BÁO CÁO ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI ĐỐI VỚI CHẤT THẢI CỦA NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ pptx

Đểlàm được vấn đề này thì việc ứng dụng CÔNG NGHỆ SINH THÁI đối với các chấtthải đầu ra trong quy trình chế biến tinh bột mì sẽ giải quyết được vấn đề bức xúc này.. Ước tính trungbình

KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SINH THÁI

GVHD: TS LÊ QUỐC TUẤN

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 4

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 4

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 5

2.1 KHÁI QUÁT CHUNG 5

2.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT MÌ 6

2.3 TÌNH HÌNH CHẤT THẢI 7

2.4 ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG TỪ CÁC CHẤT THẢI CỦA NGÀNH.7 2.4.1 Với bã mì: 8

2.4.2 Với nước thải 11

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ 12

3.1 QUY TRÌNH 12

3.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 14

3.3 CÔNG DỤNG CỦA TINH BỘT MÌ 14

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TỪ CÁC CHẤT THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ 15

4.1 QUY TRÌNH 15

4.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 17

4.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI ĐỐI VỚI CHẤT THẢI 17

4.3.1 Bã mì: 17

4.3.1.1 Tìm hiểu về bã mì: 17

4.3.1.2 Quy trình: 18

4.3.1.3 Thuyết minh quy trình: 19

4.3.2 Vỏ mì: 20

4.3.2.1 Quy trình: 20

4.3.2.2 Thuyết minh quy trình: 21

4.4 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI 21

4.4.1 Quy trình 21

4.4.2 Thuyết minh quy trình: 23

4.4.2.1 Đối với nước thải rửa củ mì: 23

4.4.2.2 Đối với nước thải sản xuất tinh bột: 23

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 24

5.1 KẾT LUẬN 24

5.2 KIẾN NGHỊ 24

CHƯƠNG 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay trong số ngành nghề có vai trò quan trọng đang hoạt động và góp phầngây ô nhiễm môi trường phải kể đến ngành chế biến tinh bột mì Do quy mô sản xuấtcòn chưa phát triển, do chứa ứng dụng các công nghệ sinh thái trong các mắc xích đầu

ra của quy trình chế biến

Phần lớn, nước thải sản xuất tinh bột mì chưa qua xử lý, xả thẳng xuống hệthống kênh rạch hoặc các khu đất tự thấm nước, làm cho môi trường sống ở đây cónhiều lo ngại Nước thải tinh bột mì với lưu lượng lớn và hàm lượng chất hữu cơ quácao gây mùi hôi, nước có màu đỏ do phản ứng chuyển hóa của CN- Nước thải này sẽngấm vào mạch nước ngầm làm cho các giếng nước không thể sử dụng cho mục đíchsinh hoạt, nước thải ứ đọng trong các mương rãnh cũng bốc mùi hôi

Bên cạnh đó, quá trình chế biến tinh bột mì còn thải ra một khối lượng lớn bã mì

và vỏ mì Các chất thải rắn này đặt biệt là bã mì, nếu không xử lý chúng thì sau khithời tiết thay đổi chúng sẽ bốc mùi chua nồng rất khó chịu cho người dân khu vực xungquanh và thấm vào đất làm cho đất bị chua và thoái hóa

Vì vậy, để phát triển một cách bền vững, việc tìm kiếm giải pháp công nghệthích hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, từng bước cải tiến các nhà máy, làngnghề chế biến tinh bột mì và góp phần tăng hiệu quả kinh tế là việc làm cần thiết Đểlàm được vấn đề này thì việc ứng dụng CÔNG NGHỆ SINH THÁI đối với các chấtthải đầu ra trong quy trình chế biến tinh bột mì sẽ giải quyết được vấn đề bức xúc này

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

 Ứng dụng CÔNG NGHỆ SINH THÁI từ các chất thải đầu ra trong ngành chếbiến tinh bột mì

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

Hình 1: Bãi chứa mì tại nhà máy chế biến mì ở Tây Ninh

Với nền kinh tế đang trên đà phát triển hiện nay, do yêu cầu phát triển củangành chăn nuôi và ngành chế biến thực phẩm từ khoai mì gia tăng Sản lượng khoai

mì hằng năm đạt khoảng 3 triệu tấn Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn dựbáo sản lượng chế biến tinh bột khoai mì vào năm 2010 của nước ta đạt 600.000 tấnsản phẩm Tuy nhiên, tăng trưởng kinh tế mới là điều kiện cần nhưng chưa đủ cho sựphát triển sản xuất Vì sản xuất càng nhiều thì lượng chất thải càng lớn Ước tính trungbình 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.Thành phần của các loại chất thải này chủ yếu là các hợp chất hữu cơ, nước thải…

Trong điều kiện khí hậu của nước ta, chúng sẽ nhanh chóng bị phân hủy gây ô

triển nhưng môi trường khu vực hiện tại và tương lai lại phải đứng trước nguy cơ gánhchịu hậu quả do chất thải tinh bột mang lại.

Hình 2 : Nước thải của nhà máy chế biến tinh bột mì ở Tây Ninh

Trên thế giới, mì được trồng bởi những hộ nông dân sản xuất nhỏ để làm lươngthực- thực phẩm, thức ăn gia súc và để bán Mì chủ yếu trồng trên đất nghèo và dùng

kỹ thuật canh tác truyền thống

Sản lượng mì thế giới năm 2006/2007 đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với 2005/2006 là211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn.(FAO, 2008)

Việt Nam hiện được xem là nước xuất khẩu tinh bột mì đứng thứ 3 trên thế giới sauThái Lan và Inđônêxia (Bộ NN&PTNT, 2002) Năm 2001, nước ta đã xuất 160.000 tấntinh bột mì, chiếm 60% tổng sản lượng, còn 40% được dùng cho nội tiêu như trongcông nghiệp chế biến bột ngọt, bánh kẹo, dược phẩm, thức ăn gia chăn nuôi,

Cả nước hiện có khoảng 41 nhà máy chế biến tinh bột mì với thiết bị tương đối hiệnđại, trong đó có 24 nhà máy ở phía Nam và 17 nhà máy ở phía Bắc với tổng công suất

3130 tấn sản phẩm/ngày)

Hình 3: Biểu đồ thể hiện hướng sử dụng củ mì tại Việt Nam

Nước sử dụng trong chế biến tinh bột mì tập trung chủ yếu ở công đoạn rửa củ

và lọc lắng tinh bột Với công nghệ chế biến mì ở các làng nghề hiện nay, mức tiêu thụnước khoảng 4–5 m3/tấn củ tươi Gây ô nhiễm đáng kể nhất là các cơ sở chế biến ở cáclàng nghề, nơi tập trung đông dân cư Bã mì ở các cơ sở cơ sở nhỏ và làng nghềthường chất đống để tự phân hủy theo thời gian, còn nước thải thường được xả thẳng racống rãnh không nắp, tràn ra đường làng và vào đồng ruộng, ảnh hưởng đến tầng nướcmặt cho tưới tiêu và mạch nước ngầm cho sinh hoạt, đồng thời gây mùi hôi thối, mất

mỹ quan và là nơi ruồi muỗi sinh nở và phát triển

2.4.1 Với bã mì:

Hình 4: Bã mì tại nhà máy chế biến

Vấn đề còn tồn lại của ngành chế biến mì hiện nay là cần giải quyết cấp bách làlượng bã thải Trong khoai mì lượng bã thải chiếm 10% khối lượng củ tươi Có nghĩavới một nhà máy có công suất 80 tấn bột/ ngày thì sẽ thải ra khoảng 30 tấn bã khôtương đương hàng trăm tấn bã ướt

Hình 5: Bã mì khô đổ ra khu vực cạnh nhà dân

- Công ty Vedan đã từng chở bã mì đổ ra biển để tôm cá ăn, gây ô nhiễm nướcbiển Sau đó công ty lại chở bã chôn ở các hố sâu trên vùng núi xa của tỉnh(thực chất là phân tán ô nhiễm) Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam phốihợp với công ty Vedan đã tiến hành chôn bã mì cho hoại mục hay lên men vi

sinh để làm phân bón, nhưng không mang lại kết quả Gần đây, công ty đã sấykhô bã sau khi vắt sơ bộ Tuy nhiên việc sấy rất tốn kém do bã không được vắtđến độ ẩm phù hợp Một số cơ sở chế biến nhỏ vắt bã sơ bộ rồi phơi 5 – 7 ngàynắng vào mùa khô, hoặc 10 -15 ngày vào mùa mưa để bán bã khô cho cơ sở chếbiến thức ăn chăn nuôi.

- Đối với Nhà máy chế biến tinh bột mì ở Tây Ninh thì huy động một lượng lớncông nhân để bốc vác, vận chuyển và phơi trên những sân phơi lớn

Hình 6: Công nhân khuâng vác bã mì tại nhà máy Tây Ninh

Hình 7: Xe vận chuyển bã mì ra bãi chứa bã mì

Hệ lụy của cách làm này là vấn nạn ô nhiễm môi trường Bã mì được phơi trênnhững cánh đồng lớn với thời gian dài (10-15 ngày) Đó chính là những điều kiện tốtcho việc sinh sôi nảy nở của các loại côn trùng có hại như ruồi, ve, bọ…… cùng vớimùi hôi bốc lên do quá trình lên men của tinh bột còn xót lại

Hình 8: Bãi phơi bã mì lên mùi hôi thối

Hình 9: Bãi chứa mì lâu năm không được xử lý

Hình 10: Nước thải ô nhiễm tại nhà máy chế biến tinh bột mì

Tính chất nước thải ngành tinh bột mì mang tính chất axid và có khả năng phânhủy sinh học Đặc biệt với loại nước thải này là trong khoai mì có chứa HCN là mộtaxid có tính độc hại Khi ngâm khoai mì vào trong nước HCN sẽ tan vào trong nước vàtheo nước thải ra ngoài Các thành phần hữu cơ như tinh bột, protein, xenluloza, pectin,đường có trong nguyên liệu củ mì tươi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòngnước thải của nhà máy sản xuất tinh bột mì Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuấttinh bột mì 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), …vớinồng độ rất cao và trong thành phần của vỏ mì và lõi củ mì có chứa Cyanua (CN-) mộttrong những chất độc hại có khả năng gây ung thư

Hình 11: Bảng nồng độ ô nhiễm của nước thải của ngành

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ

3.1 QUY TRÌNH

Hình 12: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến tinh bột mì

Chất thải rắn

Nước thải

Chất thải rắn

3.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

1 Công đoạn rửa củ và bóc vỏ:

Mì được băng chuyền xích đưa vào thùng hình trụ, nằm ngang Tại đây dưới sự

va đập của các củ mì với nhau và củ mì va đập vào thành lồng, vỏ lụa, đất, cátđược loại bỏ, đồng thời nước được phun vào để rửa củ

2 Công đoạn nghiền:

Tại đây mì được chặt nhỏ và nghiền để phá vỡ cấu trúc tế bào nhằm giải phóngtinh bột thành các hạt riêng

3 Công đoạn tách chiết xuất:

 Công đoạn 1 : Tách bã thô:

Phần không bị lọt lưới được tách riêng và thu gom vào máng dẫn đưa đến hệthống tách tinh bột tận dụng Phần tinh bột lọt lỗ lưới qua ống dẫn vào thùngchứa sau đó được tách dịch bào

 Công đoạn 2 : Tách dịch bào:

Dịch sữa tinh bột sau khi tách bã thô được bơm đến máy ly tâm, dịch tinh bộtđược phân riêng qua ống dẫn xuống thùng chứa và bơm qua công đoạn tiếptheo

 Công đoạn 3 : Tách bã mịn:

Lượng bã thô và mịn được đưa đến thiết bị tách xác, tận dụng dịch sữa thu được

ở đây có nồng độ tinh bột thấp được bơm vào công đoạn nghiền để làm nhỏ vàquay trở lại các thiết bị tách chiết suất để tận thu tinh bột (loại 2)

- Ly tâm tách nước: Phần nước dịch lọt qua vãi và lưới lọc của máy ly tâm cóhàm lượng ly tâm thấp và được đưa vào máy mài

- Công đoạn sấy khô và làm nguội: ở đây dưới tác dụng của dòng khí nóng vớivận tốc 15-20 m/s tinh bột sẽ được xé tơi và làm khô rất nhanh (2-3 giây), sấy ởnhiệt độ 45-500C Sau khi được làm khô tại đây hỗn hợp tinh bột (loại 1) và khínóng được đưa qua cyclone

- Sàng, phân, loại, đóng bao: Tinh bột thu được sau công đoạn sấy được đưa vàosàng phân loại và đóng gói

Tăng độ bền, chịu gấp, chống thấm cho giấy

Cải thiện ngoại quan của giấy và độ bền

Dùng cho các loại giấy tạo sóng, giấy cán tấm và thùng giấy các tông

7 Dùng như chất kết dính trong các ngành công nghiệp:

Tấm trần thạch cao

Thực phẩm chăn nuôi (thức ăn nuôi tôm cá và các động vật nuôi)

8 Dùng trong các ngành công nghiệp khác:

Bao bì nhựa có thể phân huỷ

Công nghiệp lốp xe

Công nghiệp gỗ dán

Chất tẩy rửa

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TỪ CÁC

CHẤT THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ

Chất thải rắn

Nước đạt tiêu chuẩn

Vỏmì

Sảnxuất

nấm

Xáccòn lại

Thải ra

Xử lý

kị khí

CH4Biogas

Cung cấp nhiệt cho lò

Phân hữu cơ

Cây

trồng

Xử

lý hiếu

Ao nuôi cá

Nguồn tiếp nhậnChế biến thức ăn

cho gia súc

4.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

Tại các nhà máy, làng nghề chế biến tinh bột mì thì đều thải ra môi trường nướcthải và chất thải rắn

 Đối với các chất thải rắn:

1 Bã mì:

Lên men để sản xuất cồn, phần xác còn lại đem chế biến và làm thức ăn chogia súc

2 Vỏ mì:

Vỏ mì cùng với mùn cưa, rơm rạ để trồng nấm

 Đối với nước thải:

Nước thải sau khi đi qua song chắn rác để loại bỏ rác có kích thước lớn

Sau đó được dẫn vào hầm xử lý kị khí để sinh khí BIOGAS, khí này được đốtcháy để cung cấp nhiệt cho lò hơi trong quá trình chế biến tinh bột

Phần nước còn lại được dẫn qua hồ hiếu khí để xử lý tiếp trước khi thải ra ngoàimôi trường

Thức ăn cho gia súc

người dân sinh sống trong khu vực lân cận, hằng ngày, lúc ăn cũng như lúc ngủ, họphải chịu mùi hôi thối nồng nặc của bã mì ngâm ủ, phơi và vận chuyển vung vải trênđường

Như vậy, vấn đề ô nhiễm tại các nhà máy tinh bột mì hiện nay là vấn đề cầnđược giải quyết một cách khẩn trương Bởi lẽ tình trạng này càng kéo dài thì môitrường ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng, sức khoẻ người dân bị giảm sút và cuộc sốngcủa họ bị xáo trộn Hơn nữa, công nghệ xử lí bã mì để sản xuất cồn vừa tạo ra cồn màcòn làm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do phơi bã mì để làm thức ăn cho gia súc

4.3.1.2 Quy trình:

Hình 15: Sơ đồ quy trình ứng dụng CNST trong bã mì

4.3.1.3 Thuyết minh quy trình:

Bã mì được thải ra từ công đoạn ly tâm tách dịch trong quy trình chế biến tinhbột mì được đem đi xử lý sơ bộ để loại bỏ các loại đất, đá, cát, rác…… không cầnthiết

Sau đó bã mì được đưa qua để thanh trùng và làm nguội để tiếp tục đưa vào bộphận lên men

Sản phẩm sau khi lên men sẽ tách dịch

Sản phẩm sau khi tách dịch sẽ đem đi chưng cất Sau khi chưng cất sẽ cho racồn

Phần còn lại sau khi tách dịch là xác mì sẽ được đem đi chế biến thức ăn cho giasúc

Vỏ mì

+ mùn cưa, rơm

ủ đống Đảo trộn, điều chỉnh độ ẩmPhối trộn phụ da

Bổ sung chất dinh dưỡng

Đóng bịch

Khử trùngCấy giống

Nấm

Đất phế liệu Nuôi trùnChăm sóc

Thức ăn cho gia cầm

Phân bón cho cây trồng

4.3.2.1 Quy trình:

Hình 16: Quy trình ứng dụng CNST trong vỏ mì

4.3.2.2 Thuyết minh quy trình:

Vỏ gỗ của khoai mì chủ yếu là xenlulozo, không chứa tinh bột, bởi là lớpxenlulozo

Vỏ khoai mì, mùn cưa và cùng với rơm rạ có thể trồng nấm ăn

- Cách hấp khử trùng trong nồi autoclave (nồi áp suất) ở áp suất 1,0atmosphere, nhiệt độ: 1210C, thời gian 90 phút

- Cách hấp trong thùng phuy (hấp cách thuỷ) ở nhiệt độ 90-100oC thời gian từ5-6 giờ

 Sau khi hấp xong lấy bịch nấm ra để nguội trong phòng sạch sẽ, cấy giống.Các cơ sở sản xuất có đủ trang thiết bị, áp dụng phương pháp xử lý nguyên liệubằng cách hấp rất đảm bảo Hạn chế tỷ lệ nhiễm bệnh, dùng ít giống, năng suấtcao Dưới sự chăm sóc đúng điều kiện nấm sẽ phát triển tạo thành sản phẩm để

đi tiêu thụ

Phần đất sau khi thu hoạch nấm, ta có thể đưa qua làm nguồn dinh dưỡng vànguyên liệu cho nuôi giun đất

Giun đất sẽ làm thức ăn cho gia súc

Phần đất còn lại sau khi thu giun đất sẽ làm phân hữu cơ bón cho cây trồng

Hình 17: Quy trình ứng dụng CNST trong nước thải

Bể lắng cát 01

Bể lắng cát 02

Nuôi cá

Nguồn tiếp nhậnCây trồng

Song chắn rác

Khí Biogas

Bể trung hòa

Vôi Bùn

Bể bùn hoạt tính

Bể lắng 02

Khí nénCung cấp nhiệt cho

lò hơi

4.4.2 Thuyết minh quy trình:

4.4.2.1 Đối với nước thải rửa củ mì:

Do đặc tính của nguồn nước rửa củ mì ít bị nhiễm các chất độc hại, mà chỉ bịnhiễm bởi đất, cát, cây cỏ và một số vỏ lụa trong khi rửa bị tróc ra Nguồn nước này sẽđược qua song chắn rác để loại bỏ các rác lớn và sau đó sẽ được máng dẫn tới hồ sinhhọc số 01 để xử lý

Máng dẫn nước được thiết kế 02 bể lắng cát (Bể lắng cát số 01 và số 02) tại đâyđất, cát, rác và các tạp chất lớn sẽ được thu gom lại đem đi xử lý riêng, nước chảy vào

hồ xử lý sinh học số 01 là nước trong

4.4.2.2 Đối với nước thải sản xuất tinh bột:

Nguồn nước thải từ sản xuất được xử lý trình tự qua các bước sau:

- Nước thải chế biến tinh bột khoai mì được cho qua song chắn rác (SCR) đến bểtiếp nhận SCR có tác dụng loại bỏ các tạp chất gây tắc nghẽn hệ thống xử lý

- Nước thải từ bể tiếp nhận được bơm lên từ bể điều hòa Bể điều hòa giữ chứcnăng điều hòa NT về lưu lượng và nồng đồ

- Nước thải được dẫn vào bể Aerotank để khử Clo dư lượng

- Nước thải được đưa vào bể lắng 01 để loại bỏ cặn tinh bột mịn có khả năng lắngđược

- Nước thải được dẫn vào bể axit với 2 ngày lưu nước nhằm mục đích khử độc tố

CN- và chuyển hóa các hợp chất khó phân hủy thành các hợp chất đơn giản dễphân hủy sinh học Vi sinh vật phân hủy trong bể axit được lấy từ bùn tự hoại

- Sau đó NT được trung hòa bằng vôi về pH khoảng 6,5 – 7,5 tại bể trung hòanhằm tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo

- Sau đó NT được dẫn tới bể lọc sinh học kị khí (UASB) nhằm phân hủy các chấthữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản và chuyển hóa chúng thànhCH4, CO2, H2S… Sau đó, NT được xử lý tiếp bằng bể bùn hoạt tính, bể này vừa

có nhiệm vụ xử lý tiếp phần BOD5, COD còn lại vừa làm giảm mùi hôi trongnước thải

- Sau khi xử lý ở bể sinh học hiếu khí NT tiếp tục chảy sang bể lắng 2 để lắng bùnhoạt tính Lượng bùn này được rút khỏi bể lắng bằng hệ thống bơm bùn và tuầnhoàn về bể lọc sinh học hiếu khí, bùn dư được dẫn về bể nén bùn

- NT từ bể lắng 2 tiếp tục chảy qua hồ hiếu khí với thời gian lưu nước 10 ngày