Kiểm soát ô nhiễm môi trường từ hoạt động sản xuất mía đường

Kiểm soát ô nhiễm phát sinh trong toàn bộ quy trình sản xuất mía đường của nhà máy.

Mục lục Chương 1: Mở Đầu 5 1.1 Đặt vấn đề .5 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 6 1.3 Nội dung nghiên cứu .6 1.4 Đối tượng nghiên cứu 6 1.5 Ý nghĩa của đề tài 6 Chương 2: Tổng Quan 7 2.1 Tổng quan về ngành sản xuất đường 7 2.1.1 Trên thế giới 7 2.1.2 Nước ta .9 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất đường 13 2.2.1 Nguyên liệu mía đầu vào 13 2.2.1.1 Phân loại .13 2.2.1.2 Thu họach và bảo quản mía .13 2.2.2 Công nghệ sản xuất đường saccharose từ mía quy mô lớn hiện đại 13 2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ .14 2.2.2.2 Thuyết minh quy trình 15 2.2.2.2.1 Trích nước mía .15 2.2.2.2.2 Làm sạch nước mía 16 1 2.2.2.2.3 Lọc bùn 19 2.2.2.2.4 Tẩy màu .19 2.2.2.2.5 Bốc hơi nước mía 20 2.2.2.2.6 Kết tinh đường 21 2.2.2.2.7 Phương pháp nấu đường .23 2.2.2.2.8 Ly tâm 25 2.2.2.2.9 Sấy đường 25 2.2.2.2.10 Vận chuyển và bảo quản đường .26 2.2.3 Công nghệ sản xuất đường saccharose từ mía quy mô nhỏ truyền thống .26 2.2.3.1 Sơ đồ công nghệ .26 2.2.3.1 Thuyết minh quy trình 27 2.2.3.2.1 Ép mía 27 2.2.3.2.2 Tinh chế nước mía 27 2.2.3.2.3 Chưng cất 27 2.2.3.2.4 Kết tinh đường 27 2.2.3.2.5 Phân tách .27 2.2.3.2.6 Chưng cất 28 2 Chương 3: Các Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Phát Sinh Trong Quá Trình Sản Xuất .29 3.1 Quá trình thất thoát nguyên, vật liệu trong khâu vận chuyển,bảo quản 29 3.2 Nước thải 29 3.2.1 Các nguồn phát sinh nước thải trong quá trình sản xuất 29 3.2.2 Đặc trưng của nước thải nhà máy đường 30 3.3 Khí thải .32 3.4 Chất thải rắn 32 3.5 Ô nhiễm mùi .33 Chương 4: Kiểm Soát Ô Nhiễm Trong Toàn Bộ Quy Trình Sản Xuất Mía Đường 34 4.1 Các phương pháp xử lý nước thải 34 4.1.1 Hạn chế mất đường theo nước thải 34 4.1.2 Tồn trữ nước thải .34 4.1.3 Hồi lưu nước thải 34 4.1.4 Lọc nước thải .35 4.1.5 Xử lý nước thải bằng vi sinh 35 4.2 Áp dụng sản xuất sạch hơn trong toàn bộ quy trình sản xuất .35 4.3 Các giải pháp không tốn chi phí và chi phí thấp .36 4.3.1 Tuần hoàn nước làm mát .36 4.3.2 Giảm tiêu thụ điện 37 3 4.3.3 Giảm tiêu thụ than 37 4.4 Các giải pháp đầu tư lớn .37 4.5 Kế hoạch giám sát môi trường .39 Chương 5: Công Nghệ Xử Lí Nước Thải 40 5.1 Công nghệ xử lý nước thải quy mô nhỏ và trung bình 40 5.1.1 Sơ đồ công nghệ 40 5.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 40 5.2 Công nghệ xử lý nước thải quy mô lớn .42 5.2.1 Sơ đồ công nghệ 42 5.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 43 Chương 6: Kết Luận Và Kiến Nghị .44 6.1. Kết luận 44 6.2 Kiến nghị .44 Chương 7: Tài Liệu Tham Khảo 45 Danh sách nhóm 6 46 4 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1Đặt vấn đề. Ngành cơng nghiệp mía đường là một trong những ngành cơng nghiệp chiếm vị 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.Trong những năm gần đây, do sự đầu tư cơng nghệ và thiết bị hiện đại, các nhà máy đường đã khơng ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên nước thải của ngành cơng nghiệp mía đường ln chứa một lượng 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 mía 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 H 2 S, CO 2 , CH 4 . Ngoài ra, trong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn gây ô nhiễm nguồn nước. Để hạn chế ơ nhiễm mơi trường do các nhà máy sản xuất đường gây ra, nhóm đã đề xuất một số biện pháp nhằm “Kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường từ hoạt động sản xuất mía đường”cụ thể như: cải tiến dây chuyền cơng nghệ sản xuất; thay thế ngun, nhiên liệu gây ơ nhiễm nặng bằng những ngun, nhiên liệu sạch hơn; thực hiện sản xuất sạch hơn và quản lý nội vi nhà máy… 1.2 Mục tiêu nghiên cứu  Kiểm sốt ơ nhiễm phát sinh trong tồn bộ quy trình sản xuất mía đường của nhà máy.  Đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp.  Đưa ra giải pháp khắc phục, giảm thiểu ơ nhiễm nhằm nâng cao lợi ích kinh tế và mơi trường. 5 1.3Nội dung nghiên cứu  Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất mía đường.  Hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải, khí thải, chất thải rắn, mùi, tiếng ồn, …. từ quá trình sản xuất đường  Áp dụng sản xuất sạch hơn trong toàn bộ quy trình sản xuất và kiểm soát các dạng ô nhiễm phát sinh. 1.4Đối tượng nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu là các loại chất thải phát sinh trong hoạt động sản xuất đường saccharose từ mía. Trong đó, nước thải là đối tượng được chú trọng nghiên cứu hơn cả. Bởi đây là một trong những loại nước thải gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường do tải lượng ô nhiễm hữu cơ cao, nước thải có tính acid, lượng vi sinh vật trong nước thải khá lớn và có độ màu cao. Khi thải ra kênh rạch không thông qua quá trình xử lý có thể gây nguy hại cho hệ động thực vật thủy sinh, gây mùi hôi thối do phân hủy kị khí.  Các dạng ô nhiễm khác như: khí thải, chất thải rắn, ô nhiễm mùi và tiếng ồn. 1.5Ý nghĩa của đề tài Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả kiểm soát ô nhiễm môi trường trong toàn bộ chu trình sản xuất của nhà máy,góp phần giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường tự nhiên và ảnh hưởng đến sức khỏe con người do chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất mía đường gây ra. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về ngành sản xuất đường. 2.1.1 Trên thế giới Ngành mía đường trên thế giới phát triển khá lâu đời, vào khoảng thế kỷ 16, khi sự khai thác đầu tiên được hình thành ở Puerto Rico, rồi đến Cuba, nguyên liệu sản xuất đường chủ yếu lúc này là cây mía, vì thế sản lượng đường thu được không cao. Cho 6 đến thế kỷ 19, khi chúng ta biết tinh lọc ra đường từ cây củ cải đường, đã mở ra một ngành công nghiệp sản xuất đường ở Châu Âu. Từ đó, sản xuất đường đạt đượcnhiều đột phá: từ khoảng 820,000 tấn vào đầu những năm đầu cách mang công nghiệp,đến 18 triệu tấn trước chiến tranh thế giới I (1914 - 1918). Hiện nay, trên thế giới, sản xuất đường đạt khoảng 160 triệu tấn/năm. Các nước sản xuất đường lớn trên thế giới là Brazil, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc chiếm 50% sản lượng và 56% xuất khẩu của thế giới. Theo báo cáo mới nhất từ Hiệp hội mía đường thế giới ISO, sau 2 năm nhu cầu tiêu thụ vượt tổng cung thế giới lên đến 15 triệu tấn, lượng đường tồn kho đang ở mức rất thấp và phải cần ít nhất 2 năm để phục hồi lại mức tồn kho trước đây. Trong vụ mùa mới 2011-2012 bắt đầu từ tháng 10 sắp tới, lượng đường thặng dư được dự báo chỉ đạt khoảng 779,000 tấn đường, sụt giảm mạnh so với dự báo sẽ thặng dư khoảng 3 triệu tấn đường, nguyên nhân xuất phát từ sự sụt giảm sản lượng bất ngờ tại Brazil. Tại Braxin, quốc gia sản xuất đường lớn nhất thế giới, sản lượng đường năm tới dự kiến sẽ giảm lần đầu tiên trong vòng 1 năm qua bởi những ảnh hưởng của cuộc khủng hoảng tín dụng đối với hoạt động tái trồng mía và sử dụng phân bón. Thêm vào đó, thời tiết khô hạn ở miền Nam – các khu vực sản xuất đường nhiều nhất của quốc gia - cũng làm sản lượng giảm đáng kể. Ấn Độ, nước sản xuất đường lớn thứ hai và tiêu thụ lớn nhất thế giới, được dự báo tăng sản lượng lên 24,5 triệu trong năm nay và sẽ có lần đầu tiên trong vòng 3 năm nguồn cung vượt cầu. Ấn Độ cũng là nước sản xuất đường lớn duy nhất đựơc dự báo sản lượng tăng. Ở Trung Quốc, sản lượng đường năm 2011 dự kiến chỉ đạt 11 triệu tấn, trong khi tiêu thụ 14,62 triệu tấn. Điều này có nghĩa Trung Quốc sẽ phải đối mặt với sự thiếu hụt đường hơn nữa sau khi nguồn dự trữ quốc gia sụt giảm mạnh khiến nước này phải tăng nhập tới hơn 60% trong năm nay. Tính đến tháng 12/2010, dự trữ đường của chính phủ 7 Trung Quốc còn khoảng 1 triệu tấn, thấp hơn nhiều so với mức dự trữ được coi là an toàn cho 3 tháng như thường lệ, tương đương 4 triệu tấn. Tại Australia, tình trạng mưa nhiều tiếp tục gây khó khăn cho công tác thu hoạch mía, sản lượng đường năm nay dự kiến sẽ giảm khoảng 21% xuống mức 3,58 triệu tấn, mức thấp nhất trong vòng 2 thập kỷ qua. Australia đẩy nhanh tiến độ vụ mùa 2011- 2012. Vụ mùa ép mía tại Australia đã được bắt đầu và hiện đã thu hoạch được 25% tổng sản lượng mía, trong vụ mùa năm nay sản lượng mía tại Australia dự báo khoảng 30 triệu tấn, cao hơn so với mức 27.5 triệu tấn trong vụ mùa năm trước. Tại Philippin, sản lượng đường năm tới dự kiến giảm 5% xuống khoảng 1,87 triệu tấn do hiện tượng thời tiết El Nino đã làm chậm tiến trình trồng mía. Hiện nước này đang lên kế hoạch nhập đường nhằm đáp ứng nhu cầu cho 5 tháng đầu năm 2011. Tại Inđônêxia, nhu cầu mạnh từ các ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống khiến chính phủ nước này đã lên kế hoạch nhập khẩu 2,425 triệu tấn đường thô trong năm 2011, tăng 5% so với năm 2010. Ở Thái Lan, nước xuất khẩu đường lớn thứ hai thế giới, lượng đường dành cho xuất khẩu trong năm nay dự báo giảm 5% xuống 4,4 triệu tấn - mức thấp nhất kể từ năm 2006. 2.1.2 Nước ta Ngành sản xuất đường tại Việt Nam đã có từ lâu đời, từ khi người dân chúng ta biết làm nên mật mía từ cây mía, nhưng ngành công nghiệp mía đường tại Việt Nam chỉ mới bắt đầu phát triển vào đầu những năm 1990, vẫn còn rất non trẻ và khá lạc hậu. Cho đến giai đoạn hiện nay ngành mía đường tại Việt Nam vẫn chưa phát triển mạnh để có thể trở thành ngành công nghiệp chủ lực của nền kinh tế.Nước ta sản xuất 3 loại đường chính: 8 − Đường tinh luyện RE hay còn gọi là đường cát trắng − Đường vàng RS − Đường xay (hay đường thô) Đặc trưng của ngành mía đường Việt Nam là có tính thời vụ, thường chủ yếu thu hoạch, vận chuyển và sản xuất trong thời gian khoảng 5 tháng (tháng 11 đến tháng 4 năm sau), sau đó tồn kho thành phẩm để bán cho các tháng còn lại trong năm. Vì vậy nên chi phí tồn trữ hàng hóa này rất cao và giá thành sản phẩm khá cao. Hiện tại, sản xuất đường trong nước mới chỉ đáp ứng được khoảng 70% nhu cầu tiêu thụ, phần còn lại chủ yếu nhập khẩu từ Trung Quốc và Thái Lan. Nhìn chung qua các năm, tình trạng cạnh tranh không diễn ra dữ dội do nguồn cung yếu hơn cầu. Tuy nhiên trong năm 2011, sản lượng đường trong nước đã đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ, Bộ Công Thương lại cho nhập 250.000 tấn đường gây tình trạng dư thừa. Sản lượng sản xuất trong nước các năm gần đây chỉ dao động quanh mức 900.000 tấn – 1,1 triệu tấn/năm; trong khi nhu cầu khoảng 1,4 – 1,5 triệu tấn. Loại trừ các khoản nhập khẩu lậu qua biên giới, mỗi năm Việt Nam cần nhập khẩu trong hạn ngạch khoảng 300.000 tấn đường. Việt Nam phải nhập khẩu đường gần 30% sản lượng tiêu thụ hàng năm, trong khi sự cạnh tranh của các doanh nghiệp nội địa còn thấp, do vậy giá đường trong nước bị tác động lớn bởi giá đường thế giới. Ngành công nghiệp mía đường trong nước luôn trong tình trạng thiếu hụt nguyên liệu, nguyên nhân: − Việc trồng mía là sự thỏa thuận giữa hai bên: người trồng mía và các chủ doanh nghiệp sản xuất mía. Chính vì yếu tố này mà diện tích trồng mía không được ổn định và năng suất mía chưa thực sự cao. Chưa chủ động được nguồn cung mía nguyên liệu. Hầu hết các nhà máy đều thu mua mía trong dân mà chưa có các vùng trồng riêng. Do vậy, chất lượng mía và sản lượng đều chưa đáp ứng được. − Vùng nguyên liệu mía liên tục bị thu hẹp, người trồng mía dần chuyển hướng chọn các cây cho giá trị kinh tế cao khác do chi phí trồng và thu hoạch mía khá cao, cộng với giá mía biến động thất thường đôi khi không đủ bù đắp được tiền 9 công thu hoạch, tạo tâm lý bấp bênh cho người trồng mía .Đã có những vụ mùa người trồng mía chỉ bán nhỏ lẻ cho các cơ sở làm mật, đường nhỏ lẻ thủ công thay vì bán cho nhà máy do giá mía quá rẻ. − Diện tích mía trước thời điểm kết thúc chương trình 1 triệu tấn đường (năm 2000) đã đạt đỉnh 344.000 héc ta và sản lượng mía trên 15 tấn thì đến năm 2006 cũng vẫn ở mức 288.000 héc ta và sản lượng mía vẫn là 16,7 triệu tấn, cho nên chỉ cần sản lượng mía tăng bình quân 3,9%/năm là đã có đủ mía nguyên liệu để đạt được mục tiêu 1,5 triệu tấn đường, do công suất của các nhà máy đường đã quá lớn. − Tuy nhiên, trong khi sản lượng mía năm 2010 chỉ mới đạt xấp xỉ 16 triệu tấn, còn sản lượng đường niên vụ này được đánh giá là sẽ đạt gần 1,1 triệu tấn, tăng 100.000 tấn so với dự báo và cũng chỉ tăng khoảng 150.000-200.000 tấn so với niên vụ trước cho thấy. Năng suất mía thấp. Năng suất mía trung bình trên thế giới hiện ~70 tấn/ha, trong khi đó, năng suất trung bình của Việt Nam chỉ đạt ~58,6 tấn/ha (niên vụ 2010 đang chỉ đạt xấp xỉ 52 tấn/ha) với chất lượng còn kém hơn… − Quy mô sản xuất nhỏ, năng suất thấp hơn so với thế giới. Hiện quy mô sản xuất ngành mía đường nước ta rất bé, thấp hơn so khá nhiều so với mức trung bình thế giới. Do công nghệ lạc hậu – phần lớn các nhà máy đều sử dụng dây chuyền công nghệ thiết bị cũ của Trung Quốc (ngoại trừ một số nhà máy liên doanh và có vốn đầu tư nước ngoài) khó khăn về nguyên liệu. Hiện nay cả nước có khoảng 40 nhà máy sản xuất 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 xuất mía đường ở nước ta (Nguồn: Báo cáo thường niên của Hiệp hội mía đường Việt Nam năm 2011) 10 [...]... các chất ô nhiễm vào nguồn nước hay vào hệ thống thoát nước chung của thành phố 3.3 Khí thải  Các chất gây ô nhiễm môi trường không khó của quá trình sản xuất đường không lớn Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dùng bã mía làm nhiên liệu, từ quá trình xử lý nước mía bằng CO2 và SO2 của công đoạn bảo xung  Khói của lò đốt bã mía và than Đây là nguồn ô nhiễm chính mà bất kỳ nhà máy sản xuất công nghiệp... cứng và không trổ cờ  Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu vàng nâu nhạt, trồng từ lâu ở Trung Quốc 12 Do mía là cây công nghiệp và chín theo mùa vụ nên công nghệ sản xuất đường saccharose từ mía được chia làm hai nhánh là Sản xuất đường thô và Tinh luyện đường Mật Đường Khi mía Mía cây nhà máy tập trung chủ yếu vào ép mía, lọc sơ bộ và kết tinh để chín, các thô Nước thu được đường thô Ngoài... phương pháp làm sạch nước mía  Phương pháp vôi Phương pháp vôi sử dụng để sản xuất đường phèn, đường cát vàng Sản phẩm thu được qua làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt và vôi Phương pháp vôi chia thành 3 dạng sau : − Vôi hóa lạnh ( Vôi – Nhiệt) − Vôi hóa nóng ( Nhiệt – Vôi) − Vôi hóa phân đoạn • Vôi hóa lạnh Phương pháp này cho sữa vôi vào nước mía, nâng pH nước mía từ (5,0 - 5,5) lên (7,0 –... Cô đặc Cô đặc mía 2.2.2 Công nghệ sản xuất đường saccharose từ mía (quy mô lớn - sản xuất Tẩy màu hiện đại) 2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ Bã bùn Than hoạt tính Trao đổi ION Lọc Kết tinh Kết tinh Ly tâm Lọc Mật rỉ Sấy đường Ly tâm Sấy đường 13 Đường Đường tinh luyện 2.2.2.2 Thuyết minh quy trình 2.2.2.2.1 Trích nước mía  Mục đích Nhằm lấy kiệt lượng đường trong cây mía. Chỉ tiêu quan trọng của công đoạn này... nặng môi trường xung quanh… CHƯƠNG 4: KIỂM SOÁT Ô NHIỄM TRONG TOÀN BỘ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG 4.1 Các phương pháp xử lý nước thải 4.1.1 Hạn chế mất đường theo nước thải Giá trị BOD của đường sacaroza là 0,49 mg O2/mg đường Đường là nguồn quan trọng của BOD trong nước thải của nhà máy đường Hạn chế mất đường theo nước thải không những làm giảm tổn thất đường mà còn làm tăng tổng thu hồi trong sản. .. thô Ngoài các vụ mía, các nhà máy sẽ hòa tan đường thô, tinh lọc để siêu nhiệt Rửa đường sản xuất đường tinh luyện Xử lý cơ 2.2.1.2 Thuhọc hoạch và bảo quản mía Ly tâm Dấu hiệu míamía mía chín là lúc hàm lượng đường saccharose trong mía đạt tối chín, Ép Bã mía đa và lượng đường khử còn lại ít nhất.Thu hoạch mía tốt nhất là khiHòa đường chín kỹ mía đạt độ Mật guyên thuật, có hàm lượng đường phần gốcCa(OH)... rắn  Rỉ đường: sản phẩm phụ của sản xuất đường Lượng mật thường chiếm 5% lượng mía ép, mật rỉ sử dụng để sản xuất cồn, sản xuất mì chính, nấm men  Bã mía: chiếm 26,8% - 32% lượng mía ép, với lượng ẩm khỏang 50% Phần chất khô khoảng 46% Zenluloza và 24,6% Hemizenluloze  Các nhà máy đưởng 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,... pháp rất thông dụng 4.2 Áp dụng sản xuất sạch hơn trong toàn bộ quy trình sản xuất Sản xuất sạch hơn là việc liên tục xác định và thực hiện các biện pháp nhằm tiết kiệm nguyên , nhiên vật liệu, làm tăng hiệu suất, đồng thời làm giảm tác động của sản xuất, sản phẩm và dịch vụ lên môi trường và con người Phương pháp áp dụng sản xuất sạch hơn bao gồm các bước như sơ đồ: 34 4.3 Các giải pháp không tốn chi... không tốt đến môi trường xung quanh, đặc biệt trong điều kiện vị khí các nhà máy ở sát các khi dân cư Vì vậy phải đầu tư hệ thống thu gom và xử lý khói bụi lò hơi,lượng bụi thu được có thể bổ sung vào quá trình làm phân vi sinh Tuy đây là giải pháp không có lợi về kinh tế nhưng lại có lợi ích về môi trường, giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, hạn chế những ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường. .. thải của công đoạn làm trong nước mía thô Bùn có độ ẩm 75 - 77% chiếm 3,82 - 5,07% lượng mía ép  Tro lò hơi: chiếm 1,2% lượng bùn mía Thành phần chính của tro là SiO 2 chiếm 71 - 72% Ngoài ra còn có Fe2O3, Al2O3, K2O, Na2O, P2O5, CaO, MnO Cùng với bùn, tro được dùng để sản xuất phân hữu cơ Bảng thành phần hóa học chất thải rắn từ sản xuất mía đường ( phần trăm khối lượng ) (Nguồn: Công ty môi trường