NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG

Mía được trồng ở các vùng nhiệt đới (nước ta )và cận nhiệt đới. Việc thu hoạch mía phải đúng thời vụ mới có thể thu được sản lượng cũng như chất lượng đường cao nhất

Đồ án Xử lý nước thải mía đường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG 1.1. Tổng quan quy trình công nghệ sản xuất Nguyên liệu sản xuất: mía Mía được trồng ở các vùng nhiệt đới (nước ta )và cận nhiệt đới. Việc thu hoạch mía phải đúng thời vụ mới có thể thu được sản lượng cũng như chất lượng đường cao nhất. Công nghiệp chế biến đường hoạt động theo mùa vụ do đó lượng chất thải cũng phụ thuộc vô mùa thu hoạch . Quy trình sản xuất đường gồm 2 giai đoạn: sản xuất đường thô và sản xuất đường tinh. 1.1.1. Thành phần của mía và nước mía −Thành phần của mía phụ thuộc vô từng vùng trồng ,nhưng nó dao động trong các khoảng sau: Nước 69-75% Sacroso 8-16% Đường khử 0,5-2% Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) 0,5-10% Chất vô cơ 0,2-0,6% Hợp chất nito 0,5-1% Tro ( Phần lớn là K) 0,3-0,8% SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 1 Đồ án Xử lý nước thải mía đường −Nước mía có tính axit (pH=4,9-7,5), đục(do sự hiện diện của các chất keo như sáp ,protein, nhựa, tinh bột và silic) và có màu xanh lục. Thành phần nước mía như sau: Nước 75-88% Sucrose 10-21% Đường khử 0,3-3% Chất hữu cơ ( Ngoại trừ đường) 0,5-1% Chất vô cơ 0,2-0,6% Hợp chất Nito 0,5-1% SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 2 Đồ án Xử lý nước thải mía đường −Màu của nước mía là do: +Từ thân cây mía: màu do chlorophyl, anthocyanin, saccharetin và tanin gây ra. • Chlorophyll thường có trong nước mía, nó làm cho nước mía có màu xanh lục. Trong nước mía, chlorophyll ở trạng thái keo, nó dễ dàng bị loại bỏ bằng phương pháp lọc. • Anthocyanin chỉ có trong loại mía có màu sẫm, nó ở dạng hòa tan trong nước. Khi thêm nước vôi, màu đỏ tía của anthocyanin bị chuyển sang màu xanh lục thẫm. Màu này khó bị loại bỏ bằng kết tủa với vôi (vì lượng vôi dùng trong công nghê sản xuất mía đường không đủ lớn) hay với H 2 SO 4. • Saccharetin thường có trong vỏ cây mía. Khi thêm vôi, chất này sẽ trở thành màu vàng được trích ly. Tuy nhiên loại màu này không gây độc, ở môi trường Ph<7 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 bị phân hủy thành các hợp chất giống saccharetin. SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 3 Đồ án Xử lý nước thải mía đường + Do các phản ứng phân hủy hóa học • Khi cho vào nước mía lượng nước vôi, hoặc dưới tác dụng nhiệt nước mía bị đổi màu. + Do sự phản ứng của các chất không đường với những chất khác.  Để loại bỏ các tạp chất trong nước mía có thể áp dụng các biện pháp sau: • Độ đục: được loại bằng phương pháp lọc. • Nhựa và pectin, muối của các axit hữu cơ, vô cơ, chất tạo màu: được loại bỏ bằng phương pháp xử lý với vôi. 1.1.2. Hóa chất làm trong và tẩy màu • Vôi CaCO 3 : - Có tác dụng trung hòa các axit hữu cơ có trong nước mía. - Phản ứng với axit photphoric tạo Ca 3 (PO 4 ) 2 - Kết hợp với hợp chất nito và pectin tạo kết tủa. - Làm kết tủa các hợp chất tạo màu gốc chlorophyll và anthocyanin. - Tác dụng với sucrose tạo saccharate, glucosates • Khí SO 2 - Trung hòa lượng vôi thừa: - Ca(OH)2+ H 2 SO 3 = CaSO 3 +H 2 O - Tẩy màu nước mía - Khí CO 2 - Hấp phụ chất tạo màu • H 3 PO 4 SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 4 Đồ án Xử lý nước thải mía đường - Kết hợp với vôi để làm trong nước mía • Hóa chất tẩy màu: penton- kết hợp giữa nước oxy già với sắt sunphat - Dùng Na 2 S 2 O 4 1.1.3. Quy trình sản xuất đường thô Nước để rử cây mía nước thải Nước ngâm mía Bã mía, bọt vôi H 3 PO 4 Nước Hơi nước ngưng tụ CO 2 Bã mía( lò hơi) Hơi nước , khí thải SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 5 Cây mía Ép mía Gia nhiệt lần 1 Xông co 2 Sunfit hóa lần 1 Cô đặc Sunfit hóa lần 2 Đồ án Xử lý nước thải mía đường Nước hơi nước Nước hơi nước , rỉ đường Đường thô Nước mía có tính axit( pH=4,9-7,5), đục, có màu xanh lục(chứa 13-15% chất tan, trong chất khô chứa 82-85% đường saccarose).Nước mía được xử lý bằng các chát hóa học như vôi, CO 2 , SO 2 , PO 4 3- rồi được đun nóng để làm trong. Qúa trình xử lý này có chức năng làm kết tủa các chất rắn, huyền phù và lắng ác chất bẩn. Dung dịch trong được lọc qua máy lọc chân không. Bã lọc được loại bỏ, đem thải hoặc dùng làm phân bón. Nước mía sau khi lọc còn chứa khoảng 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. Các chất thải từ quá trình sản xuất có thể được tái chế làm các sản phẩm thân thiện với môi trường như: • Đối với bã mía có thể làm : Bột giấy, tấm xơ ép, nhựa, bê tông. • Đối với mật mía: phân bón, thức ăn gia súc, alcohol,dấm, axeton… Nói chung, lượng nước thải trong công nghiệp sản xuất đường thô rất lớn bao gồm : nước rửa mía cây , khí độc thoát ra từ lò hơi, nước xả đáy lò hơi, nước làm mát thiết bị, nước rửa sàn, hóa chất và các chất khác rơi vãi trong quá trình sản xuất. 1.1.4. Công nghệ sản xuất đường tinh Đường thô vôi H 3 PO 4 than hoạt tính bột trợ lọc sirô tinh lọc SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 6 Gia nhiệt lần 2 Kết tinh, phân ly Rửa và hòa tan Làm trong Làm sạch Đồ án Xử lý nước thải mía đường tách nước  Thuyết minh quy trình sản xu: a.Rửa và hòa tan - Rửa: Làm sạch lớp ngoài cùng của đường thô trên để nâng cao độ trắng của đường. - Hòa tan: Đường sau khi dùng máy ly tâm để trộn đều được hòa tan vào nước thành dung dịch nước đường nguyên chất để đến khâu hóa chế. b. Làm trong:Nước đường nguyên chất được xử lý bằng các chất hóa học như vôi H 3 PO 4 để làm tron. Qúa trình này có chức năng làm kết tủa các chat rắn huyền phù và làm lắng các chất bẩn. c.Làm sạch : Nước đường sau khi lắng trong được cho thêm than hoạt tính và bột trơ lọc để khử màu và tăng cường khả năng làm trong. Nước đường sau lọc gọi là sirô tinh lọc. d.Kết tinh: nhiệm vụ của việc nấu đường là tách nước từ sirô tinh lọc và đưa dung dịch đến trạng thái bão hòa .Sản phẩm cuối cùng là đường tinh và mật cái. 1.2. Hiện trạng ngành sản xuất đường của Việt Nam Ngành sản xuất mía đường Việt Nam nói chung là chưa thực sự phát triển , so với thế giới thì còn rất lạc hậu. Về mặt kỹ thuật công nghệ, còn thô sơ, chưa thực sự cải tiến. Đối với đất , tuy màu mỡ nhưng chúng ta chưa tận dụng được hết nên năng suất mía thu được còn thấp ( do trình độ kỹ thuật canh tác còn thấp).Kết quả là sản lượng đường thu được từ mía còn rất thấp. Từ mặt kỹ thuật cũng đủ thấy được ngành còn nhiều vấn đề bất cập, đặc biệt là vấn đề môi trường. ngành mía đường thải ra rất nhiều chất độc khó xử lý như: bụi khói lò hơi, bùn lọc , nước thải có hàm lượng COD, BOD cao, khí thoát ra từ các tháp phản ứng sunfit hóa,và cacbonat hóa.Bên cạnh đó thì một số chất thải có thể tái chế thành các sản phẩm than thiện với môi trường :  Bã mía: làm nhiên liệu, giấy, nhựa, bê tông  Mật: phân bón, thức ăn gia súc, alcohol,dấm, axeton… 1.3. Nước thải ngành sản xuất mía đường Dựa vào quy trình sản xuất đường, chúng ta có thể chia nước thải của ngành thành các nhóm sau: 1.3.1. Nước thải từ khâu ép mía  Đối với bã mía(chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép) SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 7 Tinh thể đường+mật cái Kết tinh Đồ án Xử lý nước thải mía đường Thành phần Tỷ lệ Nước 49% Xơ 48% (45-55% xellulose) Đường khử 2,5%  Đối với mật rỉ(chiếm 3-5% trọng lượng mía đem ép) Thành phần Tỷ lệ Nước 20% saccarose 35% Đường khử 20% Protein 5% Tro 15% Sáp 1% Bột 4%  Đối với bùn lọc(1,5-3%) Nói chung nước thải từ khâu ép mía có nồng độ BOD cao, có chứa nhiều chất dinh dưỡng. 1.3.2. Nước thải rửa lọc,làm mát,rửa thiết bị và sửa sàn Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và các chất lơ lửng cao. Nước làm mát được dùng với lượng lớn và thường được tuần hoàn hầu hết hoặc một phần trong quy trình sản xuất. Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi trong nồi nấu hoặc nồi chân không. Nước chảy tràn từ các tháp làm mát thường có giá trị BOD thấp. Tuy nhiên, do chế độ bảo dưỡng SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 8 Đồ án Xử lý nước thải mía đường máy móc kém và điều kiện vận hành không tốt nên có lượng đường đáng kể thất thoát trong nước làm mát. Lượng nước này sẽ được thải đi. Nước rò rỉ và nước rửa tràn, rửa thiết bị tuy có lưu lượng thấp và được xả định kỳ nhưng có hàm lượng BOD và SS rất cao. 1.3.3.Nước thải khu lò hơi Nước thải khu lò hơi được xả định kỳ, với đặc điểm là chất rắn lơ lửng cao và giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm. Bảng 1: Số liệu thành phần nước thải mía đường(QCVN 2008) STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị QC 1 pH mg/l 7,5-8 5,5-9 2 SS mg/l 1250 100 3 BOD 5 mg/l 5000 50 4 COD mg/l 7000 100 5 N t mg/l 16,4 30 6 P t mg/l 7,5 6 1.4. Khả năng gây ô nhiễm nguồn nước của nước thải ngành mía đường Hiện nay, đa số các nhà máy đường và nhiều hình thức sản xuất tư nhân chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn. Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao nước thải mía đường đã và đang làm gây ô nhiễm cao cho các nguồn tiếp nhận. Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sacroza và các loại đường khử như glucose và fructose. Các loại đường này dễ phân hủy trong nước. Chúng có khả năng gây kiệt oxy trong nước, làm ảnh hường đến các hoạt động của quần thể vi sinh vật trong nước. SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 9 Đồ án Xử lý nước thải mía đường CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1. Các phương pháp xử lý Việc xử lý nước thải nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đến một nồng độ theo quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam năm 2008 về quy định mức độ xả thải. Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố như : − Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước. − Lưu lượng nước thải. − Quy trình sản xuất mía đường. − Vật liệu đầu vào. − Hiệu quả xử lý. 2.1.1. Phương pháp xử lý cơ học Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng. Có thể dùng song chắn rác để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo. Do đó phải lắng sơ bộ trước rồi đưa sang công trình xử lý tiếp theo. SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 10 [...]... là 96m3/s SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 25 Đồ án Xử lý nước thải mía đường SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 26 Đồ án Xử lý nước thải mía đường SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 27 Đồ án Xử lý nước thải mía đường • Thuyết minh sơ đồ công nghệ 1: Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lí nước thải.Dòng thải qua song chắn rác để... từ 2 công nghệ đó ta thấy được công nghệ 2 có tính khả thi hơn vừa dễ thiết kế, dễ vận hành lại vừa đạt hiệu quả xử lý cao hơn so với công nghệ 1 Nên ta đưa công nghệ 2 vào thiết kế và xây dựng SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 30 Đồ án Xử lý nước thải mía đường CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ 4.1 Tính toán bể lắng đứng Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm được tính theo công. .. Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 34 Đồ án Xử lý nước thải mía đường TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS.Lâm Minh Triết, tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Nhà xuất bản đại học quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh 2 Ngô Thị Nga,giáo trình công nghệ xử lý nước thải , nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2006 3 Đồ án xử lý nước thải mía đường , http://www.yeumoitruong.com 1 SVTH: Nguyễn... lý nước thải mía đường So sánh hai quy trình công nghệ: • Tiêu chí Quy trình công nghệ 1 Ưu điểm - Nhược điểm - Đơn Quy trình công nghệ 2 Bể giản, dễ làm aeroten dùng với công suất lớn Bể hơn bể biophin biophin có màng vi sinh vật Hiệu quả hấp thụ được được chất hữu cơ xử lý cao khá tốt trong nước thải Tính phổ Sinh ra biến lượng khí CH4 lớn Diện tích mặt bằng tương đối nhỏ Dễ vận hành Công suất bể... LUẬN Như chũng ta đã biết ngành mía đường đã góp phần không nhỏ vào sự tăng trưởng kinh tế của nước ta Tuy nhiên Nước thải ngành này cũng thải ra không ít chất nếu không được xử lý kịp thời và triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường do đó cần phải thiết kế, xây dựng hệ thống xử lý nước thải để đạt quy chuẩn xả thải ; không làm mất đi khả năng tự làm sạch của nguồn nước Nước thải mía đường có tính chất chung... trong bể D- đường kính trong của bể lắng dn- đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt , dn=0,6 m α - góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, α = 500 − − − Htt=Htính toán vùng lắng= 2.7m Đường kính miệng lọc của ống trung tâm= Hống lọc=1,35Dtt hl= 1,35*d=1,35*0,5=0,675 m Đường kính tấm chắn=1,3Dloe=1,3*0,675=0,88 m SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 32 Đồ án Xử lý nước thải mía đường Khoảng... Đồ án Xử lý nước thải mía đường Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ 24h Trong bể lắng nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không... nước thải tự chảy qua bể kị khí kiểu đệm bùn chảy ngược UASB để xử lí sơ bộ nhờ áp lực thủy tĩnh , vì nước thải mía đường có đặc trưng là COD đầu vào rất lớn 7000 mg/l Sau khi xử lí yếm khí, đầu ra bể UASB là khí sinh học được thu giữ lại làm biogas phục vụ cho quá trình sản xuất đường mía Kế tiếp, nước thải được dẫn vào bể biophin có sử dụng lớp vật liệu lọc khi nước thải qua lớp vật liệu lọc tạo... Cuối cùng sục khí clo vào bể tiếp xúc để đưa nước thải đạt loại B và thải ra sông Vàm Cỏ Đông SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 28 Đồ án Xử lý nước thải mía đường Thuyết minh sơ đồ công nghệ 2: Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lí nước thải.Dòng thải sau khi qua song chắn rác ở đầu mỗi cống thu chảy qua bể lắng cát được đặt sâu dưới đất, ở đây sẽ giữ lại... thải công nghiệp) , nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi  Bể lọc Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể này SVTH: Nguyễn Thị Soa GVHD: Huỳnh Thị Ngọc Hân 13 Đồ án Xử lý nước thải mía đường . nước thải mía đường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG 1.1. Tổng quan quy trình công nghệ sản xuất Nguyên liệu sản xuất: mía Mía được. trình sản xuất đường gồm 2 giai đoạn: sản xuất đường thô và sản xuất đường tinh. 1.1.1. Thành phần của mía và nước mía −Thành phần của mía phụ thuộc