Luận văn công nghệ xử lý nước thải mía đường đầy đủ tính toán thiết kế bản vẽ

Luận văn công nghệ xử lý nước thải mía đường đầy đủ tính toán thiết kế bản vẽ giúp cho các bạn sinh viên đang còn thắc mắc hoặc chưa hình dung được một bài luận văn như thế nào. Và đây Luận văn xử lý nước thải mía dduwonwgf sẽ giúp bạn làm dduowwjc chuyện đó

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đường ngày càng cao của thị trường nội địa, các công ty sản xuất mía đường trong nước đã và đang tiến hành cải tiến công nghệ để tăng công suất, điều này cũng kéo theo các vấn đề về giải quyết lượng chất thải phát sinh hàng ngày từ quá trình sản xuất đặc biệt là nước thải

Hiện tại, Công Ty Cổ Phần Mía Đường Phan Rang vận hành với công suất ép là

dựng HTXLNT, nhưng hệ thống này đã quá cũ, công nghệ thô sơ và đang trong tình trạng quá tải, không đủ khả năng xử lý lượng nước thải phát sinh Nước sau khi xử lý thải ra nguồn tiếp nhận có nồng độ chất ô nhiễm cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn

xả thải loại B QCVN 24-2009 Vì vậy, trong thời gian tới, công ty sẽ đầu tư xây dựng một HTXLNT mới thay thế cho HTXLNT cũ

Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công Ty Cổ Phần Mía Đường Phan Rang” nhằm đáp ứng nhu cầu trên

Dựa vào tính chất nước thải và tham khảo công nghệ xử lý của một số công ty mía đường khác, khóa luận đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho Công Ty Cổ Phần

- Phương án 1 :

- Đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải đạt quy chuẩn QCVN 24:2009, loại B

- Ít gặp khó khăn khi triển khai thi công, vận hành và bảo dưỡng sau này mà

án 2 là 9.915 VNĐ)

MỤC LỤC

TÓM TẮT KHÓA LUẬN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG v

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 4

CHƯƠNG 3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG 19

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 35

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

F/M : Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio)

TP.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh

HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải

MLSS : Nồng độ bùn hoạt tính (Mixed Liquor Suspended Solid)

MLVSS : Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính (Mixed

Liquor Volatile Suspended Solid)

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

Phụ lục 1 : Kết quả thí nghiệm Jartest

Phụ lục 2 : Tính toán chi tiết các công trình đơn vị

Phụ lục 3 : Tính toán kinh tế

Phụ lục 4 : Bản vẽ thiết kế

Error: Reference source not found

Hình 2.3 Sơ đồ HTXLNT CôngTy Cổ Phần Mía Đường Phan Rang Error:

Reference source not found

Hình 3.1 Sơ đồ HTXLNT Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa Error: Reference

source not found

Hình 3.2 Sơ đồ HTXLNT nhà máy đường Trị An . Error: Reference source not found Hình 3.3 Sơ đồ HTXLNT Công ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai Error:

Reference source not found

Hình 3.4 Sơ đồ HTXLNT nhà máy đường Long An Error: Reference source not

found

Hình 4.1 Sơ đồ HTXLNT Công Ty Cổ Phần Mía Đường Phan Rang phương án 1

Error: Reference source not found

Hình 4.2 Sơ đồ HTXLNT Công Ty Cổ Phần Mía Đường Phan Rang phương án 2

Error: Reference source not found

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các nước sản xuất mía đường hàng đầu - năm 2005 Error: Reference

source not found

Bảng 2.2 Thành phần của mía cây Error: Reference source not found

Bảng 2.3 Thành phần của nước mía Error: Reference source not found

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của chất thải rắn từ sản xuất đường Error: Reference source not found

Bảng 2.5 Sản phẩm và sản lượng của Công ty Error: Reference source not found Bảng 2.6 Tiêu hao nguyên vật liệu cho 1 tấn sản phẩm Error: Reference source not

found

Bảng 2.7 Đặc trưng nước thải mía đường của công ty Error: Reference source not

found

Bảng 2.8 Nước thải sau khi xử lý Error: Reference source not found

Bảng 2.9 Hiệu quả xử lý Error: Reference source not found

Bảng 4.1 Đặc trưng nước thải mía đường của công ty Error: Reference source not

Bảng 4.6 Sự vượt chuẩn về chất lượng nước thải đã xử lý qua hai phương án Error:

Reference source not found

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

Hiện nay xu thế toàn cầu hóa, hội nhập kinh tế đang diễn ra nhanh chóng và trở thành xu thế không thể đảo ngược của nền kinh tế thế giới Trong sự phát triển đó, nền công nghiệp các quốc gia đóng vai trò rất quan trọng Vấn đề là làm thế nào để các ngành công nghiệp này có thể vừa mang lại hiệu quả kinh tế vừa không gây ảnh hưởng đến môi trường vì đa phần việc cải tiến công nghệ sản xuất ở các ngành công nghiệp giúp tăng công suất sản xuất, sản phẩm làm ra nhiều hơn đồng thời lượng chất thải phát sinh cũng gia tăng tương ứng nếu không được xử lý tốt sẽ làm ảnh hưởng xấu tới môi trường và sức khỏe con người

Ngành công nghiệp sản xuất mía đường nước ta hiện nay khá phát triển do tận dụng được nguồn nguyên liệu tại chỗ với giá rẻ và nhận được khá nhiều hỗ trợ từ phía nhà nước Bên cạnh những lợi ích về kinh tế, xã hội mà ngành này mang lại, vấn đề xử

lý lượng chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất đặc biệt là nước thải cũng đang được quan tâm

Để đảm bảo những quy định của nhà nước về bảo vệ môi trường, nhiều nhà máy đường đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải Tuy nhiên đa phần hệ thống này đều

cũ và quá tải không đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra Công ty Cổ phần Mía đường Phan Rang cũng không ngoại lệ Hiện tại, công ty đã có hệ thống xử lý nước thải nhưng hệ thống này còn thô sơ và quá cũ, nước thải sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 24-2009 Chính vì tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trường, yêu cầu đặt ra là thiết kế xây dựng một hệ thống xử lý nước thải mới để xử lý các chất ô nhiễm trước khi thải ra ngoài môi trường

Vì những lý do trên tác giả chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Mía đường Phan Rang” cho luận văn tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành

kỹ thuật môi trường của mình

- Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty Cổ phần Mía đường Phan Rang

- Thiết lập các bản vẽ công nghệ theo điều kiện thực tế tại công ty.

Tài Nguyên_ ĐH Nông Lâm Tp.HCM để phân tích

 Thời gian:

Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 3/2011 đến tháng 6/2011

Nước thải mía đường chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nitơ Các chất này dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi hôi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận

Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucrose và các loại đường khử như glucose, fructose Trong môi trường nước, chúng dễ bị phân hủy và có khả năng gây thiếu oxy, làm ảnh hưởng đến hoạt động của quần thể vi sinh vật Quá trình phân hủy các sản phẩm đường khử đòi hỏi thời gian phân hủy dài nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch nguồn tiếp nhận Các chất lơ lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước và tạo thành một lớp dày ở đáy nguồn nước, quá trình

Hiện tại nguồn tiếp nhận nước thải của Công ty Cổ phần Mía đường Phan Rang

là kênh Bắc và nguồn nước ở khu vực tiếp nhận nước thải đang bị ô nhiễm nghiêm trọng Xung quanh khu cống xả của nhà máy, nước có màu đen và bốc mùi hôi thối nồng nặc, hệ thủy sinh bị phá hủy

Vì vậy việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới cho công ty sẽ góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước của kênh Bắc, giúp cải thiện chất lượng môi trường

và mỹ quan khu vực nhà máy

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

2.1.1 Tổng quan về ngành đường thế giới

Đường là một nguyên liệu rất quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và một loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống của hầu hết cư dân trên thế giới

Vào thế kỉ thứ IV người Ấn Độ và người Trung Hoa đã chế biến mía thành tinh thể đường Từ đó kỹ thuật sản xuất đường chuyển sang các nước Châu Âu như: Anh, Nam Tư, Ba Lan, Bồ Đào Nha, Italia… Đồng thời chuyển việc sản xuất đường ở dạng thủ công trở thành một ngành công nghiệp Đến thế kỉ thứ XVI nhiều nhà máy đường

ra đời ở Anh, Pháp, Đức… Đến thế kỉ XX nhà máy đường hiện đại đầu tiên được xây dựng ở Anh

Thuở sơ khai ngành công nghiệp đường còn thô sơ, dùng trâu hoặc bò để kéo máy hai trục bằng gỗ, làm sạch bằng vôi, nấu đường bằng chảo dưới áp suất khí quyển, thực hiện kết tinh tự nhiên Năm 1867 ở Pháp sử dụng máy ép ba trục bằng gang, kéo bằng hơi nước Sau đó máy ép được cải tiến dùng nhiều trục ép và dùng nước thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép

Những năm gần đây, ngành mía đường đã phát triển nhanh, cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp dụng rộng rãi nhiều khâu

Bảng 2.1 Các nước sản xuất mía đường hàng đầu - năm 2005

2.1.2 Tổng quan về ngành mía đường Việt Nam

Sau khi đất nước hoàn toàn giải phóng 1975, miền Nam bắt đầu khôi phục lại những nhà máy đường của chế độ ngụy quyền như: Nhà máy đường Bình Dương, Phan Rang, Khánh Hội, Biên Hòa… Cho đến nay, cả nước có khoảng 50 – 60 nhà máy đường lớn nhỏ

Cũng như nhiều nước sản xuất đường khác, Việt Nam đã áp dụng nhiều chính sách để phát triển ngành đường trong nước Với chương trình 1 triệu tấn đường vào năm 2000, Việt Nam đã đầu tư hàng ngàn tỷ đồng để xây dựng hàng loạt các nhà máy đường, bức tường hàng rào thuế quan và hạn ngạch nhập khẩu cũng được dựng lên Hiện nay Việt Nam đang áp dụng thuế nhập khẩu đường tinh luyện là 60% và đường thô là 25%, hạn ngạch nhập khẩu năm 2007 là 55.000 tấn và năm 2008 là 58.000 tấn (Bộ Công thương)

Trong ngành sản xuất đường thì quy mô sản xuất là chỉ số quan trọng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của sản xuất đường Thông thường các nhà máy của các nước sản xuất đường lớn trên thế giới có quy mô bình quân 6.000 -7.000 tấn mía cây/ngày Theo các nhà kinh tế thì đây là quy mô đảm bảo sản xuất đường có hiệu quả Trong khi đó quy mô bình quân của các nhà máy đường tại Việt Nam là 1.575 tấn mía cây/ngày Như vậy xét trên tiêu chí quy mô sản xuất thì hầu hết các nhà máy đường của Việt Nam đều không đạt

Về công nghệ chế biến, ngoại trừ các nhà máy đường nước ngoài đầu tư tại Việt Nam, hầu hết các nhà máy đường nội đều có công nghệ sản xuất lạc hậu Thiết bị sản xuất không đồng bộ, một số lớn là nhập các thiết bị cũ của Trung Quốc Với thiết bị như vậy nên dẫn tới tỷ lệ thu hồi và chất lượng đường thành phẩm của các nhà máy nội thấp đồng thời cũng gây ra nhiều chất thải ảnh hưởng đến môi trường

Hiện nay ngành công nghiệp chế biến đường đã gắn với sản xuất nông nghiệp, nông thôn, tạo việc làm cho hơn một triệu lao động nông nghiệp, hàng chục vạn lao động công nghiệp, góp phần quan trọng vào công cuộc xoá đói, giảm nghèo và chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở nhiều vùng trong cả nước

Tuy nhiên ngành mía đường nước ta vẫn còn rất non yếu, đang đứng trước những thách thức to lớn Mặc dù có nhiều nhà máy đường, nhưng rất ít nhà máy có đủ

năng lực cạnh tranh trong điều kiện mới Phần lớn các nhà máy có quy mô nhỏ, thiết bị

và công nghệ lạc hậu, hiệu quả và chất lượng sản phẩm thấp, giá thành cao, khó có thể tồn tại và cạnh tranh khi tham gia hội nhập quốc tế Ngoài ra vùng nguyên liệu quy mô còn nhỏ bé, chưa được đầu tư xứng đáng với yêu cầu sản xuất công nghiệp và vấn đề bảo vệ môi trường cũng là một thách thức lớn đối với ngành mía đường Việt Nam

2.2.1 Thành phần của mía và nước mía

Thành phần của mía thay đổi theo vùng, nhưng dao động trong khoảng sau:

Bảng 2.2 Thành phần của mía cây

Nguồn: Phòng kĩ thuật, Công ty Cổ phần Mía Đường Phan Rang

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

Bảng 2.3 Thành phần của nước mía

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường thô

Đầu tiên người ta ép mía cây dưới các trục ép áp lực Để tận dụng hết đường có trong cây mía, người ta dùng nước hoặc nước mía phun vào bả mía để mía nhả đường

Bã mía ở máy ép cuối còn chứa một lượng nhỏ đường chưa lấy hết, xơ gỗ và khoảng 40-50% nước

Nước mía có tính axit (pH = 4,9-5,5), đục, có màu xanh lục (chứa 13-15% chất tan, trong chất khô chứa 82-85% đường saccarosa) Nước mía được xử lý bằng các

xử lý này có tác dụng làm kết tủa các chất rắn, huyền phù và lắng các chất bẩn Dung

Gia nhiệt lần 3Bốc hơiKết tinhPhân ly

Bùn

dịch trong được lọc qua máy lọc chân không Bã lọc được lọai bỏ, đem thải hoặc dùng làm phân bón Nước mía sau khi lọc còn chứa khỏang 88% nước, sau đó được bốc hơi trong lò nấu chân không Hỗn hợp tinh thể và mật được thu vào máy ly tâm để tách đường ra khỏi mật rỉ Rỉ đường là dung dịch có độ nhớt cao, chứa khoảng 1/3 đường khử.

2.2.3 Công nghệ sản xuất đường tinh luyện

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường tinh luyện (Trình bày ở phụ lục 1)Quy trình công nghệ tinh luyện đường gồm 3 giai đọan chính:

Rửa: làm sạch lớp phim mạch bên ngoài hạt đường thô để nâng cao tinh độ của

đường

Hòa tan: Đường sau khi ly tâm được hòa tan vào nước thành dung dịch nước

đường nguyên chất để đến khâu hóa chế

Làm trong: Nước đường nguyên chất được xử lý bằng các chất hóa học như

huyền phù và làm lắng các chất bẩn

Làm sạch: Nước đường sau khi lắng trong được cho thêm than hoạt tính và bột

trợ lọc để khử màu và tăng cường khả năng làm trong Nước đường sau lọc gọi là sirô tinh lọc

Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước từ sirô tinh lọc và đưa dung dịch đến trạng thái bão hòa, sản phẩm nhận được sau khi nấu đường là đường non gồm tinh thể đường và mật cái

- Tạo mầm tinh thể.

2.2.4 Các chất thải trong sản xuất đường mía

Quá trình sản xuất đường mía thải ra lượng lớn chất thải dưới cả 3 dạng: Khí thải, nước thải và chất thải rắn

- Khí thải: Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí của quá trình sản xuất

đường không lớn Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dùng bã mía làm nhiên liệu, từ

bụi ẩm hoặc cyclon thủy lực có hiệu quả tách cao

- Chất thải rắn: bã mía, tro lò hơi, bùn lọc

+ Mật rỉ: là sản phẩm phụ của sản xuất đường Lượng mật thường chiếm khoảng 5% lượng mía ép, mật rỉ sử dụng để sản xuất cồn, sản xuất mì chính, nấm men

+ Bã: chiếm 26,8 - 32% lượng mía ép, với hàm ẩm khoảng 50% Phần chất khô chứa khoảng 46% Zenluloza và 24,6% Hemizenluloze Các nhà máy đường sử dụng

bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi và chạy máy phát điện Bã mía còn được sử dụng làm nhiên liệu sản xuất giấy, ván ép,

CaO, MnO Cùng với bùn, tro được dùng để sản xuất phân hữu cơ

+ Bùn lọc: là cặn thải của công đoạn làm trong nước mía thô Bùn có độ ẩm 75

- 77%, chiếm 3,82 - 5,07% lượng mía ép

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của chất thải rắn từ sản xuất đường

Mật rỉ Bùn lọc Bã mía

Nguồn: Phòng kĩ thuật, Công ty Cổ phần Mía Đường Phan Rang

- Nước thải: Công nghệ sản xuất đường mía sử dụng khối lượng nước rất lớn

cho các mục đích khác nhau Nước thải trong quá trình sản xuất đường chứa nhiều hidratcacbon mà trước hết là đường Trong đó nước rửa nhà sàn, nước làm mát trục ép,

vệ sinh thiết bị và nước giặt băng tải tách bùn có hàm lượng chất hữu cơ cao cần xử lý chiếm 6 - 10% tổng lượng nước thải

2.3.1 Tên công ty

Rang- Tháp Chàm, Tỉnh Ninh Thuận

2.3.2 Quá trình hình thành và phát triển của công ty

Nhà máy Đường Phan Rang được xây dựng từ năm 1973, do Công ty NIPPON KOEI của Nhật Bản và Công ty Đường Việt Nam thực hiện Đầu năm 1975 bắt đầu đi vào sản xuất, đến tháng 5/1975 ta tiếp quản nhà máy, rồi trở thành xí nghiệp quốc doanh và hoạt động cho đến nay

Trước năm 1995, việc đầu tư tái tạo thiết bị đa phần đều mang tính chắp vá, không đồng bộ, sản xuất kém hiệu quả Kể từ sau năm 1995, hoạt động sản xuất của Công ty phát triển liên tục và mở rộng, chất lượng sản phẩm ngày được nâng cao, cụ thể: năm 1995 – 1996 Công ty được đầu tư nâng cấp, phục hồi công suất thiết bị như thiết kế ban đầu là 350 tấn mía/ngày và năm 1998 – 1999 tiếp tục đầu tư nâng công suất ép mía lên 500 tấn mía/ngày Năm 2002 – 2003, Công ty tiếp tục nâng công suất

ép mía lên 600 tấn mía/ngày và hoạt động rất hiệu quả cho đến nay Công nghệ sản

kinh doanh đạt rất khả quan.

Sản phẩm chính của Công ty là đường trắng (RS) và đạt tiêu chuẩn đường trắng Việt Nam theo TCVN 1695 – 87 Bên cạnh đó, Công ty cũng đã đầu tư xây dựng các phân xưởng sản xuất các sản phẩm phụ từ đường và các phế phẩm trong sản xuất đường như: Nước giải khát có gaz Tháp Chàm, Phân hữu cơ vi sinh PHASUCO, Cồn

Nguồn: Phòng kĩ thuật, Công ty Cổ phần Mía Đường Phan Rang

Quá trình hoạt động, Công ty đã không ngừng quan tâm đến công tác bảo vệ môi trường của khu vực cũng như việc xây dựng cảnh quan môi trường xanh - sạch – đẹp bên trong khuôn viên Công ty Mặc dù vậy, việc tìm hiểu và đánh giá thực trạng tác động môi trường của Công ty sau khi nâng công suất lên 600 tấn mía/ngày là cần thiết để có những khắc phục và hạn chế những ảnh hưởng không tốt cho môi trường và con người, đông thời cũng tạo cho Công ty có môi trường trong sạch phù hợp với các quy định của nhà nước và bảo vệ môi trường

2.3.3 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất đường tinh luyện

 Sơ đồ khối được trình bày ở phụ lục 1

 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Qui trình công nghệ sản xuất đường có thể chia làm 3 công đoạn chính:

Mía cây được vận chuyển về nhà máy bằng xe ô tô và được lấy mẫu phân tích chữ đường, sau đó được cầu trục đưa lên bàn lùa xuống băng tải rồi đi qua 2 máy băm, máy đánh tơi và 4 máy ép để trích nước mía Bã mía sau khi ép sau khi ép được đem đi làm nhiên liệu cho nồi hơi.

Để trích ly được nhiều đường ra khỏi cây mía, dùng nước ngưng tụ có nhiệt độ

khi ép được gọi là nước mía tổng hợp

 Công đoạn chế luyện

Nước mía tổng hợp được gia vôi sơ bộ với pH từ 6,5- 6,7 bằng sữa vôi có nồng

tiếp tục đi qua thiết bị tản hơi và được đưa vào máy lắng trong Tại máy lắng, nước mía trung hòa được tách thành nước chè trong và nước chè bùn Nước chè bùn được chuyển đến máy lọc bùn chân không, bã bùn tách ra được sử dụng làm phân bón PHASUCO, nước chè bùn sau khi lọc được bơm ngược trở lại xử lý cùng nước mía tổng hợp Nước chè trong sau khi ra khỏi máy lắng được bơm đi gia nhiệt lần III ở

Sau khi gia nhiệt lần III, nước chè trong được đưa vào hệ thống bốc hơi 4 hiệu

chuẩn bị cho đi qua công đoạn nấu kết tinh đường

 Công đoạn kết tinh, ly tâm, sấy, sàng và đóng bao

Syrô tinh được vào nồi nấu đường A, tiếp tục cô đặc đến giai đoạn quá bão hòa, tạo mầm tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên đạt yêu cầu Dung dịch đường sau khi nấu được gọi là đường non A Đường non A được phối liệu từ sirô tinh, đường hồi dung B,

C và mật A2 Đường non A được ly tâm cho ra đường thành phẩm và mật A1, A2 Mật A1 được dùng làm nguyên liệu phối liệu để nấu đường non B Đường non B được ly

mật rĩ Đường B và C được hồi dung để phối liệu nấu đường non A Mật rĩ được đưa

 Định mức tiêu hao nguyên vật liệu trong sản xuất đường:

Ngoài nguyên liệu chính sử dụng cho việc sản xuất đường là mía cây với công suất 600 tấn mía/ngày Công ty Mía đường Phan Rang còn sử dụng một số hóa chất làm phụ gia và các nguyên vật liệu khác trong quá trình chế biến đường như: Vôi (CaO), lưu huỳnh (S), thuốc tẩy đường,… Nhiên liệu chủ yếu được sử dụng là bã mía, ngoài ra còn có các nhiên liệu khác để phục vụ hoạt động của các phương tiện vận tải Định mức tiêu hao nguyên vật liệu cho 1 tấn sản phẩm được trình bày trong bảng dưới đây:

Bảng 2.6 Tiêu hao nguyên vật liệu cho 1 tấn sản phẩm

Nguồn: Phòng kĩ thuật, Công ty Cổ phần Mía Đường Phan Rang

 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất đường tinh luyện

Sản xuất hơishhfhhhhĐiện, hơi

Tro làm phânSản xuất than hoạt tính, ván ép

Cặn lắng

Bã bùn

Ép Bùn thảiNước ngưng

Nước ngưngNước

Làm mát, tái sử dụng

Rỉ đường

Nước rửa

Nước rửaNước ngưng

Nước vệ sinh thiết bị

Hơi nước

Đốt S SO2S

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất theo nước thải của nhà máy đường Phan Rang 2.3.4 Nguồn gốc, lưu lượng và tính chất nước thải

Nguồn nước thải của Công ty hiện nay được thải ra Kênh Bắc với lưu lượng

Trong đó:

Nước này sau khi sử dụng chỉ tăng nhiệt độ, không bị ô nhiễm nên có thể làm nguội và thải trực tiếp ra Kênh Bắc

Thành phần và tính chất

Nước thải từ bộ thu hồi tro, hóa nghiệm và nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng với

xử lý sinh học cao

Phần lớn nước thải chứa nhiều đường sucroza, glucose, fructose Các loại đường này dễ phân hủy trong nước tạo các hợp chất hữu cơ có khả năng ô nhiễm cao

nước giải nhiệt và có thiết bị lọc cặn những nơi phát sinh cặn do đó lượng cặn trong nước thải không đáng kể

Bảng 2.7 Đặc trưng nước thải mía đường của công ty

 Sơ đồ công nghệ

Hình 2.3 Sơ đồ HTXLNT CôngTy Cổ Phần Mía Đường Phan Rang

 Thuyết minh công nghệ

Nước thải sau khi được thải ra thì dẫn chung vào hệ thống qua bể chắn rác Ở đây, các cặn lơ lửng được giử lại và lấy rác bằng thủ công

Nước thải sau khi qua bể chắn rác tiếp tục đến bể xử lý yếm khí được xây dựng bằng gạch và mái che là tôn và lưu nước trong vài giờ sau đó qua bể tách dầu

Nước thải tại bể tách dầu, những ván dầu nỗi lên trên được lấy bằng thủ công Tiếp theo nước thải đi qua bể lắng 1 rồi bể lắng 2 Sau đó tới bể lắng lọc

Tại bể lắng lọc nước thải được lắng và lọc qua tầng lọc bằng đá cuội rồi xả ra kênh Bắc

Bùn cặn từ bể lắng , bể lắng lọc cặn được bơm lên sân phơi bùn, sau đó dùng làm phân vi sinh

 Bể lắng cặn thể tích nhỏ nhưng lượng nước khử bụi khá lớn, nên thời gian lắng ngắn, hiệu quả lắng tro không cao, nước sau khi ra khỏi bể lắng chứa nhiều tro

 Tại bể yếm khí do lượng nước quá lớn nên thời gian lưu nước tại bể ngắn, nhiệt

độ nước trong hồ khá cao ảnh hưởng tới vi sinh trong hồ làm giảm khả năng xử lý

Bể chắn rác

Bể xử lý yếm khí

Bể tách dầu

Bể lắng 1Nước thải đường

Bể lắng 2

Bể lắng lọcThải ra kênh Bắc

Sân chứa cặn

Phân vi sinh

Nước Bùn cặn

 Bể lọc thiết kế theo phương pháp lọc ngược, nước đi từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc là đá cuội Nhưng thực tế thì nước từ bể lắng 2 chảy tràn qua thành hồ qua bể lọc mà không qua lớp vật liệu lọc.

 Theo quy trình xử lý thì sau khi qua bể lọc thì nước được chảy thẳng ra kênh Bắc, và chắc rằng nguồn nước thải ra chưa đạt tiêu chuẩn xả thải

 Tính chất của nước thải sau khi xử lý:

Bảng 2.8 Nước thải sau khi xử lý

( Nguồn: Kết quả phân tích tại Sở Môi Trường và Tài Nguyên tỉnh Ninh Thuận, 2010)

 Hiệu quả xử lý của hệ thống hiện hữu được thể hiện dưới bảng sau:

( Nguồn: Kết quả phân tích tại Sở Môi Trường và Tài Nguyên tỉnh Ninh Thuận, 2010)

Nhận xét: Hiệu quả xử lý của hệ thống là khá thấp Chủ yếu là xử lý được SS

(71%), còn BOD và COD chưa đạt hiệu quả cao Các thông số BOD, COD, SS sau khi

xử lý còn cao so với tiêu chuẩn thải loại B QCVN 24-2009 gấp nhiều lần Vì vậy yêu cầu đặt ra là thiết kế xây dựng một hệ thống xử lý nước thải mới để xử lý các chất ô nhiễm trước khi thải ra ngoài môi trường

CHƯƠNG 3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA

0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải Để tránh ứ đọng và gây tổn thất áp lực dòng

chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới

lắng trong nguồn tiếp nhận

 Bể lắng đợt 2

1.000mg/l Tốc độ lắng của bể phụ thuộc vào nồng độ cặn

số quyết định Đó là những thông số và đặc tính của bùn hoạt tính ở bể Aerotank dùng

để thiết kế bể lắng đợt 2

 Bể lọc

Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD

theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học

nguồn tiếp nhận Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi qua bể lọc nước thải được khử trùng và xả vào nguồn.

3.1.2 Xử lý hóa học

Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải các chất phản ứng nào đó để gây tác động tới các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường

Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Bao gồm các quá trình sau:

 Trung hoà

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5-8,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm; bổ sung thêm các tác nhân hoá học; lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà; hấp phụ nước thải chứa axit bằng nước thải chứa kiềm

 Keo tụ

Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn)

và các chất trợ keo tụ (polime) để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn, trong quá trình lắng cơ học chỉ lắng được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước >10-2mm, còn các hạt nhỏ ở dạng keo không thể lắng được Ta có thể làm tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng được Muốn vậy cần trước hết là trung hoà điện tích giữa chúng, tiếp theo là liên kết chúng lại với nhau Quá trình trung hoà điện tích các hạt là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông cặn lớn từ các hạt nhỏ là quá trình keo tụ

 Ozon hoá

Là phương pháp xử lý nước thải có chứa chất hữu cơ dạng hoà tan và dạng keo bằng Ozon Ozon dễ dàng nhường Oxi nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ

 Phương pháp điện hoá học

Thực chất là phá huỷ các tạp chất độc hại có trong nước thải bằng cách Oxi hoá điện hoá trên cực anot hoặc dùng để phục hồi các chất quý Thông thường hai nhiệm

vụ phân huỷ chất độc hại và thu hồi chất quý được thực hiện đồng thời

 Khử khuẩn

Dùng các hoá chất có tính độc hại đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán để làm sạch nứơc đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn hoặc tái sử dụng Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc các tác nhân vật lý như Ozon, tia tử ngoại Hoá chất dùng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong thời gian nhất định sau đó phải được phân huỷ hoặc bay hơi không còn dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác

3.1.3 Xử lý sinh học

Xử lý sinh học là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn định với sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếm khí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan

Những công trình xử lý sinh học phân thành 2 nhóm:

 Những công trình xử lý sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là: cách đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào ôxy

và vi sinh có ở trong đất, nước và phụ thuộc khá nhiều vào điều kiện tự nhiên, khó kiểm soát được quá trình xử lý Do đó, những công trình này đòi hỏi diện tích lớn, thời gian xử lý dài và hiệu quả xử lý không cao bằng những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

 Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: bể lọc sinh học (Biophin), bể làm thoáng sinh học (Aerotank), bể sinh học từng mẻ SBR, bể UASB, bể USBF… Do quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo, có sự tính toán và tác động của con người và máy móc mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, diện tích nhỏ hơn và hiệu quả cao Tuy nhiên các công trình này đòi hỏi chi phí xây dựng và vận hành cao, người vận hành phải có trình độ và chuyên môn

lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90 – 95% và không hoàn toàn với BOD giảm tới 40 – 80%.

Nước thải sau quá trình xử lý sinh học thường được khử trùng trước khi thải ra nguồn tiếp nhận nhằm hạn chế các loại vi sinh vật trong nước thải có khả năng gây bệnh phát tán ra ngoài

3.2.1 Hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa

Sân phơi bùn bể lắng 1

Sân phơi bùn bể lắng 2

Máy nén

khí

Nước Bùn Khí Hóa chất

Bể lắng 2

Hố gom nước

Bể nén bùn

Hố thu bùn

NaOH

Bơm hoàn lưu khử nitrat

Hình 3.1 Sơ đồ HTXLNT Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa

 Thuyết minh công nghệ

Nước thải từ các phân xưởng sản xuất thu về hố gom nước thải Tại đây nước thải được pha loãng bởi nước sông Đồng Nai lấy từ hồ giải nhiệt với lưu lượng pha loãng từ 10-15% lưu lượng nước thải

Kế đến nước thải được bơm vào bể lắng 1 bởi 2 bơm nước thải luân phiên Nước thải bơm từ hố gom sẽ được phân phối vào ống trung tâm bể lắng 1, nước sau

lắng loại bỏ tạp chất vô cơ, rắn lơ lửng và được thu bằng máng răng cưa rồi theo máng dẫn xung quanh chảy vào bể cân bằng và được lưu ở đó 8h, nhằm điều hòa lưu lượng

và nồng độ chất ô nhiễm Tại bể cân bằng lắp 2 máy trộn thủy lực nhằm tránh lắng cặn

ở đáy bể

Trong bể cân bằng bố trí 2 bơm nước thải luân phiên để bơm sang bể trung hòa, tại bể trung hòa nhờ bộ dò pH sẽ tự động châm NaOH khi pH<5 và HCl khi pH>8 Để khuyấy trộn đều hóa chất trong nước thải và tránh lắng cặn, trong bể trung hòa lắp đặt máy khuấy trộn thủy lực

Tiếp theo nước thải theo máng tràn tự chảy từ bể trung hòa sang bể thiếu khí Trong bể thiếu khí có lắp đạt 1 máy khuấy trộn thủy lực với mục đích tránh lắng cặn tiếp đó, nước thải theo máng tràn tự chảy vào bể hiếu khí Ở cuối bể hiếu khí đặt 2 bơm hoàn lưu làm việc luân phiên bơm về bể thiếu khí với mục đích khử nitrat Nước thải từ bể hiếu khí tự chảy đến bể lắng 2 nhằm loại bỏ bùn hoạt tính ra khỏi nước thải trước khi nước thải được đưa sang hồ ổn định nước rồi thải ra hồ giải nhiệt

Bùn tại bể lắng 1 được bơm sang sân phơi bùn bể lắng 1 Bùn hoạt tính bể lắng

2 được thu vào hố thu bùn để bơm vào bể thiếu khí, phần bùn dư được bơm sang bể nén bùn Bùn sau khi nén được bơm sang sân phơi bùn bể lắng 2 Nước sau khi tách ở sân phơi bùn, bể nén bùn được thu về hố chung rồi bơm về bể thiếu khí

Việc pha loãng nước thải tai hố gom nước có tác dụng giải nhiệt và giảm nồng

độ chất ô nhiễm, tuy nhiên việc này làm tăng kích thước của các công trình xử lý phía sau, làm tốn chi phí xây dựng và tốn diện tích đất

Không có công trình khử trùng nước thải trước khi thải ra sông, dễ phát tán vi sinh vật gây bệnh ra ngoài môi trường

3.2.2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Trị An

Hình 3.2 Sơ đồ HTXLNT nhà máy đường Trị An

Ghi chú:

nồi hơi, nước rò rỉ đường ống, nước thải lọc vải, vệ sinh máy móc thiết bị

ngưng tụ tạo chân không của các thiết bị ( bốc hơi, nấu đường…)

của nhà máy

 Thuyết minh công nghệ

Nước khử bụi từ hệ thống xử lý khí thải được lắng qua hệ thống lắng trọng lực

để loại bỏ các cặn tro có kích thước lớn dễ lắng Sau khi lắng nước được tập trung vào

bể chứa, một phần được tái sử dụng làm nguồn nước khử bụi, phần nước còn lại được bơm qua tháp lọc vào bể điều hòa

Nước thải nguồn 2 được đưa qua lưới lọc rác để tách rác thô ra khỏi nước thải, sau đó được dẫn tới bể cân bằng để điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải Tại bể cân bằng có bố trí hệ thống bơm để bơm nước thải vào 2 bể SBR để xử lý Sau khi xử

lý ở bể SBR xong nước thải được đưa qua hệ thống gồm 3 hồ sinh học Sau đó nước được thải trực tiếp ra sông Đồng Nai cùng với nguồn thải 3 và nguồn thải 4

Nguồn thải 1Lắng trọng lực

Bể chứaTháp lọc

Nguồn thải 2

Lưới lọc rác

Bể nén bùnMáy ép bùn

Máy nén

khí

NướcBùn Khí Hóa chất

Bùn dư từ bể SBR được bơm lên bể nén bùn Bùn sau khi nén được đưa tới máy

ép bùn rồi mang đi xử lý

 Nhận xét

Hiệu quả khử cặn tro trong nước thải khử bụi của các công trình trước công trình sinh học hoạt động rất hiệu quả, giảm được lượng lớn cặn trong nước thải, làm tăng hiệu quả của công trình phía sau

Trong hệ thống sử dụng các hồ sinh học để hoàn tất quá trình xử lý giảm được chi phí xử lý, tuy nhiên tốn khá nhiều diện tích đất

Tại bể cân bằng có bố trí các bơm hóa chất để trung hòa pH nước thải, nhưng hiện tại hệ thống bơm không hoạt động pH nước thải không được trung hòa làm ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý của bể SBR

Không có công trình khử trùng nước thải trước khi thải ra sông, dễ phát tán vi sinh vật gây bệnh ra ngoài môi trường

Hình 3.3 Sơ đồ HTXLNT Công ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai

Ghi chú:

nước rò rỉ đường ống, nước thải lọc vải, vệ sinh máy móc thiết bị

ngưng tụ tạo chân không của các thiết bị ( bốc hơi, nấu đường…)

 Thuyết minh công nghệ

Nguồn thải 2 và 4 có mức ô nhiễm lớn sau khi qua lưới lọc rác thì chảy thẳng vào bể khử dầu mỡ, sau đó được bơm vào hồ chứa nước thải đã lên men Sau quá trình lên men, nước thải chảy qua bể hiếu khí tiếp xúc để xử lý hiếu khí Kết thúc quá trình

Nguồn thải 2 và 4Lưới lọc rác

Hồ chứa nước thải

Lưới lọc rác

Bể gạn troNguồn thải 3

Lưới lọc rác

xử lý hiếu khí nước thải lần lượt chảy qua hồ lắng 1, hồ lắng 2 rồi tới hồ chứa nước tập trung và cuối cùng được xả ra ngoài suối Ayunpa.

Nguồn thải 3 không gây ô nhiễm và ô nhiễm nhẹ được chảy thẳng vào hồ chứa tập trung, sau đó chảy thảng ra suối Ayunpa

Nguồn thải 1 ô nhiễm SS cao sau khi qua bể lắng tro được chảy thẳng vào hồ chứa tập trung, tiếp tục chảy ra suối Ayunpa

 Nhận xét

Hệ thống xử lý của công ty có công nghệ khá đơn giản, dễ vận hành và chi phí

xử lý thấp, tuy nhiên hiệu quả xử lý không cao

Không có hệ thống khử trùng trước khi thải ra ngoài

3.2.4 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Long An

Hình 3.4 Sơ đồ HTXLNT nhà máy đường Long An

 Thuyết minh công nghệ

Toàn bộ nước thải khu vực sản xuất được tập trung lại rồi qua lưới chắn rác trước khi vào bể vớt dầu mỡ Tại đây dầu mỡ và các chất lư lửng được vớt ra ngoài đem đốt Trong bể vớt dầu mỡ có bố trí hệ thống bơm nước thải bơm nước liên tục vào

bể Aroten bậc 1 để xử ký hiếu khí

Để trung hòa pH của nước thải, công ty đã sử dụng vôi trộn làm hóa chất trung hòa Vôi trộn được châm trực tiếp trên đường ống vào bể Aroten bậc 1 bằng bơm định lượng

Sau khi xử lý ở bể Aroten bậc 1 nước thải tự chảy qua bể Aroten bậc 2 tiếp tục quá trình xử lý hiếu khí Tiếp theo nước thải từ bể hiếu khí tự chảy đến bể lắng ly tâm nhằm loại bỏ bùn hoạt tính ra khỏi nước thải trước khi nước thải được đưa qua máng

đo lưu lượng để thải ra nguồn tiếp nhận

Bùn từ bể lắng ly tâm được đưa qua bể nén bùn rồi tới sân phơi bùn

Bể tách dầu nhớt

Bơm nước thải chuyển tiếpAroten bậc 1 Aroten bậc 2Lắng ly tâm

Máng đo lưu lượngNguồn tiếp nhận

bệnh.

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

 Tiêu chuẩn xử lý: đạt loại B theo QCVN 24 - 2009

 Thành phần và tính chất nước thải:

Bảng 4.1 Đặc trưng nước thải mía đường của công ty

 Mức độ cần thiết xử lý nước thải:

(Tính toán chi tiết xem mục A.2.2- Phụ lục 3)

- Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng SS : D = 75%

- Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5: D = 93%

 Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý: Nước sau khi xử lý đạt loại B theo QCVN 24 -2009 được xả vào kênh Bắc

Al2(SO4)3.7H2O

Máy nén khí

NướcKhí

Hóa chấtBùn

Song chắn rácNước thải

Tuần hoàn nước

Bồn lọc áp lực

Bể trung gian

Nguồn tiếp nhận

dd NaOH điều chỉnh pH