Tải bản đầy đủ
QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Tải bản đầy đủ

I. Sơ lược hiện trạng ngành sản xuất đường ở Việt Nam:
Ngành công nghiệp mía đường là một trong những ngành công nghiệp chiếm vò trí
quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Trong năm 1998, cả nước đã sản xuất được
700.000 tấn đường, đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước.
Ngành đường của Việt Nam nhìn chung khá lạc hậu so với thế giới. Trước 1954,
toàn bộ miền Bắc không có nhà máy đường nào. Sau 1975, ở miền Nam đã phục hồi
lại các nhà máy đường Bình Dương, Hiệp Hòa, Phan Rang, Khánh Hội, Biên Hòa;
xây dựng mới các nhà máy đường La Ngà, Lam Sơn, Tây Ninh.Ngoài các nhà máy
lớn còn có nhiều cơ sở sản xuất đường mía thủ công, thô sơ, năng suất thấp ở các
vùng trồng mía.
Trước năm 1990, hầu hết trang thiết bò, máy móc, dây chuyền công nghệ trong các
nhà máy đường đều cũ kỷ, lạc hậu, trình độ và chất lượng sản phẩm còn thấp. Trong
những năm gần đây, do sự đầu tư công nghệ và thiết bò hiện đại, các nhà máy đường
đã không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm.
Hiện nay cả nước có khoảng 40 nhà máy sản x́t mía đường đa số là nhà máy quốc
doanh. Các nhà máy lớn như là: nhà máy đường Nghệ An Tatte & Lyle, nhà máy đường
Sơn La, nhà máy đường Biên Hòa, nhà máy đường Lam Sơn, nhà máy đường
BourbonTây Ninh…
Danh mục các nhà máy sản x́t mía đường ở nước ta
(Nguồn: Báo cáo thường niên của Hiệp hội mía đường Việt Nam năm 2011)

TÊN NHÀ MÁY

CƠNG
SUẤT

TÊN NHÀ MÁY

(tấn mía/
ngày)

CƠNG
SUẤT
(tấn mía/
ngày)

CAO BẰNG

700 ĐĂK LĂK

1000

TUN QUANG

700 NINH HỊA

1250

SƠN DƯƠNG

1000 DIÊN KHÁNH

400

THÁI NGUN - ĐÀI
LOAN

2000 CAM RANH

3000

1000 ĐỨC TRỌNG

2500

SƠN LA
4

VIỆT TRÌ

500 NINH THUẬN - ẤN ĐỘ

2500

HỒ BÌNH

700 PHAN RANG

350

THANH HỐ - ĐÀI LOAN

6000 NINH THUẬN

1000

LAM SƠN

6000 BÌNH PHƯỚC

2000

NƠNG CỐNG

1500 LA NGÀ

2000

NGHỆ AN – ANH

6000 TRỊ AN

1000

SƠNG CON

1250 BÌNH DƯƠNG

2000

SƠNG LAM

350 NƯỚC TRONG

900

LINH CẢM

1000 TÂY NINH - PHÁP

8000

QUẢNG BÌNH

1500 THƠ TÂY NINH

2500

THỪA THIÊN HUẾ - ẤN
ĐỘ

2500 HIỆP HỊA

2000

1000 LONG AN - ẤN ĐỘ

3500

4500 BẾN TRE

1000

1000 TRÀ VINH - ẤN ĐỘ

2500

1000 SĨC TRĂNG

1000

1000 PHỤNG HIỆP

1250

2800 VỊ THANH

1000

QUẢNG NAM
QUẢNG NGÃI
NAM QUẢNG NGÃI
KON TUM
BÌNH ĐỊNH
GIA LAI - PHÁP
ĐỒNG XN
TUY HỊA
SƠN HỊA
EAKNỐP

100 KIÊN GIANG
1250 THỚI BÌNH

1000
1000

3000 VẠN ĐIỂM (đường luyện)

200

500 BIÊN HỊA (đường luyện)

300

KHÁNH HỘI (đường luyện)

180

5

Ngành đường Việt Nam khơng có tính cạnh tranh cao so với các nước trong khu vực
và trên thế giới, do giá thành sản x́t cao, một phần là do giá mua ngun liệu mía cao
hơn các nước trong khu vực khoảng 30%, đồng thời dây chuyền sản x́t mía nước ta
chưa cao so với các nước trên thế giới. Đây là một trong những khó khăn ngành đường
phải đối mặt để cạnh tranh với các nước cơng nghiệp đường phát triển trong khu vực và
trên thế giới.
Tuy nhiên nước thải của ngành công nghiệp mía đường luôn chứa một lương lớn
các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nitơ, phốtpho. Các chất này dễ bò
phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận.
Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải ngành công nghiệp đường ở dạng vô
cơ. Khi thải ra môi trường tự nhiên, các chất này có khả năng lắng và tạo thành một
lớp dày ở đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá. Lớp bùn lắng này
còn chứa các chất hữu cơ có thể làm cạn kiệt oxy trong nước và tạo ra các lọai khí
như H2S, CO2, CH4, ngoài ra, trong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn gây ô
nhiễm nguồn nước.
Bảng dưới đây thống kê một số nhà máy đường lớn và khối lượng nước thải của
chúng:

6

Bảng các nhà máy lớn thuộc ngành công nghiệp đường ở miền Nam
Nhà

Đòa chỉ

Năng suất

máy

tấn/ngày
Đòa
phương

KCN

Trình độ

Đònh

Nướ

Ghi

công nghệ

mức tiêu
thụ/tấn

c thải
m3/giờ

chú

CN

Ngu
yên

đường

liệu
Quảng
Ngãi

Quảng
Ngãi

+

(a)

Đường:135 Sunfi
t hóa
Mía:
1.500

Bình

Bình

Dương

Dương

+

Đường:
135
Mía:

Long

Hòa

An

+

Su
nfit
hóa

Đường:

Sunfi

125

t hóa

Mía:
1.500

-Vôi tôi
-Lưu
hùynh

1.500

Hiệp

-Mía

-Mía
-Vôi
tôi

11,5
tấn
22 kg
6 kg
11,5
tấn
22 kg

-Lưu
hùynh

6 kg

-Mía

11,5 tấn

-Vôi
tôi

350

350 Xả ra
rạch

Lụa

350 Xả ra

22 kg

sông
Vàm

6 kg

Cỏ

-Lưu
hùynh

 Và bài báo cáo sau đây sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các ngun liệu đầu vào, quy
trình sản x́t và cũng như các chất ơ nhiễm trong nước thải của nhà máy sản x́t đường
mía.

7

II. Ngun liệu đầu vào:
1. Ngun vật liệu:

Nguyên liệu để sản xuất là mía.
Mía được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Việc chế biến đường phải thực
hiện nhanh, ngay trong mùa thu họach để tránh thất thóat sản lượng và chất lượng
đường. Công nghiệp chế biến đường họat động theo mùa vụ do đó lượng chất thải
cũng phụ thuộc vào mùa thu họach. Quy trình cộng nghệ sản xuất đường gồm hai giai
đọan:sản xuất đường thô và sản xuất đường tinh luyện.
 Thành phần của mía và nước mía

Thành phần của mía thay đổi theo vùng , nhưng dao động trong khỏang sau
Nước

69-75%

Sucrose

8-16%

Đường khử

0,5-2,0%

Chất hữu cơ

0,5-1,0%

(ngọai trừ đường)
Chất vô cơ

0,2-0,6%

Hợp chất Nitơ

0,5-1%

Tro (phần lớn là K)

0,3-0,8%

Nước mía có tính axit (pH = 4,9-5,5), đục (do sự hiện diện của các chất keo như sáp
protein, nhựa, tinh bột và silic) và có màu xanh lục. Thành phần của mía như sau:
Nước

:

75-88%

Sucrose

:

10-21%

Đường khử

:

0,3-3,0%

Chất hữu cơ

:

0,5-1,0%

Chất vô cơ

:

0,2-0,6%

Hợp chất Nitơ

:

0,5-1%

(ngọai trừ đường)

Nước mía có màu do các nguyên nhân sau:
- Từ thân cây mía: màu do chlorophyll, anthocyanin, saccharetin và tanin gây ra.
- Do các phản ứng phân hủy hóa học:

Khi cho vào nước mía lượng nước vôi, hoặc dưới tác dụng của nhiệt độ, nước mía
bò đổi màu.
- Do sự phản ứng của các chất không đường với những chất khác.
Chlorophyll thường có trong cây mía, nó làm cho nước mía có màu xanh lục. Trong
nước mía, chlorophyll ở trạng thái keo, nó dễ dàng bò lọai bỏ bằng phương pháp lọc.
Anthocyanin chỉ có trong lọai mía có màu sẫm, nó ở dạng hòa tan trong nước. Khi
thêm nước vôi, màu đỏ tía của anthocyanin bò chuyển sang màu xanh lục thẫm. Màu
này khó bò lọai bỏ bằng cách kết tủa với vôi ( vì lượng vôi dùng trong công nghệ sản
xuất đường không đủ lớn ) hay với H 2 SO4. Saccharetin thướng có trong vỏ cây mía.
Khi thêm vôi, chất này sẽ trở thành màu vàng được trích ly. Tuy nhiên lọai màu này
không gây độc, ở môi trường pH <7,0 màu biến mất.
Tanin hòa tan trong nước mía, có màu xanh, khi phản ứng với muối sắt sẽ biến
thành sẫm màu. Dưới tác dụng của nhiệt độ tanin bò phân hủy thành catehol, kết hợp
với kiềm thành protocatechuic. Khi đun trong môi trường axit phân hủy thành các hợp
chất giốngsaccharetin.
nhiệt độ cao hơn 200o C, đường sucrose và hai lọai đường khử (glucose và
fructose) bò caramen hóa và tạo màu đen. nhiệt độ cao hơn 55 o C, đường khử đã bò
phân hủy thành các hợp chất có màu rất bền.
Để lọai bỏ các tạp chất trong nước mía có thể áp dụng trong các biện pháp sau:
Độ đục được lọai bằng phương pháp nhiệt và lọc.
Nhựa và pectin, muối của các axít hữu cơ, vô cơ, chất tạo màu: được lọai bỏ bằng
phương pháp xử lý với vôi.
 Hóa chất làm trong và tẩy màu
 Vôi CaCO2 :
Có tác dụng trung hòa các axit hữu cơ có trong nước mía.
Phản ứng với axit phốtphoric tạo Ca3(PO4)2.
Kết hợp với hợp chất nitơ và pectin tạo kết tủa.
Làm kết tủa các hợp chất tạo màu gốc chlorophyll và anthocyanin.
Tác dụng với sucrose tạo saccharates, glucosates.
 Khí SO2:

Trung hòa lượng vôi thừa:
CA(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + H2O
Tẩy màu nước mía.
 Khí CO2:

Hấp phụ chất tạo màu.
 H3PO4:

Kết hợp với vôi để làm trong nước mía.
 Hóa chất tẩy màu:

Dùng Na2S2O4:
Nhu cầu về ngun vật liệu chính của nhà máy ược thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.1: Nhu cầu về ngun vật liệu của nhà máy.
STT

Ngun vật liệu sản xuất

ĐVT

Năm sản xuất
ổn định

1

Mía cây

m3 /năm

4.906

2

Vơi hoặc CO2

m3/năm

20

Nguồn: Báo cáo của chủ đầu tư, 2011.
2. Nhiên liệu:

Do các máy móc thiết bị của nhà máy chủ yếu là vận hành bằng điện nên trong q
trình sản x́t chỉ sử dụng xăng dầu cho các phương tiện vận chuyển, máy phát điện.
Nhu cầu nhiên liệu của nhà máy được trình bày chi tiết trong bảng sau:
Bảng 2.2: Nhu cầu về nhiên liệu của nhà máy.
STT

Nhu cầu nhiên liệu

ĐVT

Năm sản xuất ổn định

1

Dầu DO

Tấn/năm

100

2

Xăng

Tấn/năm

80

3

Dầu FO

Tấn/năm

100

Nguồn: Báo cáo của chủ đầu tư, 2011.
- Nhu cầu điện: Số lượng tiêu thụ dự kiến: 300.000 Kw/năm.
- Nhu cầu nước:
Nhu cầu sử dụng nước thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.3: Nhu cầu sử dụng nước.

TT

Khu vực sử dụng nước

Quy mơ

Chỉ tiêu cấp
nước

Tổng số
m3/ngày

300 người

120 lít/người/ngày

36

1

Nước dành cho sinh hoạt

2

Nước dùng trong q trình
sản x́t

3

Nước tưới cây

6.588m2

1lít/m2

6,5

4

Nước tưới sân, đường

5.679m2

0,5 lít/m2

2,5

5

Nước PCCC

10 phút cấp nước
đầu (20 lít/s)

12

250

Tổng cộng

307

Nguồn: Cơng ty cổ phần giải pháp mơi trường xanh Greenvi, 2011.
III. Quy trình sản xuất đường:
Mía cây

Xử lý mía

Làm sạch nước mía

Bốc hơi nước mía

Nước thải, bụi, bã mía

Nước thải, Bùn

Nước bốc hơi hóa chế, nước khu lò hơi

Nước
Nấu đường

Nước ngưng tụ, rỉ đường

Ly tâm

Nước rửa máy ly tâm, rỉ đường

Sấy đường

Nước ngưng tụ

Thành phẩm

Rác thải, bụi

Hình 3.1: Cơng nghệ sản xuất đường và các yếu tố mơi trường phát sinh.
Thuyết minh quy trình: Quy trình sản x́t đường từ mía, đầu tiên mía cây được
nhập vào nhà máy rồi đưa vào xử lý mía (chặt, ép mía,….) tại đây phát sinh nước thải,
bụi, bã mía. Tiếp theo nước mía được làm sạch với các chất hóa học như vơi, CO 2 ,….và
sau đó bốc hơi trong lò nấu chân khơng. Hỗn hợp tinh thể và mật được thu vào máy ly
tâm để tách đường ra khỏi mật rỉ. Đường sau khi tách được chuyển qua sấy rồi đóng bao.


Bước 1. Trích nước mía:
Mục đích
Nhằm lấy kiệt lượng đường trong cây mía.Chỉ tiêu quan trọng của cơng đoạn này là
năng śt trích và hiệu śt trích (E)

Năng śt trích là số tấn mía ép được trong một đơn vị thời gian với hiệu śt nhất
định.

Tiến hành trích nước mía
Có 2 phương pháp lấy nước mía:
 Phương pháp ép( thực chất là ép có kết hợp với thẩm thấu nước).
 Phương pháp khuếch tán( thực chất là khuếch tán kết hợp ép).

Phương pháp ép
Ép khơ: ép mía khơng cho nước vào (khơng thẩm thấu), sản phẩm thu được là nước
mía ngun. Phương pháp này hiệu śt lấy đường thấp, đạt từ 92 – 95%, nhưng thuận
lợi cho q trình bốc hơi. Nó chỉ áp dụng ở các xe nước mía, lò mía thủ cơng, hoặc trong
nhà máy nhưng vào đầu vụ sản x́t và những lúc muốn kiểm tra máy ép.
Ép ướt: ép mía có cho nước sạch thẩm thấu vào bã. Gồm 3 phương pháp nhỏ :
Ép thẩm thấu đơn: có cho nước thẩm thấu vào bã nhưng khơng cho nước mía lỗng
hoàn lưu về giàn ép.
Ép thẩm thấu kép: có cho nước thẩm thấu và có hoàn lưu nước mía lỗng về giàn ép
theo ngun tắc thẩm thấu kép theo ngun tắc : nước mía lỗng đưa về bã còn ít đường,
nước mía đặc hơn đưa về bã còn nhiều đường hơn.
Ép thẩm thấu kết hợp : phương pháp này áp dụng ở các nhà máy có số bộ máy ép từ 5
bộ trở lên, dùng cho các nhà máy muốn nâng cơng śt ép. Sử dụng thẩm thấu bằng hai
vòng thẩm thấu kép.

Phương pháp khuếch tán
Có hai hệ khuếch tán đường chủ yếu là khuếch tán mía và khuế tán bã.

Khuếch tán mía : mía được xử lý sơ bộ, sau đó toàn bộ lượng mía đi vào thiết bị
khuếch tán.
Khuếch tán bã : mía sau khi xử lý được qua máy ép để lấy 60 – 70% đường trong mía,
phần còn lại trong bã đi vào thiết bị khuếch tán. Nhờ đó, thời gian khuếch tán được rút
ngắn, tăng hiệu śt trích và hạn chế sự chuyển hóa đường saccharose.

Bước 2. Làm sạch nước mía:
 Mục đích

Nước mía sau khi được trích ra khỏi cây mía có tính acid với pH = 4,0 – 5,5 và chứa
nhiều tạp chất khơng đường khác. Các tạp chất trong nước mía hỗn hợp có thể chia thành
ba nhóm ( các tạp chất thơ khơng hòa tan tồn tại dạng huyền phù làm nước mía đục, các
chất màu như carotene, antoxian, clorofil…làm sẫm màu nước mía và các chất khơng
đường hòa tan).
Trung hòa nước mía hỗn hợp và loại bỏ tối đa các chất khơng đường nhằm tăng thu
hồi đường saccharose và tăng chất lượng thành phẩm.
 Các phương pháp làm sạch nước mía

Phương pháp vơi
Phương pháp vơi sử dụng để sản x́t đường phèn, đường cát vàng. Sản phẩm thu
được qua làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt và vơi.
Phương pháp vơi chia thành 3 dạng sau :
− Vơi hóa lạnh ( Vơi – Nhiệt)
− Vơi hóa nóng ( Nhiệt – Vơi)
− Vơi hóa phân đoạn
• Vơi hóa lạnh
Phương pháp này cho sữa vơi vào nước mía, nâng pH nước mía từ (5,0 - 5,5) lên (7,0
– 7,2) rồi mới gia nhiệt lên 1050C nhằm giảm sự chuyển hóa đường. Lượng vơi cho vào
khoảng 0,5– 0,9 kg cho mỗi tấn mía.
• Vơi hóa nóng
Nước mía hỗn hợp (pH = 5,0 - 5,5) gia nhiệt lên 105 0C rồi mới cho sữa vơi vào nâng
pH lên (7,0 – 7,2) để kết tủa.
Đối với phương pháp vơi – nhiệt đường saccharose ít bị chuyển hóa do nước mía được
trung hòa trước khi xử lý nhiệt, tuy nhiên lượng kết tủa và keo tụ ít. Ngược lại, ở phương
pháp nhiệt – vơi, lượng keo tụ, kết tủa thu được nhiều nhưng nước mía bị gia nhiệt trong
điều kiện pH thấp nên đường saccharose bị chuyển hóa nhiều hơn.
• Vơi hóa phân đoạn (vơi – nhiệt – vơi – nhiệt)
Phương pháp này, pH và nhiệt độ nước mía nâng lên từ từ, xen kẽ nhau.

Cơng đoạn gia vơi 1 nâng pH nước mía lên (6,0 – 6,5) nhằm giảm sự chuyển hóa
đường do pH thấp trước cơng đoạn gia nhiệt 1. Đồng thời gia vơi sơ bộ tạo nhiều ion
Ca2+.
Gia nhiệt 1: nâng nhiệt độ dung dịch lên 90 – 100 0C để tăng tốc độ phản ứng keo tụ,
kết tủa. Ngay sau đó, gia vơi lần 2 nâng pH dung dịch lên 7,2 – 7,5; ở pH này xảy ra hàng
loạt phản ứng keo tụ kết tủa và keo tụ.
Gia nhiệt 2 : nâng nhiệt độ dung dịch lên 103 – 105 0C để tiếp tục tạo kết tủa và giảm
độ nhớt dung dịch, tăng tốc độ lắng.
Phương pháp phân đoạn tuy phức tạp hơn nhưng có nhiều ưu điểm như : tiết kiệm
được lượng vơi sử dụng, giảm được tổn thất đường saccharose, độ tinh khiết nước mía
cao, hiệu śt làm sạch tốt.
 Phương pháp sunfit hóa
Phương pháp sunfit hóa thường sử dụng SO 2 xơng vào nước mía kết hợp với vơi hóa
để làm sạch. Có thể chia làm 2 dạng sau :
• Phương pháp sunfit hóa acid
Nước mía hỗn hợp được gia vơi sơ bộ đến pH = (6,2 – 6,6) và nhiệt độ 50 – 60 0C. Sau
đó, SO2 được xơng vào để giảm pH xuống 3,4 – 4,0 đi qua pH đại diện nên có nhiều keo
ngưng kết. Đồng thời, SO2 phản ứng với Ca2+ tạo ra muối CaSO3.Thời gian xơng SO2 rất
ngắn, vì ngay sau tạo kết tủa sữa vơi được cho vào một mặt tạo thêm muối CaSO 3, đồng
thời trung hòa dịch đường, tránh sự chuyển hóa đường trong điều kiện nhiệt độ cao và pH
thấp.
Đây là phương pháp phổ biến sản x́t đường kính trắng, đường thu được có chất
lượng cao. Tuy nhiên, đường bị chuyển hóa nhiều do pH thấp nên thu hồi thấp.
• Sunfit hóa kiềm nhẹ
Nước mía hỗn hợp được gia nhiệt lên 70 – 75 0C, và thêm sữa vơi vào nâng pH dung
dịch lên 8 – 8,3 để tạo nhiều nhân Ca 2+. Sau đó tiến hành xơng SO2 làm giảm pH đến 6,0
– 6,5. Trong điều kiện nhiệt độ cao và nhân Ca 2+ đã hình thành trước, phản ứng tạo kết
tủa CaSO3 xảy ra nhanh và mạnh mẽ.
Nước mía sau khi xơng SO2 sẽ được trung hòa bằng sữa vơi, nhằm tạo thêm keo ngưng
kết và thêm kết tủa CaSO3..
Sản phẩm làm sạch bằng phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ u cầu chất lượng ngun
liệu cao hơn so với phương pháp acid. Tuy nhiên, đường ít bị chuyển hóa nên thu hồi
cao.
 Phương pháp carbonat hóa

Mục đích
Tách loại các chất kết tủa và các keo ngưng tụ phân tán lơ lửng sinh ra trong giai đoạn
tạo tủa.Cuối q trình này, khoảng 80 – 85 % nước mía trong được lấy ra và 15 – 20 %
nước bùn được đưa vào thiết bị lọc.
• Ngun tắc