Tải bản đầy đủ

BAO CAO SHMT CHỦ đề 3

Mục Lục
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 .Bảng sản lượng sắn củ tươi năm 2001 trên thế giới...................................5
Bảng 2 .Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam.......................................7
Bảng 3 Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bốt sắn...................................................8
Bảng 4: Các thong số nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì.......................13
Bảng 5. Thành phần và tính chất nước thải tinh bột mì.......................................18

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.Sơ đồ sản xuất nhà máy tinh bột khoai mì................................................15
Sơ đồ 2.Quy trình công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai mì quy mô công
nghiệp.....................................................................................................................22
Sơ đồ 4. Đề xuất hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột............... ...26

1


BÁO CÁO QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY
SẢN XUẤT BỘT MÌ
I. Đặt ấn đề
Tinh bột là sản phẩm tồn tại dưới dạng Hydrat cacbon hữu cơ tự nhiên với

hàng ngàn công dụng khác nhau. Các loại tinh bột tự nhiên được sử dụng phổ biến
và có giá trị thương mại chủ yếu bao gồm tinh bột sắn, tinh bột khoai tây, tinh bột
ngô và tinh bột lúa mì. Từ sự so sánh các loại tinh bột này, chúng ta biết rằng thành
phần và đặc tính của tinh bột sắn là gần giống với tinh bột khoai tây và tốt hơn
nhiều tinh bột ngô và tinh bột lúa mì. Ngoài ra, về giá cả, tinh bột khoai tây có giá
cao hơn nhiều tinh bột sắn. Với các ưu điểm hấp dẫn về đặc tính và giá, vì thế nhu
cầu về tinh bột sắn tăng lên rõ rệt trên thế giới.
Để thể hiện đầy đủ tiềm năng của cây khoai mì thì phải chuyển đổi cây lương
thực này thành cây phục vụ cho công nghiệp. Cuộc cách mạng này đã xảy ra tại
nhiều quốc gia ở Châu Á, Nam Mĩ và một vài khu vực ở Châu Phi. Tại Việt Nam,
chế biến khoai mì đã được phổ biến ở nước ta từ thế kỷ 16. Những năm gần đây,
do yêu cầu phát triển của ngành chăn nuôi và ngành chế biến thực phẩm từ khoai
mì gia tăng. Sản lượng khoai mì hằng năm đạt khoảng 3 triệu tấn. Vì sản xuất càng
nhiều thì lượng chất thải càng lớn. Ước tính trung bình hằng năm gần đây ngành
chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến và hộ gia đình) đã thải ra
môi trường 500.000 tấn thải bã và 15 triệu m3 nước thải. Trong đó phải kể đến
hàm lượng hữu cơ, dinh dưỡng và nồng độ COD, BOD, SS,.. vượt tiêu chuẩn cho
phép đến hàng trăm lần. Điều này đã gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường
đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống của cộng đồng dân cư trong
khu vực.

2


Trước thực trạng trên, yêu cầu thực tiễn đặt ra là phải có một biện pháp cụ
thể, thích hợp và tiết kiệm kinh phí để xử lý nước thải nhằm làm giảm thiểu ô
nhiễm do nước thải ngành tinh bột khoai mì gây ra. Để tìm hiểu rõ hơn về hiệu quả
xử lý nước thải của ngành này , nhóm giới thiệu quy trình được thực hiện bằng
phương pháp sinh học, áp dụng mô hình phân hủy kị khí hiếu khí với mong muốn
góp phần vào phát triển bền vững ngành chế biến tinh bột khoai mì và bảo vệ moi
trường.
II. Tổng quan về nước thải tinh bột mì
1.

Tổng quan tình hình sản xuất bột mì

1.1 Trên Thế Giới
Sắn được sử dụng khá phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu
cho nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp dệt, thực phẩm, may mặc, bánh
kẹo,sản xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu cơ,...

Sắn là loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới. Sắn có xuất
xứ từ Trung – Nam Mỹ. Sau đó phát triển sang Châu Phi, Châu Á, Cùng với sự
phát triển của nhiều ngành công nghiệp cây sắn ngày càng trở nên có giá trị kinh tế
cao.
Hiện nay sắn được trồng ở hơn 100 quốc gia trên thế giới với diện tích khoảng
18,96 triệu ha. Năm 2006 sản lượng sắn thế giới đạt 211,26 triệu tấn củ tươi,
nhưng đến năm 2007 sản lượng sắn trên thế giới đạt 226,34 triệu tấn. Như vậy, sản
lượng sắn thế giới tăng 15,08 triệu tấn.
Khi phân chia sản lượng sắn theo các lục địa, tổ chức lương thực thế giới
(FAO) ước tính sản lượng sắn ở Châu Phi năm 2000 là 92,7 triệu tấn tăng không
đáng kể so với năm 1999, mặc dù ở Châu lục này sắn được trồng ở 39 quốc gia
song có tới 70% sản lượng sắn được trồng ở Nigeria, công gô, Tanzania.
3


Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribê: Theo ước tính sản lượng sắn của
vùng chiếm 20% sản lượng sắn toàn cầu. Năm 2000 toàn khu vực có sản lượng sắn
32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 1999 có được chủ yếu do sự mở rộng thêm
diện tích trồng sắn và áp dụng kỹ thuật tiên tiến trong quá trình tưới tiêu. Trong đó
phải kể đến sự đóng góp không nhỏ của Brazil nước chiếm 70% tổng sản lượng
sắn toàn khu vực đã tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn trong năm 2000. Giá
sắn tăng cao đã khuyến khích người dân sản xuất mở rộng qui mô và diện tích
trồng sắn.
Sắn được trồng nhiều nhất tại Châu phi khoảng 11,82 triệu ha (chiếm 57% diện
tích sắn toàn cầu), tiếp theo là Châu Á 3,78 triệu ha (chiếm 25%), Châu Mỹ La
Tinh 2,7 triệu ha (chiếm 18%). Nước có sản lượng sắn lớn nhất thế giới là Nigeria
45,72% triệu tấn, tiếp theo là Thái Lan: 22,58 triệu tấn, Inđonesia: 19,92 triệu tấn.
Nước có năng suất cao nhất thế giới là Ấn Độ: 31,43 tấn củ/ha, tiếp theo là Thái
Lan 21,09 tấn/ha, so với năng suất bình quân của thế giới là 12,15 tấn/ha.
Thái Lan là nước mà toàn bộ sắn thu hoạch đều được sử dụng trong công nghiệp
với các sản phẩm chính là sắn lát, sắn viên và tinh bột sắn. Trên 55% sản lượng sắn
của Thái Lan được sử dụng dưới dạng sắn lát phơi khô làm thức ăn cho gia súc.
Trong đó 99% trực tiếp được xuất khẩu sang châu Á, chỉ có 10% tiêu thụ trong nội
địa, mặc dù sản lượng sắn củ tươi chỉ chiếm khoảng 18 triệu tấn trên sản lượng
toàn cầu là 175 triệu tấn.
Bảng 1 .Bảng sản lượng sắn củ tươi năm 2001 trên thế giới.
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Nước
Nigeria
Brazil
Thái Lan
Congo
Indonesia
Ghana
Tanzania
Ấn Độ

Sản lượng (Tấn/ha)
3385400
24481356
18283000
15959000
15800000
7845440
5757968
5800000
4


9
10
11
12

Mozambique
Trung Quốc
Các nước khác
Tổng cộng

5361974
3750900
38723751
175617389

Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu tinh bột sắn khiến các nước xuất khẩu
chủ yếu, sẽ thay đổi các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho năng
suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp. Có như vậy
mới đáp ứng được nhu cầu trong nước cũng như ngoài nước đang gia tăng.
1.2 Trong Nước
Việt Nam hiện đang sản xuất hằng năm hơn 2 triệu tấn sắn củ tươi, đứng thứ
11 trên thế giới về sản lượng sắn, nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng
thứ ba trên thế giới sau Thái Lan và Indonesia. Trong chiến lược toàn cầu cây sắn
đang được xem là một loại cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng đất
cằn cỗi, đây cũng là cây công nghiệp triển vọng có khả năng cạnh tranh với nhiều
loại cây trồng khác.
Ở nước ta, cây sắn đang chuyển đổi nhanh chóng đóng vai trò là cây công
nghiệp. Sự hội nhập đang mở rộng thị trường sắn, tạo nên những cơ hội chế biến
tinh bột, tinh bột biến tính bằng hoá chất và Enzim, sản xuất sắn lát, sắn viên để
xuất khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất thức ăn gia súc
và làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, góp phần vào sự phát
triểnkinh tế của đất nước.
Tinh bột sắn ở Việt Nam đã trở thành một trong bảy mặt hàng xuất khẩu mới
có triển vọng được chính phủ và các địa phương quan tâm.Hiện nay cả nước có 53
nhà máy chế biến tinh bột sắn đi vào hoạt động và 7 nhà máy đang được xây dựng.
Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam được thể hiện dưới bảng
sau:
5


Bảng 2 .Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam.
Năm
Diện tích
(1000ha)
Năng suất
(Tấn/ha)
Sản lượng
(Triệu tấn)

1999
227

2000
235

2001
250

2002
337

2003
372

2004
384

2005
426

2006
475

7,9

8,6

8,3

13,2

14,3

14,5

15,8

16,2

1,8

2,0

2,0

4,4

5,3

5,6

6,7

7,7

1.3 Hiện Trạng Ô Nhiễm Do Nước Thải Trong Sản Xuất
a)

Nguồn phát sinh và đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột sắn

Quá trình sản xuất tinh bột sắn là một quy trình công nghệ có nhu cầu sửdụng nước
khá lớn khoảng 25 – 40 m3/tấn sản phẩm, tuỳ thuộc vào công nghệ khác
nhau.Lượng nước thải từ quá trình này chiếm 80 – 90% tổng lượng nước sử
dụng.Nước thải từ công đoạn rửa củ và tinh chế bột là hai nguồn gây ô nhiễm
chính trong công nghệ chế biến tinh bột sắn.
+ Nước thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng lượng nước sử

dụng chứa chủ yếu là: cát, sạn, hàm lượng hữu cơ không cao, pH ít biến động
khoảng 6,5 – 6,8.
+ Nước thải từ công đoạn tinh chế bột có hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao
(COD: 10000 – 13000mg/l; BOD: 4000 – 9000mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng, cặn
khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không tan khác), pH = 5,7 – 6;
lượng nước này chiếm khoảng 60%
+ Ngoài hai nguồn ô nhiễm trên còn có khoảng 10% nước thải từ quá trình rửa
sàng, thiết bị, nước từ phòng thí nghiệm, từ sinh hoạt...Nước thải loại này có COD
khoảng 2000 – 2500 mg/l; BOD khoảng 400 – 500mg/l.
Bảng 3 Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bốt sắn.
6




Thành phần

Rửa củ

pH
COD(mg/l)
BOD(mg/l)
SS(mg/l)
CN-(mg/l)
Σ N (mg/l)
Σ P (mg/l)

6,5 - 6,8
1500 - 2000
500 - 1000
1150 - 2000
11

Nước thải tinh chế
bột
5,7- 6
1000 - 15000
4000 - 9000
1360 - 5000
32
122 - 270
24 - 31

TCVN 59452005,B
5,5 - 9
80
50
100
0,1
30
6

Nhận xét các chỉ tiêu nước thải như sau: Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước
thải ở các công đoạn chính đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép (TCVN5945 - 2005)
rất nhiều lần.
+ Nước thải rửa củ có pH gần như trung tính, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao
từ
1150 – 2000 mg/l; BOD = 500 – 1000 mg/l; COD = 1500 – 2000. Vượt quá tiêu
chuẩn cho phép đối với SS gấp 15 lần; BOD gấp 20 lần; COD gấp 25 lần.
+ Nước thải tinh chế bột có pH = 5,7 - 6
SS = 1360 - 5000 mg/l (gấp khoảng 14 - 50lần so với TCCP);
BOD = 4000 – 9000 mg/l (gấp khoảng 87 lần so với TCCP);
COD = 10000 – 15000 mg/l (gấp 140 lần TCCP).



Với đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột sắn như trên cho thấy nếu nước thải
không được xử lý trước khi thải vào môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ con người:
+ Nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm oxy
hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân hủy yếm khí các vi sinh vật trong nước
phát sinh mùi hôi thối ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và gây
mất mỹ quan.

7


+ Bên cạnh đó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành acid hữu cơ làm cho pH
trong nước thải giảm, pH thấp trong nước thải có tác dụng xấu tới các động vật
thủy sinh, đặc biệt các loài vốn ưa môi trường kiềm, làm chết tảo, cá di chuyển nơi
sống,làm chua đất.
+ Hàm lượng SS trong nước thải cao là nguyên nhân gây lắng đọng và thu hẹp
diện tích các mương dẫn và các dòng tiếp nhận nước thải.


Như vây có thể khẳng định trong chế biến tinh bột sắn nước thải là vấn đề đặc
biệtđược quan tâm.
b) Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn
Hiện nay vấn đề xử lý nước thải trong quá trình sản xuất tinh bột sắn được
quan tâm nhiều ở các làng nghề thủ công.Nước thải trong quá trình sản xuất tinh
bột sắn nhất là tại các làng nghề cùng với nước thải sinh hoạt và chăn nuôi đã được
xử lý bằng hầm Biogas ở một số hộ gia đình. Tuy nhiên số hộ gia đình sử dụng
phương pháp này rất ít, chủ yếu nước thải vẫn thải thẳng ra mương dẫn chung mà
không qua bất kỳ quá trình xử lý sơ bộ nào, dẫn đến tình trạng ách tắc mương dẫn,
gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và gây mất mỹ quan.
Đối với các cơ sở sản xuất qui mô công nghiệp: Tình trạng ô nhiễm môi trường
trong chế biến tinh bột sắn đang ở mức báo động, một số nhà máy đã có hệ thống
xử lý nhưng hoạt động không hiệu quả hay chưa có hệ thống xử lý. Các cơ sở sản
xuất mặc nhiên để nước thải chảy ra suối, hoặc xử lý sơ bộ bằng các ao hồ sinh học
nhưng phần lớn chỉ để đối phó với các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường.

8


III.
1.

Nước thải trong sản xuất tinh bột mì
Nước thải trong sản xuất tinh bột mì
1.1 Nguồn phát sinh
Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì có nhu cầu sử dụng nước rất lớn (15-

20m3 / tấn sản phẩm). Lượng nước thải mang theo một phần tinh bột không thu hồi
hết trong sản xuất, các protein, chất béo, các chất khoáng… Trong công đoạn tẩy
trắng sản phẩm thải ra lượng lớn các thành phần SO32-, SO42-. Lưu lượng nước thải
có nồng độ hữu cơ cao (16-20 Kg COD/m 3 nước thải) là một nguồn gây ô nhiễm
lớn cho môi trường.
Trong quá trình sản xuất tinh bột, nguồn nước ô nhiễm gồm nước thải rửa
củ, nước thải nghiền củ, ly tâm, sàng loại sơ, khử nước và nước tách dịch.
Trong cộng đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ
để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt. Nêu rửa không sạch, bùn bám trên củ sẽ
làm cho tinh bột có màu rất xấu. Nước thài trong quá trình rửa củ, cắt vỏ có chứa
bùn, cát, mảnh vỏ, HCN tạo ra do phân hủy phazeolutamin trong vỏ thịt nhờ xúc
tác men cyanoaza,..
Nước thải trong công đoạn nghiền củ, lọc thô có nhiều tinh bột, protein và
khoáng chất tách ra trong quá trình nghiền thô.
Nước thải trong quá trình tách dịch có nồng độ hữu cơ cao (BOD), chất rắn
lơ lững nhiều (SS). Ngoài ra trong nước thải còn chứa các dịch bào có Tanin, men
và nhiều chất vi lượng có mặt trong củ mì.
Tóm lại, lượng nước thải chế biến tinh bột khoai mì phát sinh dự kiến có
10% từ nước rửa củ và 90% từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước [8]

9


1.2

Đặc tính nước thải

Nước thải sản xuất tinh bột khoai mì được thải ra chủ yếu từ giai đoạn rửa
củ và tách tinh bột. Tuy nhiên nước thải xả ra từ giai đoạn rửa củ có pH từ 5,0-5,6,
hàm lượng SS (chất rắn lơ lửng) cao, dao động từ 220 đến 3.389 mg/L, ngoài ra
hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp, COD dao động từ 324 đến 519 mg/L. Loại
nước thải này ít gây ô nhiễm, nên thông thường nó được đưa qua bể lắng để lắng
sơ bộ trước khi thải ra ngoài. Trong một vài nhà máy nước thải sau lắng sơ bộ
được tuần hoàn trở lại để rửa củ. Nước thải từ giai đoạn tách tinh bột có pH dao
động từ 4,9-5,7, và chỉ sau một ngày pH giảm chỉ còn 3,4-4,6, nước thải tách tinh
bột chứa hàm lượng chất hữu cơ khá cao, COD tổng cộng dao động từ 7.000 đến
14.243 mg/L, và COD hòa tan dao động 3.974 đến 9.993 mg/L. Tỉ số giữa COD
hòa tan và COD tổng cộng dao động từ 50 đến 93% tùy thuộc vào hàm lượng SS
trong nước thải. BOD dao động từ 6.200-13.200 mg/L. Hàm lượng SS tương đối
cao, khoảng 500-3.080 mg/L, tỉ số VSS/SS dao động từ 61 đến 98%. Điều này chỉ
ra rằng SS có trong nước thải chủ yếu là các hạt tinh bột từ quá trình tách tinh bột.
Hàm lượng N-NH3 và N-Org cũng tương đối cao, dao động trong khoảng 45-72
mg/L và 90-367 mg/L. Tổng hàm lượng phosphate dao động từ 10-45 mg/L và
hàm lượng CN- trong khoảng 19-28 mg/L.

10


Bảng 4: Các thong số nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì
1.3 Tác động nước thải
1.3.1 Độ pH:
Độ pH của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn
nước tiếp nhận do các loại vi sinh vật có tự nhiên trong nước bị kiềm hãm phát
triển. Ngoài ra, khi nước thải có tính axit sẽ có tính ăn mòn, làm mất cân bằng trao
đổi chất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống.
1.3.2

Hàm lượng chất hữu cơ

Nước thải chế biến tinh bột mì có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả vào
nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước do vi sinh vật sử
dụng oxi hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng độ oxi hòa tan dưới 50% bão
hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá. Oxi hòa tan giảm
không chỉ làm suy kiệt nguồn tài nguyên thủy hải sản mà còn làm giảm đi khả
năng tự làm sạch của nguồn nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp cho sinh
hoạt và công nghiệp. Ngoài ra, nó còn gây nên tình trạng ô nhiễm mùi
11


1.3.3

Hàm lượng chất lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất
đi vẻ mỹ quan mà còn làm giảm tầng sâu nước được chiếu sáng, ảnh hưởng đến
quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh. Phần khác, khi cặn lắng xuống dưới
đáy nước sẽ gây ra hiện tượng phân hủy kỵ khí, gây mùi hôi thối.
1.3.4

Hàm lượng chất dinh dưỡng

Nồng độ các chất N, P trong nước cao sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa
nguồn nước, ảnh hưởng đến các thủy sinh vật trong nguồn nước, phát triển khó
kiểm soát của rong và tảo.
1.3.5

Vi sinh vật (Xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì)

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn
nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm
bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bênh cho người bệnh lỵ,
thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính.
1.3.6

Hàm lượng Cyanua

Cyanua tồn tại trong nước ở dạng muối, CN + và HCN. Nó gây ảnh hưởng
độc trực tiếp đến hệ thủy sinh thực vật, Nước ngấm xuống đất sẽ gây ô nhiễm
nguồn nước ngầm. Tuy nhiên, ở điều kiện thích hợp HCN sẽ phân hũy thành NH 4+
là chất dinh dưỡng cho các cây thực vật thủy sinh.
Nước thải chế biến tinh bột khoai mì có hàm lượng chất hữu cơ cao, đặc
biết là trong nước thải chế biến tinh bột khoai mì có chứa hàm lượng cyanua rất
cao, vượt quy chuẩn xả thải cho phép nhiều lần. Vì vậy mà nước thải chế biến tinh
bột khoai mì cần phải được thiết kế hệ thống xử lý nước thải trước khi xả thải ra
ngoài môi trường để bảo vệ môi trường nước và sức khỏe của con người.

12


IV.
1.

Quy trình công nghệ
Thuyết minh quy trình công nghệ của nhà máy sản xuất tinh bột khoai

Sơ đồ 1.Sơ đồ sản xuất nhà máy tinh bột khoai mì
Củ khoai mì tươi

Lồng bốc vỏ

Rửa

Chặt

Lọc thu hồi

Nghiền, mài

Dung dịch SO2

Chiết tách

Phân ly

Tách nước ly tâm



Ép nén



Sấy, phơi

Hệ thống XLNT

Nước thải

Nước tách

Sấy phun

Đóng gói

Thành phẩm

13


Các giai đoạn chính của dây chuyền công nghệ:
- Nạp nguyên liệu bóc vỏ, rửa sạch: Nguyên liệu củ khoai mì tươi sau thu
hoạch tối đa trong khoảng ba ngày phải được đưa vào sản xuất chế biến, củ được
đưa vào băng chuyền thông qua phiến nạp nguyên liệu và hệ thống sàng rung,
nhằm loại bỏ đất, cát, cặn bả và các tạp chất khác. Sau đó củ được băng chuyền
chuyển đến thiết bị rửa sạch trước khi đến công đoạn
Thái nhỏ và mài: Củ sau khi rửa sạch được băng chuyền chuyển đến hệ
thống sàng lọc để loại bỏ chất bẩn lần cuối và sau đó được chuyển đến thiết bị thái,
thái xong chuyển đến thiết bị mài, ở đây nước rửa sạch được bơm vào và khuấy
trộn để tạo thành hỗn hợp bã bột – nước trước khi chuyển đến công đoạn ba.
- Tách, chiết xuất sữa và bột: Hỗn hợp bã, bột và nước sau khi trộn đều
được bơm vào hệ thống thiết bị chiết tách gồm:
+ Thiết bị chiết tách sơ bộ giai đoạn đầu nhằm tách bã và bột sữa.
+ Bã sắn sau khi chiết tách sơ bộ giai đoạn đầu xong được hoà trộn với
nước và được bơm đến hệ thống thiết bị chiết tách giai đoạn hai nhằm thu hồi thêm
phần tinh bột còn sót lại trong bã. Sau đó bã được chuyển đến băng chuyền ép
xoắn vít và thiết bị ép bã nhão. Nhằm loại bỏ nước rồi chuyển đến thiết bị ép lọc
vắt nước lần cuối nhờ băng chuyền xích chuyển tải ra ngoài (nơi tiếp nhận bã).
+ Sữa bột thu hồi từ các giai đoạn chiết tách trên chuyển đến các bồn nhỏ
được hoà trộn với nước sau đó được bơm đến các thiết bị chiết tách tinh nhằm loại
bỏ các bã cặn nhỏ, thu hồi tinh bột đồng nhất.
+ Trong quá trình chiết – tách và trích ly, ly tâm tinh bột người ta đưa vào
môt lượng dung dịch H2SO3 nồng độ thấp hoặc dung các thiết bị tháp để cho một
lượng SO2.
14


- Phân ly và tách nước ly tâm: Dung dịch sữa bột trước khi bơm vào thiết
bị trích ly qua giai đoạn 1 qua tách cặn, cũng tương tự như vậy đến trích ly số 2,
sau khi ra khỏi trích ly số 2 thì quay về chiết tách cuối cùng, dung vải mịn để tinh
lọc và sau đó đến trích ly giai đoạn 3. Sữa bột tinh này tiếp tục được hoà với nước
đúng độ boome yêu cầu và được bơm vào thiết bị tách nước ly tâm để thu hồi tinh
bột nhão có hàm lượng nước chứa trong đó khoảng 32 – 38%.
- Sấy và đóng gói: Tinh bột nhão được băng chuyền chuyển đến thiết bị làm
tơi, sau đó được đưa vào thiết bị cung cấp để rồi đưa bột vào hệ thống ống sấy
nhanh bằng khí nóng. Khí nóng được cũng cấp từ hệ thống khí xoáy nóng, bột sau
khi sấy khô tập trung tại các cyclon nóng sau đó bằng vít tải chuyển qau hệ thống
ống làm mát bởi một quạt hút, hút khí trời đã được lọc trước và tinh bột được làm
nguội trong các cyclone nguội, từ đó chuyển qua sàng rây và đóng gói theo yêu
cầu.
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH
BỘT KHOAI MÌ
2.1 Lưu lượng nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Hải Lăng
2.1.1 Nước thải sản xuất:
Công suất của nhà máy 60 tấn ngày. Lượng nước thải trung bình 16 m3/tấn
(theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng
2004).
Nước thải tinh bột sắn chia làm 2 loại:
-Nước thải củ: là nước thải từ công đoạn rửa, loại bỏ phần rễ, lớp vỏ gỗ và
đất cát bám trong củ trước khi đưa vào nghiền. Theo ước tính lượng nước thải rửa
củ chiếm đến 42% tổng lượng nước thải của nhà máy.Nước này chỉ ô nhiễm bởi
15


cát, đất tách ra từ củ, ít ô nhiễm các chất hữu cơ hòa tan, do đó nên tách riêng
nhằm giảm lượng nước thải và sau khi xử lý có thể tận dụng cho khâu rửa củ.
-Nước thải chế biến: Chứa hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ rất cao thải
ra từ công đoạn nghiền, tách bã và lọc tinh. Thành phần nước thải chế biến gồm:
tinh bột, đường, protein, cellulose, các khóang chất và độc tố CN-.
Kết quả phân tích chất lượng nước thải tinh bột mì tại nhiều cơ sở khác nhau được
trình bày trong bảng 2:
Chỉ tiêu
pH
COD
BOD5
SS
N-NH4+
N-NO2
N-NO3
N tổng
P tổng
CNSO42-

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Kết quả
4,2 - 5,1
2.500 - 17.000
2.120 – 14.750
120 – 3.000
136 – 300
0 – 0,2
0,5 – 0,8
250 – 450
4 – 70
2 – 75
52 – 65

Bảng 5. Thành phần và tính chất nước thải tinh bột mì
Vậy lượng nước thải từ quá trình sản xuất Qsx = 60 x 16 = 960 m3/ngày
2.1.2 Nước thải sinh hoạt:
Số lượng công nhân của Nhà máy là 100 công nhân (Nguồn: Điều tra tổng
hợp). Lượng nước thải trung bình mỗi công nhân là 100 l người.ngày (theo Báo
cáo đánh giá tác động môi trường của Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng 2004). Vậy
lượng nước thải từ sinh hoạt là Qsh = 100 x 0.1 = 10 m 3 /ngày.

16


2.2 Tính chất nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Hải Lăng
Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc
trưng pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất
rắn lơ lửng (SS), TSS rất cao, các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu
oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao và trong
thành phần của vỏ sắn và lỏi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) một trong những chất
độc hại có khả năng gây ung thư.
Tính chất nước thải ngành tinh bột mì mang tính chất acid và có khả năng
phân hủy sinh học.Đặc biệt loại nước thải này có chứa HCN là một acid có tính
độc hại. Khi ngâm khoai mì vào trong nước HCN sẽ tan vào trong nước và theo
nước thải ra ngoài.
2.2.1 Các phương pháp áp dụng xử lý nước thải tinh bột sắn
* Phương pháp cơ học:
Nhằm mục đích tách các chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra
khỏi nước thải.
Những công trình xử lý cơ học bao gồm:
+ Song chắn rác, chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi:giấy,
rau cỏ, rác…được gọi chung là rác. Rác được đem đi xử lý hoặc thải bỏ.Có ba loại
song chắn rác điển hình như Song chắn rác thủ công, song chăn rác cơ giới và song
chắn rác kết hợp nghiền nhỏ.
+ Bể lắng cát, tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so
với trọng lượng riêng của nước thải như đất, cát … ra khỏi nước thải. Cát từ bể
lắng cát đưa đi phơi ở trên sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những
mục đích xây dựng.
+ Bể lắng, để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáyvà dùng những thiết
17


bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng (cặn) đến công trình xử lý cặn. Xử lý
cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho quá trình xử lý sinh học
* Phương pháp sinh học
+Dựa vào sự sống và hoạt động của các vi sinh để oxy hoá chất bẩn ở
dạng keo và hoà tan có trong nước thải. Những công trình xử lý sinh hoá phân
thành hai nhóm:
+ Những công trình trong đó có quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự
nhiên. Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: Bể lọc sinh
học (Biophin), bể làm thoáng sinh học (Aeroten)… Do các điều kiện tạo nên bằng
nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.
+ Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân
tạo. Những công trình sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là Cánh đồng
tưới, bãi lọc, hồ sinh học … Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào nguồn
oxy và vi sinh có ở trong đất và nước.Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện
nhân tạo có thể đạt mức hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới
90-95 % và không hoàn toàn với BOD giảm tới 40-80%. Giai đoạn xử lý sinh học
tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học.Bể lắng sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là bể
lắng đợt I. Để chắn giữ màng sinh học (sau bể Biophin) hoặc bùn hoạt tính (sau bể
Aeroten) dùng bể gọi là bể lắng đợt II.Trong trường hợp xử lý trên bể Aeroten
thường đưa một phần bùn hoạt tính trở lại bể Aeroten để tạo điều kiện cho công
trình đạt hiệu qủa cao hơn.Phần bùn hoạt tính còn lại gọi là bùn hoạt tính dư,
thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi chuyển đến sân phơi bùn.
2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải tinh bột có COD cao, tỉ lệ BOD 5/COD lên đến trên 70%, nên việc
xử lý bẳng phương pháp sinh học là thích hợp. Hơn nữa, với COD nước nguyên
thủy> 5000mg/l, do đó cần lựa chọn phương pháp sinh học kỵ khí. Quá trình phân
18


hủy kỵ khí, sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí
hoặc có lượng khí oxy hòa tan trong môi trường rất thấp để phân hủy các chất hữu
cơ. Đây là quá trình bao gồm nhiều phản ứng sinh hóa phức tạp phân hủy các chất
hữu cơ, tạo ra hàng loạt các sản phẩm trung gian.
UASB là công trình kỵ khí hiệu quả nhất trong các công trình sinh học kỵ
khí cả về hiệu suất xử lý và tải trọng vận hành .Tuy nhiên, đặc tính chịu số tải, trào
bùn cũng như khả năng thích nghi và hồi phục khi có biến động về chất lượng
nguồn nước của hệ thống UASB rất kém.Chính vì vậy, khi vận hành hệ thống xử lý
nước thải tinh bột khoai mì có lưu lượng không ổn định (vận hành gián đoạn).

19


Sơ đồ 2.Quy trình công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai mì quy mô công nghiệp
Nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng được thu gom vào mương dẫn có
lắp song chắn rác và được đưa vào Bể lắng cát ngang.Tại đây, cát lắng đọng dưới
đáy bể được
thu gom chuyển sang sân Nước
phơitách
cát, nước tách cát và nước thải sau đó
Sân phơi cát
được dẫn sang Bể điều hoà.Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng ổn định để
bơm vào Bể lắng 1. Bể lắng 1 có tác dụng loại bỏ phần lớn hàm lượng SS và một
phần COD và BOD lắng cặn ở trong nước thải.Sau đó, nước thải được dẫn sang bể
xử lý kỵ khí UASB. Tại bể UASB nước thải được xử lý bằng các vi sinh vật kỵ
Bểlắng
1 tục được Bể
Bể lắng
cát ngang
UASB
Bể điều
khí. Khoảng
75%
COD và BOD, 50%
SShòa
được xử lý.Nước
thảibậctiếp
dẫn

sang bể xử lý hiếu khí Aerotank để loại bỏ chất hữu cơ hoà tan trong nước thải,
trước khi qua bể lắng đứng. Cuối cùng nước thải được chuyển sang hồ sinh học
nhằm xử lý đạt QCVN 40:2011 cột B trước khi thải ra sông Nhùng. Bùn cặn từ bể
Sông Nhùng

Hố tùy nghi

lắng đứng một phần được tuần hoàn lại. Bể tuần hoàn, phần
lại được đưa sang
Bể Aerontank
Bể còn
lắng đứng
hồ chứa và cô cặn bùn, sau 2 năm tháo bùn một lần.
*Ưu điểm:
-Hiệu quả xử lý BOD, COD cao
- Ít chịu ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài.
Nước tách bùn

Máy thổi khí

- Xử lý với lưu lượng nước thải bất kì.
- Vận hành đơn giản, ít sửa chữa.
Hồ chứađến
bùn hoạt động của các hệ thống sinh
- Xử lý CN-, đảm bảo không ảnh hưởng

học.
-Loại bỏ triệt để hàm lượng hữu cơ, đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn
thải cho phép

Bùn hồi lưu

20


-Chịu ít biến động về lưu lượng , tải lượng ô nhiễm và chế độ vận hành
không liên tục.
-Quy trình đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp.
-Phát triển công nghệ theo hướng tái sinh năng lượng và tái sử dụng nước
thải.
*Nhược điểm
- Lượng bùn sinh ra nhiều
-Khả năng thích nghi và hồi phục khi có biến động về chất lượng nguồn
nước của bể UASB kém.
-Khi vận hành hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì có lưu lượng không ổn
định.
V. Kết luận
Vì nhược điểm lượng bùn sinh ra nhiều và khả năng xử lý N, P không cao ta
có thể khắc phục được.
Hiệu quả xử lý nước thải cao, đảm bảo yêu cầu về môi trường.
Công nghệ xử lý nước thải chủ yếu áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học lơ lửng.Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN
40:2011/BTNMT) trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là sông Nhùng.
Điểm nổi bật của công nghệ là hoàn toàn xử lý bằng sinh học, không áp dụng
xử lý hoá học. Nước thải sau xử lý không chứa hoá chất độc hại, an toàn với nguồn
nhận. Tận dụng được công trình sẳn có như các hồ xử lý sinh học có sẳn làm hồ xử

21


lý tuỳ nghi, hồ chứa và cô đặc bùn. Từ đó tiết kiệm đáng kể kinh phí ban đầu phải
đầu tư. Do vậy,hệ thống xử lý nước thải mang giá trị rất cao.
VI. Đề xuất
Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của nhà máy không đảm bảo được yêu cầu
xử lý nước thải của nhà máy, nước thải đầu ra chưa đạt tiêu chuẩn loại A. Chính vì
vậy nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hải Lăng cần phải có một giải pháp mới về
môi trườngđặc biệt là môi trường nước, một hệ thống xử lý nước thải phù hợp và
xử lý hiệu quảđem lại lợi íchkinh tế. Trước hiện trạng về môi trường của nhà máy
như vậy em đề xuất phươngán xử lý nước thải như sau:

22


Nước thải rửa củ

Nước thải tinh chế bột

Song chắn

Song chắn

Bể lắng cát

Bể điều hòa kết hợp
lắng

Bể điều hòa
Bể keo tụ và lắng

Bể UASB

Bể chứa
nước tuần
hoàn lại rửa
củ

Két thu khí

Bể keo tụ và lắng

Bể xử lý bùn

Hồ sinh học

Nước sau xử lý
thải ra suối

Hồ chứa

Sân phơi bùn

Sơ đồ 4. Đề xuất hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột
23


Tài liệu tham khảo
[1] Báo cáo đánh giá tác động môi trường tại Nhà máy TBS Hải Lăng năm 2004.
[2] Trần Đức Hạ, 2006, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kỹ thuật
[3] Trịnh Xuân Lai, 2008, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải
[4]. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2005, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải,
NXB Khoa học kỹ thuật
[6] Lương Đức Phẩm,2003,Công nghệ XLNT bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo
dục
[7]. Nguyễn Văn Phước, 2007, Giáo trình xử lý nước thải và sinh hoạt bằng
phương pháp sinh học. NXB Đại học quốc gia TPHCM.
[8] http://hoabinhxanh.vn/xu-ly-nuoc-thai-che-bien-tinh-bot-khoai-mi/

24



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×