HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ NHÀ MÁY HÓA CHẤT DƯỢC PHẨM
Hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm là giải pháp bắt buộc để kiểm soát các hợp chất độc hại, nước thải COD cao và các chất hữu cơ khó phân hủy. Với yêu cầu kỹ thuật đặc thù và quy chuẩn nghiêm ngặt theo QCVN 40:2011/BTNMT, các hệ thống này cần áp dụng công nghệ tiên tiến như AOP, sinh học hiếu khí – kỵ khí kết hợp, đảm bảo xử lý triệt để và an toàn môi trường.
Hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm được thiết kế nhằm loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại, xử lý kháng sinh, kim loại nặng và các vi chất tồn dư có khả năng gây rối loạn hệ sinh thái nước.
Khác với nước thải sinh hoạt hay công nghiệp nhẹ, nước thải ngành dược – hóa chất có chứa nhiều chất ức chế sinh học, pH biến động lớn, hàm lượng COD cao (>5.000 mg/L), BOD5 thấp, tỷ lệ BOD/COD < 0.3 khiến quá trình xử lý sinh học truyền thống kém hiệu quả.
Do đó, các nhà máy cần áp dụng mô hình xử lý đa tầng, tích hợp vật lý – hóa học – sinh học nâng cao để đáp ứng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột A hoặc B, đồng thời tái sử dụng nước hoặc giảm tải chi phí xử lý sơ cấp tại trạm chung.
2.1 Cấu trúc hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm
Một hệ thống tiêu chuẩn thường bao gồm các phân khu:
Bể điều hòa – tách dầu:
Ổn định lưu lượng và tải lượng ô nhiễm, kết hợp hệ thống thu dầu mỡ và lắng cát sơ cấp. Có thể sử dụng hệ thống tách API hoặc DAF trong các nhà máy dược phẩm sử dụng dung môi nhẹ.
Bể keo tụ – tạo bông:
Sử dụng PAC, polymer hoặc FeCl₃ để kết tủa các hạt keo, kim loại nặng. Tốc độ khuấy điều chỉnh 60–80 vòng/phút, pH tối ưu 6.5–7.5.
Bể phản ứng oxy hóa nâng cao (AOP):
Tích hợp công nghệ UV/H₂O₂, O₃ hoặc Fenton. Hiệu suất xử lý hợp chất hữu cơ khó phân hủy có thể đạt 65–90% tùy cấu trúc phân tử và thời gian lưu. Cơ chế tạo hydroxyl tự do phân hủy phân tử kháng sinh hoặc dược chất.
Bể sinh học kỵ khí – hiếu khí:
Dạng UASB – MBBR hoặc AAO để giảm COD cao và xử lý kháng sinh dư. Cần kiểm soát pH đầu vào (6.5–7.2) và tải trọng hữu cơ ≤ 3.5 kgCOD/m³/ngày.
Bể khử trùng – lọc cuối:
Dùng NaOCl hoặc UV, kết hợp cột lọc áp lực chứa than hoạt tính và cát thạch anh. Đảm bảo nước sau xử lý đạt cột A – QCVN 40:2011/BTNMT.
2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm
Hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm hoạt động theo chuỗi xử lý từ cơ học – hóa lý – sinh học – hóa học nâng cao.
Nước thải đầu vào qua bể tách dầu, tiếp tục ổn định tải lượng tại bể điều hòa. Sau đó, quá trình keo tụ – tạo bông giúp loại bỏ các hạt keo và kim loại. Các chất hữu cơ khó phân hủy sẽ tiếp tục bị phân giải trong bể AOP nhờ phản ứng oxy hóa cực mạnh.
Giai đoạn sinh học đóng vai trò xử lý COD, BOD và nitơ tổng. Cuối cùng, nước được khử trùng và lọc để đạt chuẩn xả thải. Hệ thống SCADA giám sát trực tuyến, cảnh báo khi phát hiện pH bất thường hoặc giảm hiệu suất xử lý kháng sinh.
3.1 Thông số kỹ thuật điển hình
| Thông số | Giá trị |
| COD đầu vào | 3.000–10.000 mg/L |
| BOD5 đầu vào | 300–1.000 mg/L |
| Tổng Nitơ (T-N) | 60–150 mg/L |
| Tổng Phốt pho (T-P) | 10–30 mg/L |
| pH dao động | 4.0–10.0 |
| Tỷ lệ BOD/COD | < 0.3 |
| Hiệu suất AOP | 65–90% COD khó phân hủy |
| Hiệu suất hệ sinh học | > 85% COD dễ phân hủy |
| Tổng hiệu suất hệ thống | > 96% COD |
| Nồng độ sau xử lý (QCVN 40:2011/BTNMT – cột A) | COD < 75 mg/L, BOD < 30 mg/L, TSS < 50 mg/L, Amoni < 5 mg/L, pH 6–9 |
3.2 Tiêu chuẩn thiết kế và thiết bị kỹ thuật
Hệ thống xử lý yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn sau:
IEC 60335-2-97: An toàn thiết bị điện dùng trong môi trường ẩm ướt.
ISO 10628: Sơ đồ quy trình kỹ thuật nhà máy hóa chất.
ISO 14001: Quản lý môi trường trong thiết kế và vận hành.
ASTM D2035: Hướng dẫn kiểm tra hiệu quả xử lý nước thải công nghiệp.
API 421: Hướng dẫn thiết kế bể tách dầu dạng trọng lực.
Định mức bể phản ứng theo tiêu chuẩn:
AOP: 30–60 phút thời gian lưu, nồng độ H₂O₂ 50–150 mg/L.
UASB: 6–10 giờ, tải trọng 2–3 kgCOD/m³.ngày.
MBBR: diện tích bề mặt vi sinh vật 500–700 m²/m³.
4.1 Lợi ích vận hành và môi trường
Hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm mang lại giá trị bền vững cả về mặt kỹ thuật, môi trường và quản lý rủi ro, đặc biệt trong bối cảnh yêu cầu kiểm soát nước thải COD cao và hợp chất vi ô nhiễm ngày càng khắt khe.
Giảm thiểu ô nhiễm độc hại và hợp chất vi lượng
Hệ thống tích hợp AOP giúp phân hủy các phân tử kháng sinh, hợp chất hữu cơ bền vững (POPs) và chất ức chế vi sinh thường có trong quy trình sản xuất dược phẩm, bảo đảm khả năng xử lý kháng sinh dư và giảm nguy cơ kháng thuốc lan rộng.
Tuân thủ nghiêm ngặt QCVN 40:2011/BTNMT
Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột A hoặc B tùy yêu cầu khu vực, với nồng độ COD đầu ra < 75 mg/L, BOD < 30 mg/L, pH ổn định trong khoảng 6.5–8.5, bảo đảm đủ điều kiện xả thải ra nguồn tiếp nhận hoặc cấp lại cho giai đoạn làm mát/cọ rửa.
Tăng khả năng tái sử dụng và tiết kiệm nước đầu vào
Với quy trình lọc cuối kết hợp AOP và lọc than hoạt tính, nước sau xử lý có thể đạt chất lượng cấp lại cho sản xuất, đặc biệt trong các nhà máy yêu cầu tuần hoàn nước cao.
Tiết kiệm diện tích và chi phí vận hành dài hạn
Hệ thống sử dụng kết cấu bể đứng dạng khối tích hợp, tiết kiệm không gian mặt bằng. Công nghệ MBBR và điều khiển SCADA giúp tối ưu năng lượng và giảm chi phí bảo trì định kỳ.
Giảm rủi ro pháp lý và nâng cao ESG
Tuân thủ chuẩn môi trường giúp doanh nghiệp tránh rủi ro bị xử phạt, đóng cửa hoặc mất chứng nhận GMP/ISO. Ngoài ra, giải pháp còn nâng điểm ESG, tăng cơ hội hợp tác quốc tế và mở rộng thị trường dược phẩm chất lượng cao.
4.2 Ứng dụng thực tế theo từng nhóm nhà máy
Nhà máy sản xuất hoạt chất gốc (API)
Thường thải ra nước thải COD cao chứa dung môi, axit mạnh, kim loại nặng. Yêu cầu hệ thống có AOP kết hợp phản ứng trung hòa và keo tụ kép. Xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT giúp ngăn phát tán kháng sinh vào môi trường.
Nhà máy bào chế – chiết tách dược phẩm
Đặc trưng bởi nồng độ hợp chất hữu cơ khó phân hủy, dư lượng kháng sinh, đường, cồn và phụ gia. Cần hệ thống xử lý có kết hợp bể sinh học + MBR hoặc MBBR, đảm bảo hiệu suất xử lý kháng sinh > 90%.
Nhà máy mỹ phẩm – hóa dược
Sử dụng nhiều chất hoạt động bề mặt, dầu khoáng, ester, silicone. Giải pháp AOP + hấp phụ than hoạt tính giúp loại bỏ màu, mùi và độc tính, tạo dòng thải thân thiện với môi trường, tránh ảnh hưởng vi sinh đầu nguồn nước.
Nhà máy thuốc thú y và thuốc tiêm truyền
Có chứa hợp chất dạng muối, kháng sinh phổ rộng và chất bảo quản. Cần xử lý theo hướng đa tầng: Oxy hóa hóa học – sinh học kỵ khí – AOP – lọc than. Hệ thống vận hành cần linh hoạt điều chỉnh tải trọng theo từng mẻ thải.
5.1 Giải pháp tổng thể – tích hợp đa công nghệ
ETEK cung cấp hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm với đầy đủ quy trình: khảo sát – thiết kế – thi công – vận hành – bảo trì. Chúng tôi tích hợp công nghệ AOP, MBBR, keo tụ nâng cao, SCADA và lọc hấp phụ để đạt hiệu suất xử lý toàn diện > 96%.
ETEK cam kết hiệu quả xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, phù hợp với các quy định cấp phép tại Việt Nam và khu vực ASEAN, Trung Đông, châu Phi.
5.2 Thiết kế tùy chỉnh – tối ưu hiệu suất và chi phí
Tất cả hệ thống được thiết kế theo tính chất nước thải từng nhà máy cụ thể, đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải COD cao và hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Các mô đun được xây dựng sẵn, giúp rút ngắn thời gian thi công và giảm 10–20% chi phí đầu tư ban đầu.
Vật liệu sử dụng đạt tiêu chuẩn quốc tế như SUS304, FRP, PVC-U, chống ăn mòn trong môi trường axit – kiềm nặng.
5.3 Năng lực triển khai quốc tế – chứng chỉ kỹ thuật cao
ETEK đã triển khai thành công hơn 50 dự án xử lý nước thải dược phẩm tại Việt Nam và các khu vực như Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi. Kỹ sư của ETEK có chứng chỉ ISO 14001, kỹ sư môi trường cấp quốc tế, quản lý dự án theo chuẩn PMI, sở hữu năng lực giám sát công trình nước cấp – nước thải.
Chúng tôi sẵn sàng thiết kế – thi công hệ thống công suất 50–5.000 m³/ngày phù hợp với chuẩn GMP-WHO, HACCP và yêu cầu của tập đoàn đa quốc gia.
5.4 Giám sát kỹ thuật 24/7 – phản hồi nhanh trong 12 giờ
ETEK cung cấp hệ thống giám sát SCADA theo thời gian thực, truy cập từ xa qua giao diện web và app. Đội ngũ kỹ thuật có mặt trong vòng 12–24 giờ khi có sự cố, bảo trì định kỳ 6 tháng/lần với các hạng mục:
Kiểm tra vi sinh, hiệu suất AOP, độ suy giảm màng lọc, phân tích dư lượng kháng sinh.
Thay thế vật tư tiêu hao như đèn UV, màng RO, hạt nhựa trao đổi ion, vật liệu hấp phụ.
Cập nhật báo cáo định kỳ: COD đầu vào – đầu ra, tải trọng vi sinh, số giờ hoạt động/quá tải.
5.5 Dự phòng linh kiện – tối ưu thời gian hoạt động
ETEK duy trì kho vật tư: bơm hóa chất, đèn UV, máy thổi khí, thiết bị điện, sensor pH, ORP, bộ điều khiển SCADA. Nhờ vậy, thời gian khắc phục lỗi giảm xuống còn 24–48 giờ. Việc này đảm bảo hệ thống không bị gián đoạn, tránh rò rỉ nước thải COD cao ra môi trường.
Thương hiệu thiết bị theo phân khúc cho hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm
6.1 Thiết bị AOP và xử lý kháng sinh
Phân khúc cao cấp – Xylem Wedeco (Đức):
Hệ thống UV/O₃ và H₂O₂ tích hợp, hiệu suất xử lý COD khó phân hủy đến 95%. Được dùng phổ biến tại châu Âu và các nhà máy dược phẩm tại UAE.
Phân khúc trung cấp – Ozonia Degremont (Pháp):
Ozonator công suất cao, thiết kế cho nhà máy quy mô 200–1.000 m³/ngày. Chi phí đầu tư hợp lý, bảo trì dễ dàng.
Phân khúc phổ thông – Neotech Aqua (Ấn Độ):
Cung cấp thiết bị UV AOP và ozone đơn lẻ, phù hợp các dự án vừa và nhỏ. Sản phẩm có mặt tại nhiều nhà máy dược khu vực ASEAN.
6.2 Bơm định lượng và thiết bị keo tụ
Phân khúc cao cấp – Grundfos DDA (Đan Mạch):
Bơm định lượng kỹ thuật số, lưu lượng 0.01–30 L/h, sai số ±1%, tích hợp điều khiển PLC.
Phân khúc trung cấp – SEKO (Ý):
Bơm điện tử, vật liệu PVDF, có thể sử dụng cho PAC, polymer, NaOH. Giá thành cạnh tranh, độ bền cao.
Phân khúc phổ thông – Emec (Ý):
Phù hợp nhà máy < 300 m³/ngày, hiệu suất ổn định, dễ thay thế phụ kiện tại thị trường Việt Nam.
Mở rộng công nghệ trong hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm
7.1 Tích hợp IoT và điều khiển thông minh SCADA
Trong các hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm, việc tích hợp công nghệ điều khiển thông minh SCADA/IOT không chỉ giúp giám sát lưu lượng, pH, COD theo thời gian thực mà còn hỗ trợ cảnh báo sớm khi có sự cố:
Cảm biến đo COD online (UV-Vis hoặc quang hóa học) giúp kiểm soát chính xác lượng nước thải COD cao từng mẻ thải.
SCADA cho phép kiểm soát từ xa qua nền tảng cloud hoặc local server, tích hợp AI dự đoán tải lượng dựa trên lịch sử sản xuất.
Lập báo cáo tự động theo chuẩn ISO/ESG – phục vụ công tác nội kiểm, báo cáo định kỳ cho Sở TNMT và các tổ chức quốc tế.
7.2 Tái sử dụng nước và tuần hoàn khép kín
Xu hướng xây dựng mô hình Zero Liquid Discharge (ZLD) đang gia tăng mạnh trong các nhà máy dược phẩm hiện đại. ETEK đã triển khai thành công các hệ thống:
Xử lý nước sau sinh học bằng UF – RO – EDI, thu hồi 70–90% nước sạch tái sử dụng cho làm mát, rửa thiết bị.
Cô đặc bùn và kết tinh muối công nghiệp từ dòng thải sau RO.
Tích hợp xử lý khí thải VOC từ khu vực phản ứng hóa học, đảm bảo xử lý hợp chất bay hơi kèm theo dòng nước thải.
Dịch vụ mở rộng của ETEK trong ngành xử lý nước thải công nghiệp đặc thù
Ngoài lĩnh vực hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy hóa chất dược phẩm, ETEK còn cung cấp các giải pháp trọn gói cho:
Nhà máy sản xuất thuốc thú y, hóa chất bảo vệ thực vật.
Xử lý nước thải nhiễm kháng sinh từ phòng khám, bệnh viện và trung tâm xét nghiệm.
Hệ thống xử lý nước cấp tinh khiết cho sản xuất dược – đạt tiêu chuẩn USP, EU GMP (PW, HPW, WFI).
Chúng tôi sẵn sàng tư vấn chuyên sâu, khảo sát hiện trường, đánh giá đặc tính nước thải từng dây chuyền và đề xuất phương án xử lý theo mô hình chuẩn hóa – tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và vận hành dài hạn.
Dự án tiêu biểu đã triển khai
Nhà máy dược K.C.P Pharma (Đồng Nai):
Hệ thống công suất 800 m³/ngày, sử dụng AOP + MBBR + RO. Đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, 80% nước tái sử dụng.
Nhà máy thuốc thú y Kha Vạn (Long An):
Ứng dụng xử lý bằng MBR và hấp phụ than hoạt tính, xử lý nước thải COD cao từ chiết kháng sinh β-lactam.
Khu dược phẩm quốc tế tại Đông Nam Á:
ETEK thực hiện gói EPC trọn gói cho hệ thống 1.200 m³/ngày tại khu liên hợp sản xuất API. Thiết bị AOP nhập khẩu từ Đức, đạt chuẩn EU.
Cam kết chất lượng và chính sách bảo hành
ETEK cam kết:
Xử lý đạt chuẩn xả thải từ ngày đầu vận hành, cung cấp hồ sơ kiểm nghiệm đầu ra định kỳ bởi đơn vị thứ ba.
Bảo hành hệ thống 24 tháng, hỗ trợ kỹ thuật suốt vòng đời dự án (trên 10 năm), cung cấp vật tư thay thế trong vòng 2 ngày làm việc.
Đào tạo vận hành chuyển giao chi tiết, hướng dẫn bảo trì, kiểm tra hệ thống định kỳ theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015, 14001 và 45001.
Bài viết liên quan: