Công Nghệ Xử Lý Nước Thải
Xử Lý Nước Thải Mía Đường
Th4
Xử lý nước thải mía đường – Hệ thống xử lý nước thải mía đường.
1. Sơ lược về ngành sản xuất mía đường Việt Nam
Nước ta đã có truyền thống về sản xuất mía đường từ lâu đời. Cùng với sự phát triển công nghiệp sản xuất mía đường trên thế giới, ngành công nghiệp sản xuất đường ở nước ta cũng phát triển mạnh mẽ trong những năm qua.
Ngành công nghiệp Mía đường Việt Nam thực sự khởi đầu hình thành tại miền nam Việt Nam từ đầu thế kỷ thứ 20, tập trung chủ yếu ở miền Trung và miền Tây Nam Bộ. Tính đến năm 2012, Nước ta có khoảng 50 nhà máy đường với tổng công suất thiết kế của các nhà máy là 127.600 tấn mía/ngày (TMN), mang đến hơn 1,45 triệu tấn đường/năm.
2. Công nghệ sản xuất
Sản xuất đường bao gồm nhiều công đoạn khác nhau, với nguyên liệu ban đầu là cây mía, (theo ước tính thì cứ 1 tấn mía nguyên liệu thì sản xuất được 100kg đường tinh luyện) và thêm rất nhiều nguyên liệu đầu vào khác thì mới ra được sản phẩm. Trong dây chuyền sản xuất đường được đánh giá là thải ra lượng lớn nước thải sản xuất, có nồng độ cao gây ô nhiễm môi trường.
Quy trình công nghệ sản xuất bao gồm hai giai đọan chính là : sản xuất đường thô và sản xuất đường tinh luyện.
Dây chuyền sản xuất đường thô: Bao gồm các công đoạn : ép mía, tinh chế, chưng cất, kết tinh và phân tách đường.
Đầu tiên là ép mía cây dưới các trục ép áp lực. Để tận dụng hết lượng đường có trong cây mía, người ta dùng nước hoặc mía phun vào bả mía để ép lại mía sẽ tiếp nhả đường. Bã mía ở máy ép cuối sẽ còn chứa một lượng nhỏ đường chưa lấy hết, xơ gỗ và khoảng 40 – 50% nước. Trước khi mía được đem đi ép, người ta sẽ cắt chúng thành từng miếng nhỏ để thuận tiện cho vệc thu thập nước mía ở chu trình ép sau đó. Thông thường sẽ có 3 hay nhiều bộ nghiền 3 trục được sử dụng để ép nước mía ra khỏi cây mía. Các chất bã còn lại sẽ được tận dụng làm nhiên liệu cho lò hơi.
Trong nước mía có tính axit (pH= 4,9 – 5,5), màu xanh lục (chứa khoảng 13 – 15% chất tan, chất khô chứa 82 – 85% đường saccaarosa). Nước mía sau đó được xử lý bằng các chất hóa học như vôi, CO2, SO2, photphat rồi được đun nóng để làm trong nước. Qúa trình xử lý này có tác dụng là làm kết tủa các chất rắn, huyền phù và giúp lắng lại các chất bẩn. Dung dịch trong sẽ tiếp tục được lọc qua máy lọc chân không. Bã lọc sẽ được loại bỏ, đem thải hoặc dùng làm phân bón. Nước mía sau khi được lọc còn chứa khoảng 88% nước, sau đó được đem chưng cất trong lò nấu chân không. Hỗn hợp tinh thể và mật này sẽ được thu vào máy ly tâm để tách lượng đường ra khỏi mật rỉ. Rỉ đường là dung dịch hóa học có độ nhớt cao, trong đó chứa khoảng 1/3 đường khử. Sản phẩm khử của quá trình sản xuất đường gồm có: Bột giấy, tấm xơ ép từ bã mía, Nhựa, bê tông từ bã mía, Phân bón, thức ăn gia súc, alcohol, dấm, axeton, axitcitric,…và từ mật mía.
Lượng nước thải ra trong dây chuyền sản xuất đường thô là rất lớn, trong đó bao gồm nước rửa mía cây và ngưng tụ hơi, nước rửa than, nước xả đáy lò hơi, nước rửa cột trao đổi ion, nước làm mát, nước rửa sàn và các thiết bị, nước bùn bã lọc, dung dịch đường rơi, vãi trong sản xuất…
Dây chuyền sản xuất đường tinh luyện: Quy trình sản xuất tinh luyện đường gồm 3 giai đọan chính: rửa hòa tan, làm trong và làm sạch, kết tinh và hoàn tất
Giai đoạn rửa và hòa tan.
- Rửa: làm sạch lớp phim mạch nằm bên ngoài hạt đường thô để nâng cao tinh độ của đường.
- Hòa tan: Đường sau khi ly tâm sẽ được hòa tan vào nước thành dung dịch nước đường nguyên chất để đến khâu hóa chế.
Giai đoạn làm trong và làm sạch:
- Làm trong: Nước đường nguyên chất sẽ được xử lý bằng các chất hóa học như vôi, H3PO4 dùng để làm trong. Quá trình xử lý này sẽ có tác dụng làm kết tủa các chất rắn, huyền phù và làm lắng lại các chất bẩn.
- Làm sạch: Nước đường sau khi được lắng trong được cho thêm than hoạt tính và bộ trợ lọc để khử màu và tăng cường khả năng làm trong. Nước đường sau lọc được gọi là siro tinh lọc.
Giai đoạn kết tinh và hoàn tất:
Nhiệm vụ của nấu đường đó là tách nước từ siro tinh lọc và đưa dung dịch đến trạng thái bão hòa, sản phẩm sau khi nấu đường là đường non bao gồm các tinh thế đường và mất cái.
3. Nguồn phát sinh nước thải nhà máy mía đường
Trong quá trình sản xuất, nước thải phát sinh trong nhiều khâu và mức độ nhiễm bẩn của các loại nước thải này cũng không giống nhau. Các nguồn phát sinh chủ yếu là:
Nước thải phát sinh trong, công đoạn băm, ép và hoà tan: Ở đây, nước được dùng để ngâm và ép đường trong mía và làm mát ổ trục nên nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao do có chứa lượng đường thất thoát và do làm mát ổ trục nên nước thải bị ô nhiễm dầu nhớt.
Nước thải phát sinh trong giai đoạn làm trong và làm sạch: Từ việc sử dụng nước làm mát lò hơi và ngưng tụ sau khi cấp nhiệt cho các thiết bị gia nhiệt, cô đặc, nấu đường, làm nguội máy, làm nguội đường thường dùng với số lượng lớn, công đoạn này thường phát sinh số lượng lớn.
Nước thải phát sinh trong công đoạn. kết tinh và hoàn tất: Nước thải do dùng làm lạnh các trang thiết bị. Rò rỉ mật.
Nước thải do các nhu .cầu khác: Nước thải từ các. khu sinh hoạt của công nhân, phòng thí nghiệm và vệ sinh các trang thiết bị công nghiệp.
Theo tính toán lý thuyết cứ 100 kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải là 775,5 kg.( đối với công ty Bourbon Gia Lai).
4. Tính chất và ảnh hưởng tới môi trường của hệ thống xử lý nước thải nhà máy mía đường
Tính chất ngh ành mía đường ảnh hưởng tới môi trường: Nước thải từ quá trình sản xuất mía đường chứa nhiều hữu cơ là các hợp chất cacbon từ ngu yên liệu như glucose, sacaro zo và các hợp chất dễ phân hủy sinh học khác, lượng lớn N, P. Đặc điểm của nước thải loại này là hàm lư ợng BOD cao, và dao động nhiều.
Nước thải mía đường cũng chứ a rất nhiều cặn lơ lửng là các chất vô quá từ quá trình rửa cây mía. Nếu trong điều kiện công nghệ lạc hậu, lượng chất rắn này có thể phát sinh rất nhiều
Ngoài các chất đã nói trên, trong nư ớc thải nhà máy đường còn thất thoát lượng đường khá lớn, gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy. Ngoài ra cò n có các chất màu anion và cation (chất màu của các a xit hữu cơ, muối kim loại tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất kh ông đường dạng hữu cơ (các axit hữu cơ), dạng vô cơ (Na2O, SiO2,P2O5, Ca, Mg và K2O). Trong nước th ải xả rửa các cột resin thường có nhiều ion H+, OH–. Các chất thải của nhà máy đườ ng làm cho nước thải có tính axit
Bảng : Thông số ô nhiễm trong nước thải của nhà máy đường
Nước thải mía đường có chứa đường và các hợp chất dễ phân hủy sinh học và rất dễ phân hủy trong nước. Chúng có khả năng gây cạn kiệt oxy trong nước, làm ảnh hưởng đến hoạt động sống của quần thể vi sinh vật trong nước. Trong quy trình công nghệ sản xuất đường, ở nhiệt độ cao hơn 550 C các loại đường glucose và fructoze có thể bị phân hủy thành các hợp chất có màu, rất bền. Ở nhiệt độ cao hơn 2000 C, chúng sẽ chuyển thành caramen(C12 H18O9)n. Đây là một dạng bột chảy hoặc tan vào nước, có màu nâu sẫm, vị đắng. Phần lớn các sản phẩm phân hủy của đường khử có phân tử lượng lớn nên rất khó thấm qua màng vi sinh. Để chuyển hóa chúng, vi sinh phải phân rã chúng thành nhiều mảnh nhỏ để có thể thấm vào trong tế bào. Quá trình phân hủy các sản phẩm đường khử đòi hỏi một thời gian phân hủy dài hơn, nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch bên trong nguồn tiếp nhận. Các chất lơ lửng có trong nước thải cũng có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất này sẽ làm cho nước có màu đen và có mùi H2S, gây ảnh hongwr lớn.
5. Công nghệ xử lý nước thải mía đường.
6. Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải nhà sản xuất mía đường
Nước thải từ các quá trình sản xuất, sẽ được thu gom dẫn về bể lắng cát, trước khi đến bể lắng, nước thải sẽ đi qua song chắn rác thô để loại bỏ các cặn có kích thước lớn, đảm bảo an toàn cho các công trình, thiết bị ở các công đoạn sau. Trong bể lắng cát, cặn có trong nước thải phát sinh từ nguyên liệu sẽ lắng xuống đáy, nước thải chảy trên bề mặt. Từ bể lắng cát, nước thải được chảy tiếp đến hầm tiếp nhận qua song chắn rác tinh, tại đây, cặn có kích thước nhỏ, đường kính lớn hơn 5 mm sẽ bị giữ lại trước song chắn.
Từ hầm tiếp nhận, nước thải sẽ được bơm đến bể tách dầu, do nước thải thường chứa nhiều dầu mỡ từ việc làm sạch máy móc, thiết bị sản xuất, lượng dầu này sẽ nỗi lên trên và được thu trên bề mặt.
Từ bể tách dầu, nước thải chảy tiếp qua bể điều hòa, nhằm mục đích điều hòa lưu lượng và đặc biệt điều hòa chất lượng để đảm bảo cho công trình xừ lý sinh học phía sau. Trong bể được lắp đặt hệ thống thổi khí dưới đáy, nhằm trộn đều nước thải, xứ lý một phần các chất hữu ngoài ra ta còn châm các hóa chất vào bể này để đảm bảo độ pH tối ưu của nước cho quá trình xứ lý sinh học phía sau.
Từ bể điều hòa nước thải sẽ được bơm sang bể sinh học kỵ khí UASB. Trong điều kiện kỵ khí và dòng chảy ngược, sẽ tạo điều kiện các vi sinh vật thực hiện quá trình sinh học kỵ khí, sử dụng các chất hữu cơ làm thức ăn, sinh ra các khí như metan, CO2, các chất hữu cơ đơn giản. Theo ước tính bể UASB có thể xử lý khoàng từ 60 – 80 % lượng BOD, COD.
Sau xử lý kỵ khí nước thải tiếp tục được dẫn qua bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước, tại đây diễn ra quá trình sinh học hiếu khí, các vi sinh vật hiếu khí dính bám trên bề mặt các vật liệu, nước thải được dẫn vào bể, chảy trên bề mặt các vật liệu, tạo điều kiện tiếp xúc cho các vi sinh vật hoạt động và thực hiện phân giải chất thải.
Sau khi đã được xử lý sinh học hiếu khí, hỗn hợp nước và bùn được dẫn sang bể lắng để lắng để tách riêng nước và bùn, nước nổi lên trên, bùn lắng xuống đáy bể và được dẫn ra bể chứa bùn, đễ nén bùn, giảm lượng nước trong bùn.
Nước thải sau bể lắng sẽ được dẫn sang bể keo tụ, tạo bông, nhằm xử lý lượng cặn còn sót lại, hóa chất phèn nhôm, được cho vào nhằm thực hiện các phản ứng keo tụ, sau đó hóa chất polymer được thêm vào ở quá trình tạo bông. Hóa chất này giúp liên kết và hình thành các bông cặn có kích thước lớn hơn, đảm bảo cho quá trình lắng. Nước thải cùng các bông bùn tạo thành sẽ tiếp tục chảy ra sang bể lắng hóa lý, tại đây các bông bùn sẽ lắng xuống và tách riêng vớinước. Nước thải được tách tiếp tục được bơm đến hệ thống bể lọc áp lực, để loại bỏ lượng cặn còn sót lại, sau quá trình lọc áp lực nước thải sẽ chảy qua bể khử trùng để loại bỏ các vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh trong nước thải đảm bảo vệ sinh.
Sau khi khử trùng, nước thải đầu ra đạt quy chuẩn môi trường QCVN 40/2011BTNMT cột A, xả thải vào nguồn tiếp nhận.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG VIỆT ENVI
Văn Phòng: 402 Nguyễn Kiệm, Phường 3, Phú Nhuận, TP.HCM
Điện thoại: 0917 952 786 Minh Trọng
Facebook: www.facebook.com/Công-ty-TNHH-Công-Nghệ-Môi-Trường-Việt-Envi
Email: moitruongviet.envi@gmail.com