Mục Lục DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng sản lượng sắn củ tươi năm 2001 giới Bảng Diện tích, suất sản lượng sắn Việt Nam .7 Bảng Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bốt sắn Bảng 4: Các thong số nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì .13 Bảng Thành phần 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 Đề xuất hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột .26 BÁO CÁO QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT MÌ I Đặt ấn đề Tinh bột sản phẩm tồn dạng Hydrat cacbon hữu tự nhiên với hàng ngàn công dụng khác Các loại tinh bột tự nhiên sử dụng phổ biến có giá trị thương mại chủ yếu bao gồm tinh bột sắn, tinh bột khoai tây, tinh bột ngô tinh bột lúa mì Từ so sánh loại tinh bột này, biết thành phần đặc tính tinh bột sắn gần giống với tinh bột khoai tây tốt nhiều tinh bột ngô tinh bột lúa mì Ngoài ra, giá cả, tinh bột khoai tây có giá cao nhiều tinh bột sắn Với ưu điểm hấp dẫn đặc tính giá, nhu cầu tinh bột sắn tăng lên rõ rệt giới Để thể đầy đủ tiềm khoai mì phải chuyển đổi lương thực thành phục vụ cho công nghiệp Cuộc cách mạng xảy nhiều quốc gia Châu Á, Nam Mĩ vài khu vực Châu Phi Tại Việt Nam, chế biến khoai mì phổ biến nước ta từ kỷ 16 Những năm gần đây, yêu cầu phát triển ngành chăn nuôi ngành chế biến thực phẩm từ khoai mì gia tăng Sản lượng khoai mì năm đạt khoảng triệu Vì sản xuất nhiều lượng chất thải lớn Ước tính trung bình năm gần ngành chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến hộ gia đình) thải môi trường 500.000 thải bã 15 triệu m3 nước thải Trong phải kể đến hàm lượng hữu cơ, dinh dưỡng nồng độ COD, BOD, SS, vượt tiêu chuẩn cho phép đến hàng trăm lần Điều gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống cộng đồng dân cư khu vực Trước thực trạng trên, yêu cầu thực tiễn đặt phải có biện pháp cụ thể, thích hợp tiết kiệm kinh phí để xử lý nước thải nhằm làm giảm thiểu ô nhiễm nước thải ngành tinh bột khoai mì gây Để tìm hiểu rõ hiệu xử lý nước thải ngành , nhóm giới thiệu quy trình thực 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 bảo vệ moi trường II Tổng quan nước thải tinh bột mì Tổng quan tình hình sản xuất bột mì 1.1 Trên Thế Giới Sắn sử dụng phổ biến để sản xuất tinh bột, nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp công nghiệp dệt, thực phẩm, may mặc, bánh kẹo,sản xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu cơ, Sắn loại lương thực quan trọng nhiều nước giới Sắn có xuất xứ từ Trung – Nam Mỹ Sau phát triển sang Châu Phi, Châu Á, Cùng với phát triển nhiều ngành công nghiệp sắn ngày trở nên có giá trị kinh tế cao Hiện sắn trồng 100 quốc gia giới với diện tích khoảng 18,96 triệu Năm 2006 sản lượng sắn giới đạt 211,26 triệu củ tươi, đến năm 2007 sản lượng sắn giới đạt 226,34 triệu Như vậy, sản lượng sắn giới tăng 15,08 triệu Khi phân chia sản lượng sắn theo lục địa, tổ chức lương thực giới (FAO) ước tính sản lượng sắn Châu Phi năm 2000 92,7 triệu tăng không đáng kể so với năm 1999, Châu lục sắn trồng 39 quốc gia song có tới 70% sản lượng sắn trồng Nigeria, công gô, Tanzania Khu vực Châu Mỹ La Tinh vùng Caribê: Theo ước tính sản lượng sắn 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 chủ yếu mở rộng thêm diện tích trồng sắn áp dụng kỹ thuật tiên tiến trình tưới tiêu Trong phải kể đến đóng góp không nhỏ Brazil nước chiếm 70% tổng sản lượng sắn toàn khu vực tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn năm 2000 Giá sắn tăng cao khuyến khích người dân sản xuất mở rộng qui mô diện tích trồng sắn Sắn trồng nhiều Châu phi khoảng 11,82 triệu (chiếm 57% diện tích sắn toàn cầu), Châu Á 3,78 triệu (chiếm 25%), Châu Mỹ La Tinh 2,7 triệu (chiếm 18%) Nước có sản lượng sắn lớn giới Nigeria 45,72% triệu tấn, Thái Lan: 22,58 triệu tấn, Inđonesia: 19,92 triệu Nước có suất cao giới Ấn Độ: 31,43 củ/ha, Thái Lan 21,09 tấn/ha, so với suất bình quân giới 12,15 tấn/ha Thái Lan nước mà toàn sắn thu hoạch sử dụng công nghiệp với sản phẩm sắn lát, sắn viên tinh bột sắn Trên 55% sản lượng sắn Thái Lan sử dụng dạng sắn lát phơi khô làm thức ăn cho gia súc Trong 99% trực tiếp xuất sang châu Á, có 10% tiêu thụ nội địa, sản lượng sắn củ tươi chiếm khoảng 18 triệu sản lượng toàn cầu 175 triệu Bảng Bảng sản lượng sắn củ tươi năm 2001 giới STT Nước Nigeria Brazil Thái Lan Congo Indonesia Ghana Tanzania Ấn Độ Sản lượng (Tấn/ha) 3385400 24481356 18283000 15959000 15800000 7845440 5757968 5800000 10 11 12 Mozambique Trung Quốc Các nước khác Tổng cộng 5361974 3750900 38723751 175617389 Khả thu lợi cao từ việc xuất tinh bột sắn khiến nước xuất chủ yếu, thay đổi giống sắn truyền thống giống sắn cho suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp Có đáp ứng nhu cầu nước nước gia tăng 1.2 Trong Nước Việt Nam sản xuất năm triệu sắn củ tươi, đứng thứ 11 giới sản lượng sắn, lại nước xuất tinh bột sắn đứng thứ ba giới sau Thái Lan Indonesia Trong chiến lược toàn cầu sắn xem loại lương thực dễ trồng, thích hợp với vùng đất cằn cỗi, công nghiệp triển vọng có khả cạnh tranh với nhiều loại trồng khác Ở nước ta, sắn chuyển đổi nhanh chóng đóng vai trò công nghiệp Sự hội nhập mở rộng thị trường sắn, tạo nên hội chế biến tinh bột, tinh bột biến tính hoá chất Enzim, sản xuất sắn lát, sắn viên để xuất sử dụng công nghiệp thực phẩm, sản xuất thức ăn gia súc làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, góp phần vào phát triểnkinh tế đất nước Tinh bột sắn Việt Nam trở thành bảy mặt hàng xuất có triển vọng phủ địa phương quan tâm.Hiện nước có 53 nhà máy chế biến tinh bột sắn vào hoạt động nhà máy xây dựng Diện tích, suất sản lượng sắn Việt Nam thể bảng sau: Bảng Diện tích, suất 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 đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn Quá trình sản xuất tinh bột sắn quy trình công nghệ có nhu cầu sửdụng nước lớn khoảng 25 – 40 m3/tấn sản phẩm, tuỳ thuộc vào công nghệ khác nhau.Lượng nước thải từ trình chiếm 80 – 90% tổng lượng nước sử dụng.Nước thải từ công đoạn rửa củ tinh chế bột hai nguồn gây ô nhiễm công nghệ chế biến tinh bột sắn + Nước thải từ công đoạn rửa củ bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng lượng nước sử dụng chứa chủ yếu là: cát, sạn, hàm lượng hữu không cao, pH biến động khoảng 6,5 – 6,8 + Nước thải từ công đoạn tinh chế bột có hàm lượng ô nhiễm chất hữu cao (COD: 10000 – 13000mg/l; BOD: 4000 – 9000mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin cặn không tan khác), pH = 5,7 – 6; lượng nước chiếm khoảng 60% + Ngoài hai nguồn ô nhiễm có khoảng 10% nước thải từ trình rửa sàng, thiết bị, nước từ phòng thí nghiệm, từ sinh hoạt Nước thải loại có COD khoảng 2000 – 2500 mg/l; BOD khoảng 400 – 500mg/l Bảng Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bốt sắn • 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- 1000 - 15000 4000 - 9000 1360 - 5000 32 122 - 270 24 - 31 TCVN 59452005,B 5,5 - 80 50 100 0,1 30 Nhận xét tiêu nước thải sau: Hàm lượng chất ô nhiễm nước thải công đoạn vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN5945 - 2005) nhiều lần + Nước thải rửa củ có pH gần trung tính, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao từ 1150 – 2000 mg/l; BOD = 500 – 1000 mg/l; COD = 1500 – 2000 Vượt tiêu chuẩn cho phép SS gấp 15 lần; BOD gấp 20 lần; COD gấp 25 lần + Nước thải tinh chế bột có pH = 5,7 - 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 nước thải sản xuất tinh bột sắn cho thấy nước thải không xử lý trước thải vào môi trường gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tác động xấu tới sức khoẻ người: + Nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cao làm giảm oxy hoà tan nước, thúc đẩy trình phân hủy yếm khí vi sinh vật nước phát sinh mùi hôi thối ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường gây mỹ quan + Bên cạnh đó, trình chuyển hoá tinh bột thành acid hữu làm cho pH nước thải giảm, pH thấp nước thải có tác dụng xấu tới động vật thủy sinh, đặc biệt loài vốn ưa môi trường kiềm, làm chết tảo, cá di chuyển nơi sống,làm chua đất + Hàm lượng SS nước thải cao nguyên nhân gây lắng đọng thu hẹp diện tích mương dẫn dòng tiếp nhận nước thải • Như vây khẳng định chế biến tinh bột sắn nước thải vấn đề đặc biệtđược quan tâm b) Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn Hiện vấn đề xử lý nước thải trình sản xuất tinh bột sắn quan tâm nhiều làng nghề thủ công.Nước thải trình sản xuất tinh bột sắn làng nghề với nước thải sinh hoạt chăn nuôi xử lý hầm Biogas số hộ gia đình Tuy nhiên số hộ gia đình sử dụng phương pháp ít, chủ yếu nước thải thải thẳng mương dẫn chung mà không qua trình xử lý sơ nào, dẫn đến tình trạng ách tắc mương dẫn, gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân gây mỹ quan Đối với sở sản xuất qui mô công nghiệp: Tình trạng ô nhiễm môi trường chế biến tinh bột sắn mức báo động, số nhà máy có hệ thống xử lý hoạt động không hiệu hay chưa có hệ thống xử lý Các sở sản xuất để nước thải chảy suối, xử lý sơ ao hồ sinh học phần lớn để đối phó với quan quản lý nhà nước môi trường III Nước thải sản xuất tinh bột mì Nước thải sản xuất tinh bột mì 1.1 Nguồn phát sinh Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì có nhu cầu sử dụng nước lớn (15- 20m3 / sản phẩm) Lượng nước thải mang theo phần tinh bột không thu hồi hết sản xuất, protein, chất béo, chất khoáng… Trong công đoạn tẩy trắng sản phẩm thải lượng lớn thành phần SO32-, SO42- Lưu lượng nước thải có nồng độ hữu cao (16-20 Kg COD/m nước thải) nguồn gây ô nhiễm lớn cho môi trường Trong 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 nước tách dịch Trong cộng đoạn rửa, nước sử dụng cho việc rửa củ mì trước lột vỏ để loại bỏ chất bẩn bám bề mặt Nêu rửa không sạch, bùn bám củ làm cho tinh bột có màu xấu Nước thài trình rửa củ, cắt vỏ có chứa bùn, cát, mảnh vỏ, HCN tạo phân hủy phazeolutamin vỏ thịt nhờ xúc tác men cyanoaza, Nước thải công đoạn nghiền củ, lọc thô có nhiều tinh bột, protein khoáng chất tách trình nghiền thô Nước thải trình tách dịch có nồng độ hữu cao (BOD), chất rắn lơ lững nhiều (SS) Ngoài nước thải chứa dịch bào có Tanin, men nhiều chất vi lượng có mặt củ mì Tóm lại, lượng nước thải chế biến tinh bột khoai mì phát sinh dự kiến có 10% từ nước rửa củ 90% từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước [8] 1.2 Đặc tính nước thải Nước thải sản xuất tinh bột khoai mì thải chủ yếu từ giai đoạn rửa củ tách tinh bột Tuy nhiên nước thải xả 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, hàm lượng chất hữu tương đối thấp, COD dao động từ 324 đến 519 mg/L Loại nước thải gây ô nhiễm, nên thông thường đưa qua bể lắng để lắng sơ trước thải Trong vài nhà máy nước thải sau lắng sơ tuần hoàn trở lại để rửa củ Nước thải từ giai đoạn tách tinh bột có pH dao động từ 4,9-5,7, sau ngày pH giảm 3,4-4,6, nước thải tách tinh bột chứa hàm lượng chất hữu cao, COD tổng cộng dao động từ 7.000 đến 14.243 mg/L, COD hòa tan dao động 3.974 đến 9.993 mg/L Tỉ số COD hòa tan COD tổng cộng dao động từ 50 đến 93% tùy thuộc vào hàm lượng SS 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 SS có nước thải chủ yếu hạt tinh bột từ trình tách tinh bột Hàm lượng N-NH3 N-Org tương đối cao, dao động khoảng 45-72 mg/L 90-367 mg/L Tổng hàm lượng phosphate dao động từ 10-45 mg/L hàm lượng CN- 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 nước thải thấp làm khả tự làm nguồn nước tiếp nhận loại vi sinh vật có tự nhiên nước bị kiềm hãm phát triển Ngoài ra, nước thải có tính axit có tính ăn mòn, làm cân trao đổi chất tế bào, ức chế phát triển bình thường trình sống 1.3.2 Hàm lượng chất hữu Nước thải chế biến tinh bột mì có hàm lượng chất hữu cao, xả vào nguồn nước làm suy giảm nồng độ oxi hòa tan nước vi sinh vật sử dụng oxi hòa tan để phân hủy chất hữu Nồng độ oxi hòa tan 50% bão hòa có khả gây ảnh hưởng tới phát triển tôm, cá Oxi hòa tan giảm không làm suy kiệt nguồn tài nguyên thủy hải sản mà làm giảm khả tự làm nguồn nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp Ngoài ra, 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 có màu, làm vẻ mỹ quan mà làm giảm tầng sâu nước chiếu sáng, ảnh hưởng đến trình quang hợp thực vật thủy sinh Phần khác, cặn lắng xuống đáy nước gây tượng phân hủy kỵ khí, gây mùi hôi thối 1.3.4 Hàm lượng chất dinh dưỡng Nồng độ chất N, P nước cao gây tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến thủy sinh vật nguồn nước, phát triển khó kiểm soát rong 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 trứng giun sán nguồn nước nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua nhân tố lây bệnh truyền dẫn 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 nước dạng muối, CN + HCN Nó gây ảnh hưởng độc trực tiếp đến hệ thủy sinh thực vật, Nước ngấm xuống đất gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Tuy nhiên, điều kiện thích hợp HCN phân hũy thành NH 4+ chất dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh Nước thải chế biến tinh bột khoai mì có hàm lượng chất hữu cao, đặc biết nước thải chế biến tinh bột khoai mì có chứa hàm lượng cyanua cao, vượt quy chuẩn xả thải cho phép nhiều lần Vì mà nước thải chế biến tinh bột khoai mì cần phải thiết kế hệ thống xử lý nước thải trước xả thải môi trường để bảo vệ môi trường nước sức khỏe người 12 IV Quy trình công nghệ Thuyết minh quy trình công nghệ nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì 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 Bã Ép nén Bã Sấy, phơi Hệ thống XLNT Nước thải Nước tách Sấy phun Đóng gói Thành phẩm 13 Các giai đoạn dây chuyền công nghệ: - Nạp nguyên liệu bóc vỏ, rửa sạch: Nguyên liệu củ khoai mì tươi sau thu hoạch tối đa khoảng ba ngày phải đưa vào sản xuất chế biến, củ đưa vào băng chuyền thông qua phiến nạp nguyên liệu hệ thống sàng rung, nhằm loại bỏ đất, cát, cặn bả tạp chất khác Sau củ băng chuyền chuyển đến thiết bị rửa trước đến công đoạn Thái nhỏ mài: Củ sau rửa băng chuyền chuyển đến hệ thống sàng lọc để loại bỏ chất bẩn lần cuối sau chuyển đến thiết bị thái, thái xong chuyển đến thiết bị mài, nước rửa bơm vào khuấy trộn để tạo thành hỗn hợp bã bột – nước trước chuyển đến công đoạn ba - Tách, chiết xuất sữa bột: Hỗn hợp bã, bột nước sau trộn bơm vào hệ thống thiết bị chiết tách gồm: + Thiết bị chiết tách sơ giai đoạn đầu nhằm tách bã bột sữa + Bã sắn sau chiết tách sơ giai đoạn đầu xong hoà trộn với nước bơm đến hệ thống thiết bị chiết tách giai đoạn hai nhằm thu hồi thêm phần tinh bột sót lại bã Sau bã chuyển đến băng chuyền ép xoắn vít thiết bị ép bã nhão Nhằm loại bỏ nước chuyển đến thiết bị ép lọc vắt nước lần cuối nhờ băng chuyền xích chuyển tải (nơi tiếp nhận bã) + Sữa bột thu hồi từ giai đoạn chiết tách chuyển đến bồn nhỏ hoà trộn với nước sau bơm đến thiết bị chiết tách tinh nhằm loại bỏ bã cặn nhỏ, thu hồi tinh bột đồng + Trong trình chiết – tách trích ly, ly tâm tinh bột người ta đưa vào môt lượng dung dịch H2SO3 nồng độ thấp dung thiết bị tháp lượng SO2 14 - Phân ly tách nước ly tâm: Dung dịch sữa bột trước bơm vào thiết bị trích ly qua giai đoạn qua tách cặn, tương tự đến trích ly số 2, sau khỏi trích ly số quay chiết tách cuối cùng, dung vải mịn để tinh lọc sau đến trích ly giai đoạn Sữa bột tinh tiếp tục hoà với nước độ boome yêu cầu bơm vào thiết bị tách nước ly tâm để thu hồi tinh bột nhão có hàm lượng nước chứa khoảng 32 – 38% - Sấy đóng gói: Tinh bột nhão băng chuyền chuyển đến thiết bị làm tơi, sau đưa vào thiết bị cung cấp để đưa bột vào hệ thống ống sấy nhanh khí nóng Khí nóng cấp từ hệ thống khí xoáy nóng, bột sau sấy khô tập trung cyclon nóng sau vít tải chuyển qau hệ thống ống làm mát quạt hút, hút khí trời lọc trước tinh bột làm nguội cyclone nguội, từ chuyển qua sàng rây đóng gói theo yêu cầu 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 nhà máy 60 ngày Lượng nước thải trung bình 16 m3/tấn (theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng 2004) Nước thải tinh bột sắn chia làm loại: -Nước thải củ: nước thải từ công đoạn rửa, loại bỏ phần rễ, lớp vỏ gỗ đất cát bám củ trước đưa vào nghiền Theo ước tính lượng nước thải rửa củ chiếm đến 42% tổng lượng nước thải nhà máy.Nước ô nhiễm 15 cát, đất tách từ củ, ô nhiễm chất hữu hòa tan, nên tách riêng nhằm giảm lượng nước thải sau xử lý tận dụng cho khâu rửa củ -Nước thải chế biến: Chứa hàm lượng cặn lơ lửng chất hữu cao thải từ công đoạn nghiền, tách bã lọc tinh Thành phần nước thải chế biến gồm: tinh bột, đường, protein, cellulose, khóang chất độc tố CN- Kết phân tích chất lượng nước thải tinh bột mì nhiều sở khác trình bày 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 4,2 - 5,1 2.500 - 17.000 2.120 – 14.750 120 – 3.000 136 – 300 – 0,2 0,5 – 0,8 250 – 450 – 70 – 75 52 – 65 Bảng Thành phần tính chất nước thải tinh bột mì Vậy lượng nước thải từ trình sản xuất Qsx = 60 x 16 = 960 m3/ngày 2.1.2 Nước thải sinh hoạt: Số lượng công nhân Nhà máy 100 công nhân (Nguồn: Điều tra tổng hợp) Lượng nước thải trung bình công nhân 100 l người.ngày (theo Báo cáo đánh giá tác động môi trường Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng 2004) Vậy lượng nước thải từ sinh hoạt Qsh = 100 x 0.1 = 10 m /ngày 16 2.2 Tính chất nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Hải Lăng Nước thải sinh từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có thông số đặc trưng pH thấp, hàm lượng chất hữu vô cao, thể qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), TSS cao, chất dinh dưỡng chứa N, P, số nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ cao thành phần vỏ sắn lỏi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) chất độc hại có khả gây ung thư Tính chất nước thải ngành tinh bột mì mang tính chất acid có khả phân hủy sinh học.Đặc biệt loại nước thải có chứa HCN acid có tính độc hại Khi ngâm khoai mì vào nước HCN tan vào nước theo nước thải 2.2.1 Các phương pháp áp dụng xử lý nước thải tinh bột sắn * Phương pháp học: Nhằm mục đích tách chất không hoà tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Những công trình xử lý học bao gồm: + Song chắn rác, chắn giữ cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi:giấy, rau cỏ, rác…được gọi chung rác Rác đem xử lý thải bỏ.Có ba loại song chắn rác điển Song chắn rác thủ công, song chăn rác giới song chắn rác kết hợp nghiền nhỏ + Bể lắng cát, tách chất bẩn vô có trọng lượng riêng lớn nhiều so với trọng lượng riêng nước thải đất, cát … khỏi nước thải Cát từ bể lắng cát đưa phơi sân phơi cát khô thường sử dụng lại cho mục đích xây dựng + Bể lắng, để tách chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng nước Chất lơ lửng nặng từ từ lắng xuống đáyvà dùng thiết 17 bị thu gom vận chuyển chất bẩn lắng (cặn) đến công trình xử lý cặn Xử lý học giai đoạn xử lý sơ trước cho trình xử lý sinh học * Phương pháp sinh học +Dựa vào sống hoạt động vi sinh để oxy hoá chất bẩn dạng keo hoà tan có nước thải Những công trình xử lý sinh hoá phân thành hai nhóm: + Những công trình có trình xử lý thực điều kiện tự nhiên Những công trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo là: Bể lọc sinh học (Biophin), bể làm thoáng sinh học (Aeroten)… Do điều kiện tạo nên nhân tạo mà trình xử lý diễn nhanh hơn, cường độ mạnh + Những công trình trình xử lý thực điều kiện nhân tạo Những công trình sinh học thực điều kiện tự nhiên Cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học … Quá trình xử lý diễn chậm, dựa chủ yếu vào nguồn oxy vi sinh có đất nước.Quá trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo đạt mức hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90-95 % không hoàn toàn với BOD giảm tới 40-80% Giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý học.Bể lắng sau giai đoạn xử lý học gọi bể lắng đợt I Để chắn giữ màng sinh học (sau bể Biophin) bùn hoạt tính (sau bể Aeroten) dùng bể gọi bể lắng đợt II.Trong trường hợp xử lý bể Aeroten thường đưa phần bùn hoạt tính trở lại bể Aeroten để tạo điều kiện cho công trình đạt hiệu qủa cao hơn.Phần bùn hoạt tính lại gọi bùn hoạt tính dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước 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 70%, nên việc xử lý bẳng phương pháp sinh học thích hợp Hơn nữa, với COD nước nguyên thủy> 5000mg/l, 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 điều kiện yếm khí có lượng khí oxy hòa tan môi trường thấp để phân hủy chất hữu Đây trình bao gồm nhiều phản ứng sinh hóa phức tạp phân hủy chất hữu cơ, tạo hàng loạt sản phẩm trung gian UASB công trình kỵ khí hiệu công trình sinh học kỵ khí hiệu suất xử lý tải trọng vận hành Tuy nhiên, đặc tính chịu số tải, trào bùn khả thích nghi hồi phục có biến động chất lượng nguồn nước hệ thống UASB kém.Chính vậy, 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 thu gom vào mương dẫn có lắp song chắn rác đưa vào Bể lắng cát ngang.Tại đây, cát lắng đọng đáy bể thu gom chuyển sang sân Nước phơitách cát, nước tách cát nước thải sau Sân phơi cát dẫn sang Bể điều hoà.Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng ổn định để bơm vào Bể lắng Bể lắng có tác dụng loại bỏ phần lớn hàm lượng SS phần COD BOD lắng cặn nước thải.Sau đó, nước thải dẫn sang bể xử lý kỵ khí UASB Tại bể UASB nước thải xử lý vi sinh vật kỵ Bểlắng tục Bể Bể lắng cát ngang UASB Bể điều khí Khoảng 75% COD BOD, 50% SShòa xử lý.Nước thảibậctiếp dẫn sang bể xử lý hiếu khí Aerotank để loại bỏ chất hữu hoà tan nước thải, trước qua bể lắng đứng Cuối nước thải chuyển sang hồ sinh học nhằm xử lý đạt QCVN 40:2011 cột B trước thải sông Nhùng Bùn cặn từ bể Sông Nhùng Hố tùy nghi lắng đứng phần tuần hoàn lại Bể tuần hoàn, phần lại đưa sang Bể Aerontank Bể lắng đứng hồ chứa cô cặn bùn, sau năm tháo bùn lần *Ưu điểm: -Hiệu xử lý BOD, COD cao - Ít chịu ảnh hưởng điều kiện bên Nước tách bùn Máy thổi khí - Xử lý với lưu lượng nước thải - Vận hành đơn giản, sửa chữa Hồ chứađến bùn hoạt động 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 biến động lưu lượng , tải lượng ô nhiễm chế độ vận hành không liên tục -Quy trình đơn giản, chi phí đầu tư vận hành thấp -Phát triển công nghệ theo hướng tái sinh lượng tái sử dụng nước thải *Nhược điểm - Lượng bùn sinh nhiều -Khả thích nghi hồi phục có biến động chất lượng nguồn nước bể UASB -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 nhiều khả xử lý N, P không cao ta khắc phục Hiệu xử lý nước thải cao, đảm bảo yêu cầu môi trường Công nghệ xử lý nước thải chủ yếu áp dụng công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học lơ lửng.Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 40:2011/BTNMT) trước thải nguồn tiếp nhận sông Nhùng Điểm bật công nghệ hoàn toàn xử lý 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 công trình sẳn có hồ xử lý sinh học có sẳn làm hồ xử 21 lý tuỳ nghi, hồ chứa cô đặc bùn Từ tiết kiệm đáng kể kinh phí ban đầu phải đầu tư Do vậy,hệ thống xử lý nước thải mang giá trị cao VI Đề xuất Hệ thống xử lý nước thải nhà máy không đảm bảo yêu cầu xử lý nước thải nhà máy, nước thải đầu chưa đạt tiêu chuẩn loại A Chính nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hải Lăng cần phải có giải pháp môi trườngđặc biệt môi trường nước, hệ thống xử lý nước thải phù hợp xử lý hiệu quảđem lại lợi íchkinh tế Trước trạng môi trường nhà máy em đề xuất phươngán xử lý nước thải 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 lắng Bể UASB Bể chứa nước tuần hoàn lại rửa củ Két thu khí Bể keo tụ lắng Bể xử lý bùn Hồ sinh học Nước sau xử lý thải suối Hồ chứa Sân phơi bùn Sơ đồ 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 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 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 biện pháp sinh học, NXB Giáo dục [7] Nguyễn Văn Phước, 2007, Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt 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 [...]... 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... 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 – 30 0 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... 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... 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... 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,... 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... 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... 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... 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... 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 ... lượng (Triệu tấn) 1999 227 2000 235 2001 250 2002 33 7 20 03 372 2004 38 4 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... lượng (Tấn/ha) 33 85400 2448 135 6 182 830 00 15959000 15800000 7845440 5757968 5800000 10 11 12 Mozambique Trung Quốc Các nước khác Tổng cộng 536 1974 37 50900 38 7 237 51 17561 738 9 Khả thu lợi cao từ việc... 4,9-5,7, sau ngày pH giảm 3, 4-4,6, nước thải tách tinh bột chứa hàm lượng chất hữu cao, COD tổng cộng dao động từ 7.000 đến 14.2 43 mg/L, COD hòa tan dao động 3. 974 đến 9.9 93 mg/L Tỉ số COD hòa tan