC PHẨM

ptechcor.com - Ptech với nhiều năm kinh nghiệm tư vấn, thiết kế & thi công trong lĩnh vực môi trường, với đội ngũ nhân viên và kĩ sư làm việc chuyên nghiệp luôn đặt lợi ích của khách hàng lên hàng đầu, trong đó việc áp dụng các công nghệ mới trong lỉnh vực xử lý nước thải dược phẩm nhận được nhiều tin cậy và có uy tín với khách hàng, đảm bảo tiêu chuẩn của Bộ Tài Nguyên Môi Trường. Sau đây là quy trình xử lý nước thải dược phẩm theo phương pháp sinh học AFBR được Ptech áp dụng và kiểm chứng thực tế.

Nước thải dược phẩm chính là nước thải quá trình rửa trang thiết bị trong sản xuất. Một trong những đặc điểm nổi bật của nước thải ngành dược đó chính là hàm lượng dầu mỡ cao và các thành phần khó xử lý đặc biệt là hợp chất có chứa vòng β- lactams chủ yếu trong quá trình sản xuất thuốc kháng sinh. Bên cạnh đó các chất hoạt động bề mặt trong nước thải ngành dược gây hiện tượng tạo bọt làm cản trở quá trình lọc, tập trung tạp chất và phân tán vi khuẩn virus, ngăn chặn quá trình hòa tan oxi trong nước làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật có trong môi trường nước tham gia vào quá trình trong hệ thống xử lý nước thải ngành dược. Đó là những nguyên nhân chính dẫn đến việc không thể xử lý nước thải của các nhà máy dược phẩm bằng biện pháp hóa học và sinh học thông thường mà phải đưa ra các biện pháp sinh học tối ưu về cả chất lượng, sự ổn định trong vận hành.

Hình 1. Xưởng sản xuất dược phẩm

Qua thống kê thực nghiệm chúng tôi thu được giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán tối đa cho phép trong nước thải ngành dược.

(*)Chất lượng nước thải sau xử lý: Đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 40:2011/BTNMT.

Ptech với nhiều năm kinh nghiệm tư vấn, thiết kế & thi công trong lĩnh vực môi trường, với đội ngũ nhân viên và kĩ sư làm việc chuyên nghiệp luôn đặt lợi ích của khách hàng lên hàng đầu, trong đó việc áp dụng các công nghệ mới trong lỉnh vực xử lý nước thải dược phẩm nhận được nhiều tin cậy và có uy tín với khách hàng, đảm bảo tiêu chuẩn của Bộ Tài Nguyên Môi Trường. Sau đây là quy trình xử lý nước thải dược phẩm theo phương pháp sinh học AFBR được Ptech áp dụng và kiểm chứng thực tế.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải dược phẩm

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải từ quá trình rửa trang thiết bị trong sản xuất được tập trung về hệ thống thu gom sau khi chảy qua song chắn rác thô nhằm loại bỏ một phần rác có kích thước lớn và bể tách mỡ, loại bỏ lượng mỡ, tránh tình trạng kéo màng trên bề mặt dẫn đến tình trạng giảm khả năng trao đổi khí của vi sinh vật và ách tắt đường ống, tạo điều kiện thuận lợi cho hệ thống hoạt động bình thường.

Tiếp theo, nước thải dược phẩm được đưa qua song chắn rác tinh với mục đích loại bỏ một phần SS cũng chính là giảm BOD trong nước thải. Nước thải tiếp tục bơm qua bể điều hòa, vai trò điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất có trong nước thải và tăng hiệu quả xử lý cho các công trình phía sau. Bể điều hòa được cấp khí liên tục để tránh quá trình phân hủy kị khí gây ra mùi hôi, đồng thời tạo điều kiện xử lý một phần tạp chất hữu cơ dễ phân hủy.

Sau đó, nước thải được bơm trực tiếp vào bể oxi hóa.

Có một điều chúng ta cần quan tâm chú trọng trong hệ thống xử lý nước thải dược phẩm đó là thành phần các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, đặc biệt là các hợp chất có vòng β-lactams- thường thấy trong thành phần của thuốc kháng sinh và nhiều loại thuốc khác nếu không được xử lý nó sẽ ức ức chế sự tổng hợp màng tế bào vi sinh vật, ảnh hưởng đến quá trình xử lý của các vi sinh vật trong các bể sinh học phía sau. Vì thế trong bể oxi hóa sẽ được sục khí ozon, đóng vai trò là chất xúc tác kết hợp với H₂O₂phân hủy tạo ra gốc Hydroxyl (-OH), là tác nhân oxi hóa mạnh, dễ phản ứng phá hủy hầu hết các hợp chất trong nước thành những phân tử có kích thước dài hoặc có thể oxy hóa triệt để thành CO₂, H₂O,..

Phương trình tổng quát của quá trình này trong hệ thống xử lý nước thải:

H₂O₂+ O₃→ 2-OH +3O₂

Nước thải tiếp tục được điều chỉnh pH tại bể trung hòa tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý sinh học ở các bước tiếp theo trong bể AFBR

Công nghệ AFBR (Advance Fixed Bed Reactor) là một công nghệ phát triển từ công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) được bổ sung hệ thống sensor cảm biến DO và hệ thống điều khiển tự động hệ thống cung cấp dưỡng khí gíup điều chỉnh hàm lượng oxi trong nước luôn ở nồng độ tối ưu.

Trong hệ thống AFBR diễn ra quá trình xử lý các chất hữu cơ hòa tan và các chất vô cơ như H₂S, NH₄, N, P...dựa trên cơ sở hoạt động của vi dinh vật phân hủy các chật hữu cơ gây ô nhiễm làm nguồn thức ăn để sinh trưởng và phát triển.

Trong hệ thống AFBR gồm 3 quá trình chính:

Bùn hoạt tính lơ lửng: sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính

Quá trình tuỳ nghi khử nitơ phốt pho: các hợp chất N và P chính là nguyên nhân gây nên hiện tượng phú dưỡng có thể dẫn đến tình trạng mất cân bằng hệ sinh thái trong nước, trong bể AFBR diễn ra quá trình khử N, P với hiệu suất cao nhờ sự hoạt động của vi sinh tùy nghi.

Quá trình vi sinh vật sinh trưởng ở dạng dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong hệ thống: Chủng vi sinh vật dính bám trên lớp vật liệu lọc, khi đó các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí. Sau thời gian phát triển của vi sinh vật bề dày lớp màng tăng lên, do đó lượng oxy sẽ bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật. Như vậy, môi trường tuỳ nghi được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu lọc, chất hữu cơ sẽ bị đồng hóa và diễn ra quá trình phân hủy nội bào, không còn khả năng bám dính lên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi.

Vì thế trong hệ thống AFBR cần sự cộng sinh của 3 chủng vi sinh vật để đảm bảo quá trình hoạt động: chủng vi sinh hoạt tính lơ lửng (Achromobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Citromonas,…), chủng vi sinh tuỳ nghi: Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosospira, Pseudomonas …) và chủng vi sinh dính bám (Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Corynebacterium).

Quá trình sinh học diễn ra trong hệ thống AFBR gồm 3 giai đoạn sau:

Nước được xử lí từ hệ thống AFBR sẽ được chuyển sang bẻ lắng đứng nhằm loại bỏ cặn lắng, tiếp đó sẽ được chuyển sang bể lọc áp lực. Phần bùn dư tại bể lắng đứng sẽ chuyển ra bể chứa bùn, , bùn dư sẽ được lưu lại đây một thời gian sau đó sẽ có đơn vị chức năng đến thu gom và xử lý định kỳ và nước tách bùn sẽ được đưa trở lại hệ thống thu gom để xử lý tiếp.

Trong bể lọc áp lực các chất cặn lơ lửng sẽ được lọai bỏ hoàn toàn.

Nước sẽ được khử trùng tại bể khử trùng nhờ hóa chất khử trùng (NaOCl) được cung cấp, bước này nhằm loại bỏ các vi sinh vật có hại còn lại trong nước: E. coli, Colifoms…để thu được chất lượng nước cuối cùng khi đưa ra nguồn tiếp nhận đạt QCVN 40:2011/BTNMT – cột A.

Ưu điểm vượt trội của hệ thống xử lý nước thải dược phẩm AFBR chính là:

Tuy phải tốn kếm chi phí cung cấp vi sinh vật ban đầu nhưng hệ vi sinh cộng sinh đem lại hiệu quả xử lý tốt. Giảm 30% thể tích so với các công nghệ hiện có giúp giảm diện tích hệ thống, giảm chi phí đầu tư ban đầu. Hệ thống sensor giúp tiết kiệm 40% điện năng tiêu thụ so với các hệ thống khác.

Có khả năng điều chỉnh giảm công suất máy thổi khí trong thời gian đầu khi dự án đi vào quá trình hoạt động mà vẫn chưa hoạt động hết công suất giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì luôn ở mức thấp nhất.

Việc loại bỏ nitơ & phốtpho theo phương pháp sinh học bằng công nghệ AFBR sẽ mang lại hiệu quả xử lý cao đồng thời tiết kệm chi phí vận hành.

Đảm bảo mĩ quan trong nhà máy nhờ cấu trúc gọn nhẹ và dễ hợp khối.

Tiết kiệm chi phí vệ sinh vì trong quá trình vi sinh vật sinh trưởng ở dạng dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong hệ thống vi sinh diễn ra quá trình phân hủy nội bào