thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì bình dương, tỉnh bình dương

Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong nghành chế biến tinh bột khoai 4.. Chương 1 Tồng quan về cô

Mở đầu

MỞ ĐẦU

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Khoai mì có tên khoa học là Manigot esculent a krantz là cây lương thực nhiệt

đới, được trồng nhiều ở những nước có khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới Hiện nay, khoai mì được trồng đại trà ở các vùng nhiệt đới như Indonesia, Philippines, Malaysia, Thailand, Châu Phi và Brazil Sản lượng mỗi hecta trồng khoai mì vào khoảng 10 – 40 tấn tuỳ thuộc vào điều kiện sống và phát triển của cây Theo báo cáo thu thập được thì khoai mì chứa trung bình 18% hàm lượng tinh bột

Chế biến khoai mì đã được phổ biến ở nước ta từ thế kỷ 16 Những năm gần đây,

do yêu cầu phát triển của ngành 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 dự báo sản lượng chế biến tinh bột khoai mì vào năm 2010 của nước ta đạt 600.000 tấn sản phẩm Tuy nhiên, tăng trưởng kinh tế mới là điều kiện cần nhưng chưa đủ cho sự phát triển sản xuất Vì sản xuất càng nhiều thì lượng chất thải càng lớn Ước tính trung bình 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, các chất dinh dưỡng khi thải ra môi trường _ trong điều kiện khí hậu của nước ta- nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống của cộng đồng dân cư trong khu vực

Hiện nay, ở một số nhà máy chế biến tinh bột nồng độ COD trong nước thải lên đến 13.000 mg/l, vượt gấp trăm lần so với chỉ tiêu cho phép Điều này cho thấy ngành tinh bột đang đứng trước nhu cầu phải phát triển nhưng môi trường khu vực hiện tại và tương lai lại phải đứng trước nguy cơ gánh chịu hậu quả do chất thải tinh bột mang lại Trong phạm vi hẹp, em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương” với mong muốn góp phần vào phát triển bền vững ngành chế biến tinh bột khoai mì

II MỤC TIÊU LUẬN VĂN

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương trong điều kiện thực tế

III NỘI DUNG LUẬN VĂN

1 Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong nghành chế biến tinh bột khoai

4 Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải của công ty

IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

1 Điều tra, khảo sát thu thập số liệu, tài liệu, quan sát và lấy mẫu đo đạc phân tích các chỉ tiêu nước thải, nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương

2 Phương pháp lựa chọn

- Trên cơ sở động học của các quá trình xử lý cơ bản

- Tổng hợp số liệu

- Phân tích khả thi

- Tính toán kinh tế

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

1.1.1 Nguyên liệu sản xuất

1.1.1.1 Phân loại khoai mì

- Dựa theo đặc điểm thực vật của cây (xanh tía, lá 5 cánh, lá 7 cánh)

- Dựa theo đặc điểm củ (khoai mì trắng hay khoai mì vàng)

- Dựa theo hàm lượng độc tố có trong khoai mì (khoai mì đắng hay khoai mì ngọt, … ) Đây là cách phân loại được sử dụng phổ biến :

9 Khoai mì đắng (M Utilissima) có hàm lượng HCN hơn 50 mg/kg củ Giống này

thường có lá 7 cánh, cây thấp và nhỏ

9 Khoai mì ngọt (M Dulcis) có hàm lượng HCN dưới 50 mg/kg củ Giống này

thường có 5 lá cánh, mũi mác, cây cao, thân to

1.1.1.2 Cấu trúc nguyên liệu

Củ khoai mì thường có dạng hình trụ, nhỏ dần ở hai đầu (cuống và đuôi) Kích thước củ tùy thuộc vào chất đất và điều kiện trồng mà dao động trong khoảng: dài từ

300 – 400 mm, đường kính từ 2 – 10 cm Cấu tạo gồm 4 phần chính:

- Vỏ gỗ: là phần bao ngoài của củ, gồm những tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu

là cellulose và hemi cellulose, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên ngoài Vỏ gỗ mỏng, chiếm khoảng 0,5 – 5% trọng lượng củ, do vỏ gỗ thường kết dính với các thành phần khác như: cát, đất, sạn và các chất hữu cơ khác nên khi chế biến cần phải tách càng sạch càng tốt

- Vỏ cùi: dày hơn vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng 5 – 20% trọng lượng củ Cấu tạo

gồm các lớp tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu là cellulose, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, các chất chứa nitrogen và dịch bào Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme … Vì vỏ cùi nhiều tinh bột (5 – 8%) nên khi chế biến nếu tách đi thì tổn thất tinh bột trong củ, nếu không tách thì nhiều chất dịch bào làm ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột

- Thịt củ khoai mì: là thành phần chủ yếu trong củ, bao gồm các tế bào nhu mô

thành mỏng với thành phần chủ yếu là cellulose, pentosan Bên trong tế bào là các hạt

tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan và nhiều nguyên tố vi lượng khác Những tế

bào xơ bên ngoài thịt củ chứa nhiều tinh bột, càng vào sâu phía trong hàm lượng tinh

bột càng giảm dần Ngoài các tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa

tinh bột, cấu tạo từ cellulose nên cứng như gỗ gọi là xơ

- Lõi củ khoai mì: ở trung tâm dọc từ cuống tới chuôi củ, ở cuống lõi to nhất rồi

nhỏ dần tới chuôiû Thành phần lõi hầu như toàn bộ là cellulose và hemi cellulose Lõi

chiếm khoảng 0,3 – 1% trọng lượng toàn củ

1.1.1.3 Thành phần hóa học

Thành phần các chất trong củ khoai mì dao dộng trong khoảng khá lớn tùy

thuộc loại giống, chất đất, điều kiện phát triển của cây và thời gian thu hoạch Thành

phần hóa học trung bình của củ khoai mì được trình bày trong bảng (2.1), (2.2)

Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong củ khoai mì

(Nguồn: Đoàn Dụ và các cộng sự, 1983)

Bảng 1.2 : Thành phần hóa học của vỏ củ khoai mì và bã mì

Thành phần Vỏ củ mì (mg/100mg) Bã phơi khô (mg/100mg)

1 – 1,45

1 – 1,4 vết vết 6,6 – 10,2

12,5 – 13 51,8 – 63 12,8 – 14,5 1,5 – 2 0,58 – 0,65 0,37 – 0,43 0,008 – 0,009 1,95 – 2,4

4 – 8,492

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

Đường trong củ khoai mì chủ yếu là glucose và một ít maltose Khoai càng già thì hàm lượng đường càng giảm Trong chế biến, đường hòa tan trong nước thải thải ra ngoài theo nước dịch

Chất đạm trong khoai mì cho đến nay vẫn chưa được nguyên cứu kỹ, tuy nhiên

do hàm lượng thấp nên ít ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất

Ngoài những thành phần có giá trị dinh dưỡng, trong củ khoai mì còn chứa độc tố, tanin, sắc tố và cả hệ enzyme phức tạp Người ta cho rằng trong số các enzyme thì polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol thành orthoquinol sau đó trùng hợp với các chất không có gốc phenol như acid-amine tạo thành chất có màu Những chất này gây khó khăn cho chế biến và nếu qui trình công nghệ không thích hợp sẽ cho sản phẩm có chất lượng kém

Độc tố trong củ khoai mì là CN, nhưng khi củ chưa đào nhóm này nằm ở dạng glucozite gọi là phaseolutanin (C10H17NO6) Dưới tác dụng của enzyme hay ở môi trường acid, chất này bị phân hủy tạo thành glucose, acetone và acid cyanhydric Như vậy, sau khi đào củ khoai mì mới xuất hiện HCN tự do vì chỉ sau khi đào các enzyme trong củ mới bắt đầu hoạt động mạnh và đặc biệt xuất hiện nhiều trong khi chế biến và sau khi ăn vì trong dạ dày người hay gia súc là môi trường acid và dịch trong chế biến cũng là môi trường acid

Phaseolutanin tập trung ở vỏ cùi, dễ tách ra trong quá trình chế biến, hòa tan tốt trong nước, kém tan trong rượu etylic và metylic, rất ít hòa tan trong chloroform và hầu như không tan trong ether Vì hòa tan tốt trong nước nên khi chế biến, độc tố theo nước dịch ra ngoài, nên mặc dù giống khoai mì đắng có hàm lượng độc tố CN cao nhưng tinh bột và khoai mì lát chế biến từ khoai mì đắng vẫn sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc tốt Trong chế biến, nếu không tách dịch bào nhanh thì có thể ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột do acid cyanhydic tác dụng với nguyên tố sắc có trong củ tạo thành feroxy cyanate có màu xám Tùy thuộc giống và đất nơi trồng mà hàm lượng độc tố trong khoai mì khác nhau

1.1.1.4 Công dụng của khoai mì

- Khoai mì là loại củ nhiều tinh bột cho nên được dùng làm lương thực, thực phẩm Một số nước Châu Phi có số dân khoảng 200 triệu người dùng khoai mì làm lương thực chính

- Khoai mì có thể ăn tươi hoặc chế biến dạng lát, phơi khô, bột khô hoặc tinh bột Khi dùng khoai mì làm lương thực phải bổ sung thêm nhiều protein và chất béo mới đáp ứng đủ nhu cầu của con người và gia súc

- Tinh bột khoai mì dùng làm nguyên liệu trong sản xuất, chế biến các sản phẩm bánh kẹo, mạch nha, đường glucoza, bột ngọt hay các thực phẩm dưới dạng tinh bột qua chế biến như bún, miến, …

1.1.2 Một số dây chuyền công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì hiện nay

1.1.2.1 Nhà máy sản xuất tinh bột Phước Long – Xã Bù Nho – Huyện Phước Long – Tỉnh Bình Phước

Nhà máy Phước Long là một thành viên của công ty cổ phần trách nhiệm hữu hạn Vedan Việt Nam, mới thành lập năm 1996 nhằm phát huy hơn nữa hiệu quả kinh doanh của công ty Vedan Việt Nam Sự ra đời của công ty đòi hỏi sự nguyên cứu toàn diện, công phu về nhiều mặt đặc biệt là công nghệ sản xuất Sau đây là công nghệ của nhà máy

Củ khoai mì

Lọc

Sấy khôHơi nóng Tinh bột

Gọt vỏ

Eùp bã

Lắng ly tâm

Làm nguội

Hình 1.1: Sơ đồ sản xuất tinh bột khoai mì ở nhà máy Phước Long

1.1.2.2 Doanh nghiệp tư nhân Hoàng Minh ở Long Phước, Long Thành, Đồng Nai

Long Phước là doanh nghiệp tư nhân chuyên kinh doanh sản xuất tinh bột từ củ

mì Sản phẩm của nhà máy là tinh bột thô dùng để cung cấp cho nhà máy sản xuất bột

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

Bóc vỏ

Rửa Nước

Mài

Vỏ

Rây nhiều Nước

Nươc thải bỏ

Bột xấu Củ tươi

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì của nhà máy Hoàng Minh

1.1.2.3 Các nhà máy ở tỉnh Tây Ninh

Tỉnh Tây Ninh là tỉnh có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì có công suất lớn nhất ở các tỉnh phía Nam Những nhà máy này đều chế biến tinh bột khoai mì theo công nghệ của Thái Lan, sử dụng nguyên liệu ở địa phương và tham gia xuất khẩu sản phẩm Các công đọan chính trong quy trình sản xuất:

Quậy, pha loãng

Tách tạp chất

Quậy

Ly tâmTẩy chua, tẩy trắng

Làm nguộiSấy khô

Đóng góiTinh bột ướt

Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì kiểu Thái Lan

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

1.1.2.4 Các cơ sở thủ công và tiểu thủ công nghiệp

¾ Các cơ sở thủ công

Rủa củ Sàng /tách vỏ Củ mì tươi

Cắt nghiền

Lọc (lưới rung) tinh

Mương (xây) lắng

Vô bao

Phân bón đốt bỏ

Lọc (lưới rung) thô

Vỏ cát

Nước thải

Thức ăn gia súc

Hồ lắng thấm

Hồ xử lyù

mủ mì Thức ăn gia súc

Bã mìBã mì

Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì của cơ sở thủ công

¾ Hộ gia đình ở các làng nghề:

Nước

Xác mìNước

Nước thảiLắng lần 2

Lớp bột lắng

- phơi, làm thức gia súc

- làm phân hữu cơ

- làm thức ăn cho trâu, bò

Bột

Bột nhất (loai 1)

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

1.1.3 Nhận xét

Tùy theo từng mục đích, sản phẩm mỗi nhà máy, mỗi cơ sở sản xuất có công nghệ sản xuất phù hợp Nhìn chung, thành phần tính chất nước thải vẫn không thay đổi nhiều, chỉ khác nhau về lưu lượng và nồng độ Những nhà máy áp dụng công nghệ sản xuất sạch thì mức độ ô nhiễm ít hơn và giảm nhẹ việc xử lý Các cơ sở thủ cở các làng nghề công nghệ sản xuất vẫn còn thô sơ lạc hậu, sản lượng thu hồi tinh bột thấp mức độ

ô nhiễm rất nghiêm trọng Vì vậy, để thiết kế hệ thống xử lý nước thải tinh bột khoai

mì, ta phải quan tâm đến qui trình công nghệ sản xuất

1.2 KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NGHÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ

Các chất thải từ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì bao gồm: nước thải , khí thải, chất thải rắn

1.2.1 Nước thải

Trong công nghiệp chế biến tinh bột, nước được sử dụng trong quá trình sản xuất

chủ yếu là ở công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử nước

Bảng 1.3: Thành phần tính chất nước thải từ sản xuất tinh bột khoai mì

Công đoạn sản

(Dương Đức Tiến, Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Kim Thái, 1991)

- Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm cho tinh bột có màu rất xấu

- Trong công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đích rửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì

Ngoài ra, nước còn được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đáng kể

* Tác động :

Độ pH thấp :

Độ pH của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận do các loại vi sinh vật có tự nhiên trong nước bị kìm hãm phát triển Ngoài ra, khi nước thải có tính axít sẽ có tính ăn mòn, làm mất cân bằng trao đổi chất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống

Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao :

Nước thải chế biến tinh bột có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước,dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

Hàm lượng chất lơ lửng cao :

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất vẻ mỹ quan mà quan trọng nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu giảm quá trình trao đổi oxy và truyền sáng, dẫn nước đến tình trạng kỵ khí Mặt khác một phần cặn lắng xuống đáy gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè đồng thời thực hiện quá trình phân hủy kỵ khí giải phóng ra mùi hôi thối gây ô nhiễm cho khu vực xung quanh

Hàm lượng chất dinh dưỡng cao :

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2 – 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu

cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

1.2.2 Chất thải rắn

Chất thải rắn là nguồn có khả năng gây ô nhiễm môi trường lớn thứ hai cả về 2 yếu tố: khối lượng và nồng độ chất bẩn Các loại chất thải phát sinh trong quá trình chế biến tinh bột khoai mì gồm có:

 Vỏ gỗ củ mì và đất cát khối lượng sinh ra đạt tỷ lệ 3% nguyên liệu: chứa rất ít nước, khó bị phân huỷ và thường dính đất cát là chủ yếu

 Vỏ thịt và sơ bã khối lượng sinh ra đạt 24% nguyên liệu: chứa nhiều nước có độ ẩm 78 – 80%, lượng tinh bột còn lại 5-7%, sản phẩm có dạng bột nhão và ngậm nước Lượng tinh bột còn lại trong xơ bã rất dễ bị phân huỷ gây mùi chua và hôi thối

* Tác động:

Củ mì tươi (cũng như vỏ củ và bã) có chứa một lượng chất độc dưới dạng Glycoside linamarin C10H17O6N Dưới tác dụng củ dịch vị, chất này phân hủy và tạo thành axít hydrocyanic có hại đối với người :

C10H17O6N + H2O C6H12O6 + (CH3)2 + HCN

Linamarin Glucose Aceton Axit hydrocyanic

Liều có hại đối với người lớn là 20 mg HCN Liều gây chết người là 1 mg HCN/1kg thể trọng Sau khi ăn vài giờ, có thể xuất hiện các hiện tượng ngộ độc như đau bụng, ói mửa, mất sự kiểm soát cơ bắp, hôn mê, co giật

Tùy thuộc vào giống mì, điều kiện đất đai, phương thức canh tác, thời gian thu hoạch, hàm lượng HCN có khác nhau :

- Thời tiết, điều kiện đất cũng ảnh hưởng đến hàm lượng HCN : hạn nhiều, đất rừng mới khai thác, hàm lượng HCN thường tăng Đất bón đạm nhiều sẽ làm tăng HCN, nhưng nếu bón Kali hoặc phân chuồng sẽ làm cho hàm lượng HCN sẽ giảm

- Trong cây mì non 3 ÷ 6 tháng tuổi, HCN ít hơn trong củ nhưng nhiều trong lá Trong cây mì 11÷18 tháng tuổi, hàm lượng HCN sẽ tăng trong củ và giảm bớt trong lá

Các ảnh hưởng khác :

- Trong quá trình sản xuất, bã từ giai đoạn lọc được chất thành đống Các đống chất thải này gây mùi khó chịu trong thời gian lưu trữ và phơi khô

- Nước rỉ từ các đống bã thải gây ô nhiễm lan truyền xuống nguồn nước Nếu thời gian trữ bã kéo dài nước rỉ có thể ngấm vào nước ngầm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước

1.2.3 Khí thải

Tuỳ thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng, quy mô công nghệ được sử dụng, quy mô công nghệ sản xuất, các loại thiết bị được sử dụng, và hoạt động tổng thể của nhà máy sản xuất, các nguồn ô nhiễm không khí có thể là:

 Khí thải từ nguồn đốt lưu huỳnh( trong công đoạn tẩy trắng bột khoai mì), thành phần chủ yếu là SO2 và lưu huỳnh không bị oxy hoá hết

 Khí thải lò đốt dầu (lấy nhiệt cho vào lò sấy tinh bột) và máy phát điện Cả hai thiết bị này điều dùng dầu FO Khí thải chứa NOx,SOx,CO, bụi

 Mùi hôi thối sinh ra trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp ao sinh học, hoặc từ sự phân huỷ các chất thải rắn thu được không kịp thời, hoặc từ sự lên men chất hữu cơ có trong nước thải

 Ô nhiễm bụi và tiếng ồn gây ra trong quá trình sản xuất

 Ngoài ra, việc vận chuyển một khối lượng lớn nguyên liệu để sản xuất và thành phẩm của nhà máy bằng các phương tiện vận tải cũng sẽ phát sinh một lượng khí thải tương đối lớn

1.2.3.1 Ô nhiễm do đốt dầu FO vận hành lò hơi

Trong công nghệ sản xuất của nhà máy, hơi nóng sẽ được sử dụng để sấy khô bột khoai mì thành phẩm Lò hơi sử dụng có công suất 1,2 tấn/h Nhiên liệu sử dụng là

dầu FO với định mức tiêu thụ vào năm hoạt động ổn định là : 97,5 lít/h

* Tải lượng ô nhiễm :

Bảng 1.4 : Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu FO

Chất

ô nhiễm

Tải lượng

ô nhiễm (g/s)

Nồng độ

ô nhiễm (mg/m 3 )

TCVN 6993-2001 (mg/m 3 )

TCVN 5939-1995 (mg/m 3 )

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

1.2.3.2 Ô nhiễm do đốt dầu DO vận hành máy phát điện

Trong trường hợp mất điện, nhà máy sẽ sử dụng máy phát điện

- Công suất MPĐ : 1000 KVA

- Định mức tiêu thụ nhiên liệu nhiều nhất khoảng 500 lít DO/ngày (≈25 lít DO/h)

* Tải lượng ô nhiễm :

Khí thải sinh ra từ quá trình đốt dầu DO bao gồm bụi, SO2, NOX, CO

Bảng 1.5 : Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu DO

TCVN 6993-2001 (mg/m 3 )

TCVN 5939-1995 (mg/m 3 )

1.2.3.3 Ô nhiễm do khí độc từ buồng đốt lưu huỳnh

Trong công nghệ sản xuất của nhà máy có sử dụng lưu huỳnh qua phản ứng tạo

SO2 phục vụ cho các công đoạn trích ly theo sơ đồ sau :

Lưu huỳnh nguyên chất

Lượng lưu huỳnh dư thải vào không khí được ước tính như sau :

750 kg/ngày x 20% = 150 kg/ngày

1.2.3.4 Ô nhiễm do bụi

* Nguồn phát sinh: Bụi chủ yếu sẽ phát sinh tại khu vực tập kết nguyên liệu (bụi

đất, cát) và từ phòng đóng bao thành phẩm (bụi bột mì)

* Nồng độ: Trên cơ sở tham khảo số liệu đo đạc nồng độ bụi tại hai công đoạn

trên ở một vài nhà máy có loại hình sản xuất tương tự , từ đó có thể dự đoán được mức độ ô nhiễm của nhà máy Cụ thể như sau :

Chương 1 Tồng quan về công nghệ sản xuât và tác động của ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường

bột khoai mì Tân Châu

– Tây Ninh

Cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì Phong Phú – Đồng Nai

Tại khu vực tập kết nguyên

Tại khu vực vô bao sản phẩm 6,3 mg/m3 6,5 mg/m3

(Nguồn : ECO – Tổng hợp từ các báo cáo ĐTM)

Tiêu chuẩn nồng độ bụi cho phép tại nơi sản xuất: 6 mg/m 3 (Bộ y tế, 505 BYT/QĐ, 1992)

1.2.3.5 Ô nhiễm do tiếng ồn, rung

Tiếng ồn có khả năng phát sinh tại một công đoạn như : rửa củ, giã, nghiền, ly tâm, từ hoạt động của các băng tải liệu,… Ngoài ra, tiếng ồn còn phát sinh do hoạt động của các phương tiện giao thông vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm, phát sinh do hoạt động của máy phát điện

Bảng 1.7 : Độ ồn trong phân xưởng của một vài nhà máy có loại hình sản xuất tương tự

bột khoai mì Tân Châu

– Tây Ninh

Cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì Phong Phú – Đồng Nai

(Nguồn : ECO - Tổng hợp từ các báo cáo ĐTM)

Tiêu chuẩn tiếng ồn cho phép tại nơi sản xuất là 90dBA

CHƯƠNG 2TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

THẢI KHOAI MÌ

Nước thải khoai mì chứa hàm lượng chất hữu cơ rất cao (tỉ lệ BOD/COD = 0,87) nên dùng phương pháp sinh học để xử lý là hợp lý

Xử lý sinh học gồm hai phương pháp:

ƒ Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

ƒ Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Dựa trên khả năng tự làm sạch sinh học trong môi trường đất và hồ nước

Đây là phương pháp được áp dụng phổ biến ở nhiều nước vì dễ thực hiện, giá thành thấp, hiệu quả tương đối cao Phổ biến là các phương pháp:

2.1.1 Hồ sinh học

Ưu điểm: diện tích chiếm nhỏ hơn cánh đồng lọc, có thể nuôi trồng thủy sản,

cung cấp nước cho trồng trọt, chi phí thấp, vận hành và bảo trì đơn giản

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn

Quá trình hoạt động trong các hồ sinh học dựa trên quan hệ cộng sinh của toàn bộ quần thể sinh vật có trong hồ tạo ra Trong số các chất hữu cơ đưa vào hồ các chất không tan sẽ bị lắng xuống đáy hồ còn các chất tan sẽ được hòa loãng trong nước Dưới đáy hồ sẽ diễn ra quá trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ, sau đó thành NH3,

H2S, CH4 Trên vùng yếm khí và vùng yếm khí tùy tiện và hiếu khí với khu hệ vi sinh rất phong phú gồm các giống Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Achromobacter, vi sinh vật phân giải chất hữu cơ thành nhiều chất trung gian khác nhau và cuối cùng là CO2, đồng thời tạo ra các tế bào mới,

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

2.1.2 Hồ hiếu khí

Có diện thích rộng, chiều sâu cạn Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng Oxy cung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khếch tán qua bề mặt và quang hợp của tảo Chất dinh dưỡng và CO2sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng Hồ hiếu khí có 2 dạng: (1) có mục đích là tối ưu sản lượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn khoảng 0,15 – 0,45 m; (2) tối ưu lượng oxy cung cấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ khoảng 1,5m Để đạt hiệu quả tốt có thể cung cấp oxy bằng cách thổi khí nhân tạo Thời gian lưu nước trong hồ 3-12 ngày là tốt nhất

2.1.3 Hồ tùy nghi

Trong hồ phân ra làm 3 vùng khác nhau:

Vùng hiếu khí: oxy cung cấp bởi không khí, và từ quá trình quang hợp của VSV Vùng kị khí (dưới đáy hồ): các VSV yếm khí phát triển rất mạnh và phân hủy rất nhanh các chất hữu cơ lắng xuống, sinh ra khí CH4

Vùng trung gian: giao thoa giữa hiếu khí và yếm khí Sự phát triển của các VSV trong vùng này không ổn định cả về số lượng, số loài và cả về chiều hướng phản ứng sinh học

Hồ sâu từ 1-2m, thích hợp cho sự phát triển của tảo và các VSV tùy nghi

Ban ngày, khi có ánh sáng mặt trời quá trình xảy ra trong hồ là hiếu khí Ban đêm và lớp đáy là kỵ khí Tải trọng thích hợp dao động trong khoảng 70 – 140 kgBOD5/ha ngày

2.1.4 Hồ kỵ khí

Thường áp dụng cho nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng Hồ có chiều sâu lớn hơn 1.5m, không cần oxy cho hoạt động của VSV Ở đây các loài VSV kỵ khí và tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sulphate để oxy hóa chất hữu cơ tạo thành CH4 và CO2 Hồ kị khí thường tạo ra mùi rất khó chịu nên cần phải chọn địa điểm cách xa khu dân cư 1.5-2

km để xây dựng hồ Tải trọng thiết kế khoảng 220 – 560 kgBOD5/ha ngày

2.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN NHÂN TẠO

2.2.1 Điều kiện hiếu khí

2.2.1.1 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

¾ Bể Aerotank thông thường

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút, khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng Nước thải vào có thể phân bố nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Ở chế độ dòng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng MLSS 1.500 – 3.000 mg/l, thời gian lưu nước từ 4–8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4; thời gian lưu bùn từ 5 – 15 ngày

¾ Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn

Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khếch tán khí thường được sử dụng Bể này thường có dạng hình tròn hoặc hình vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể

Ưu điểm: chịu được quá tải rất tốt METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng

thiết kế khoảng 0,8 – 2,0 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/l, tỷ số F/M = 0,2 – 0,6

¾ Bể Aerotank mở rộng

Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 – 30ngày) Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/l

¾ Mương oxy hóa

Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương và vận tốc dòng chảy thường được thiết kế lớn hơn 3 m/s để xáo trộn bùn hoạt tính và tránh cặn lắng Mương oxy hóa có thể kết hợp xử lý nitơ METCALF and EDDY (1991) đề nghị tải trọng thiết kế 0,1 – 0,25 kg BOD5/m3.ngày, thời gian lưu nước 8–16 giờ, hàm lượng MLSS khoảng 3.000 – 6.000 mg/l, thời gian lưu bùn từ 10 – 30 ngày là thích hợp

¾ Bể phản ứng theo mẻ SBR

Đây là loại công nghệ mới đang được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới vì hiệu quả xử lý Nitơ, Phospho rất cao nhờ vào các qui trình hiếu khí, thiếu khí, yếm khí

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

Hoạt động của bể gồm 5 pha:

Pha làm đầy (fill): đưa nước thải vào bể, có thể vận hành theo 3 chế độ: làm

đầy_tĩnh, làm đầy_khuấy trộn và làm đầy_sục khí Pha phản ứng (react): ngừng đưa

nước thải vào bể, tiến hành sục khí đều diện tích bể Thời gian làm thoáng phụ thuộc

vào chất lượng nước thải và yêu cầu mức độ xử lý Pha ổn định (settle): các thiết bị sục

khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn Thời gian

lắng thường nhỏ hơn 2h Pha tháo nước trong (decant): nước đã lắng trong ở phần trên

của bể được tháo ra nguồn tiếp nhận bằng ống khoan lỗ hoặc máng thu nước trên phao

nổi Pha chờ (idle): thời gian chờ để nạp mẻ mới Pha này có thể bỏ qua

Ưu điểm: hiệu quả khử Nitơ, Phospho cao; tiết kiệm diện tích đất xây dựng vì

không cần xây dựng bể điều hòa, bể lắng I và lắng II; có thể kiểm soát hoạt động và thay đổi thời gian giữa các pha nhờ bộ điều khiển PLC; pha lắng được thực hiện trong điều kiện tĩnh hoàn toàn nên hiệu quả lắng tốt

Khuyết điểm: chi phí của hệ thống cao, người vận hành phải có kỹ năng tốt, đạt

được hiệu quả xử lý cao khi lưu lượng nhỏ hơn 500m3/ngày đêm

2.2.1.2 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

¾ Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám Vật liệu tiếp xúc thường là nhựa hoặc đá Nước thải được phân bố điều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện Lớp ngoài cùng của màng nhầy dày khoảng 0,1 – 0,2 mm là vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật phát triển chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh vật lớp ngoài tiêu thụ hết lượng oxy khếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong Vì vậy, gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành

Hệ thống thu nước đặt dưới đáy bể và có cấu trúc rổ để tạo điều kiện không khí lưu thông trong bể Sau khi ra khỏi bể, nước thải vào bể lắng đợt hai để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể Nước sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy

¾ Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC – Rotating Biological Contactors) được áp dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi để xử lý BOD và Nitrat hóa RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt

gần sát nhau Đĩa nhúng chìm khoảng 40% trong nước thải và quay ở tốc độ chậm Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa qua bể lắng đợt II

Khác với quần thể vi sinh vật ở bùn hoạt tính, thành phần loài và và số lượng các loài là tương đối ổn định Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vi khuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, … các vi sinh vật hiếu khí như: Bacillus (thường thì có ở lớp trên của màng) Khi lượng không khí cung cấp không đủ thì vi sinh vật tạo thành màng mỏng gồm các chủng vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩu sunfua, trong điều kiện yếm khí vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu Nấm và vi sinh vật hiếu khí phát triển ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ Sự đóng góp nấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thải công nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăn trong điều kiện bình thường

Nước thải có thể được cung cấp từ trên xuống hoặc từ dưới lên Bể lọc kị khí có khả năng khử được 70÷90% BOD Nước thải trước khi vào bể lọc cần được lắng sơ bộ

Ưu điểm: khả năng khử BOD cao, thời gian lọc ngắn, VSV dễ thích nghi với

nước thải, vận hành đơn giản, ít tốn năng lượng, thể tích của hệ thống xử lý nhỏ

Khuyết điểm: thường hay bị tắc nghẽn, giá thành của vật liệu lọc khá cao, hàm

lượng cặn lơ lửng ra khỏi bể lớn, thời gian đưa công trình vào hoạt động dài

¾ Bể lọc ngược qua tầng bùn kị khí UASB

Bể UASB không sử dụng vật liệu dính bám mà sử dụng lớp cặn (có chứa rất nhiều VSV kị khí) luôn luôn tồn tại lơ lửng trong dung dịch lên men nhờ hệ thống nước thải chảy từ dưới lên Sau một thời gian hoạt động, trong hệ thống hình thành 3 lớp;

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

phần bùn đặc ở đáy hệ thống, một lớp thảm bùn ở giữa hệ thống gồm những hạt bùn kết bông và phần chứa biogas ở trên cùng Nước thải được nạp vào từ dưới đáy hệ thống, đi xuyên qua lớp bùn đặc và thảm bùn rồi đi lên trên và ra ngoài Khi tiếp xúc với những hạt bùn kết bông ở thảm bùn, vi khuẩn sẽ xử lý chất hữu cơ và chất rắn sẽ được giữ lại Các hạt bùn sẽ lắng xuống thảm bùn và định kì được xả ra ngoài

Ưu điểm: hiệu quả xử lý cao, thời gian lưu nước trong bể ngắn, thu được khí CH4phục vụ cho nhu cầu về năng lượng, cấu tạo bể đơn giản, dễ vận hành, năng lượng phục vụ vận hành bể ít

Khuyết điểm: khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn, các hạt bùn thường

không ổn định và rất dễ bị phá vỡ khi có sự thay đổi môi trường

2.3 MỘT SỐ QUI TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ

Với các dây chuyền công nghệ sản xuất đã nêu ở chương 1, một số nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý như sau:

2.3.1 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Phước Long – xã Bù Nho – huyện Phước Long – tỉnh Bình Phước

Nhà máy Phước Long có lưu lượng và thành phần nước thải như sau:

Bể số Diện tích bể (m 2 ) Thể tích bể (m 3 ) Thời gian lưu

¾ Ưu điểm và khuyết điểm của hệ thống: Nước thải sau khi lọc cát được tách

protein để làm giảm hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải Sau đó, nước thải được dẫn qua các bể yếm khí và hiếu khí để xử lý bằng phương pháp sinh học

Ưu điểm: vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp

Khuyết điểm: chiếm diện tích lớn, dễ phát sinh ra mùi hôi thối, cần phải chống

thấm cho các hồ, tốn kinh phí lớn Nước thải đầu ra không ổn định, có thể không đạt tiêu chuẩn

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

Bể phân hủy tự nhiên

Bể đánh bóng

Buồng loc cátBể tách proteinBể yếm khí số 1Bể yếm khí số 2Bể yếm khí số 3Bể yếm khí số 4Bể yếm khí số 5

Nước thải đã xử lýNước thải

Hình 2.6: Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Phước Long

2.3.2 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hoàng Minh

Bể UASB

Bể lắng cát

Máy thổi khíBể Aortank

Nước thải trích ly lọcSong chắn rác

Bể lắng bột

Nước thải rửa củ

Song chắn rác

Ngăn trung hòa

Sân phơi cát

Bồn NaOH

Bồn Clo

Bể điều hòa

Bể lắng 2

Sân phơi bùn

Bể nén bùn

Nguồn tiếp nhận

Ga

Hình 2.7: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hoàng Minh

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

¾ Ưu và khuyết điểm của hệ thống: Nước thải sau khi được trung hòa để nâng

nồng độ pH sẽ được dẫn đến bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ đồng thời xử lý một phần chất thải Sau đó, nước thải sẽ được xử lý kỵ khí bằng UASB và hiếu

khí bằng Aerotank

Ưu điểm: Hệ thống vận hành đơn giản, không chiếm nhiều diện tích

Khuyết điểm: Không xử lý triệt để lượng CN trong nước thải khoai mì, để đạt

tiêu chuẩn xả loại A hệ thống phải xử lý với tải lượng lớn dẫn đến khó kiểm soát

2.3.3 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Châu – Tây Ninh

Lưu lượng thành phần nước thải tại nhà máy Tân Châu – Tây Ninh:

Bể tùy tiện 2 (hồ 6)

Bể hiếu khí (hồ 7)

Song chắn rácBể lắng sơ bộ Bể trung hòa

Bể kỵ khí 1 (hồ 2)Bể kỵ khí 2 (hồ 3)Bể kỵ khí 3 (hồ 4)Bể tùy tiện 1 (hồ 5)Dung dịch xút

Nguồn tiếp nhận

Nước thải vào

Hình 2.8: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Tân Châu – Tây Ninh

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải khoai mì

¾ Ưu điểm và khuyết điểm của hệ thống

Nước thải được thu gom từ các phân xưởng sẽ qua bể lắng chảy vào bể trung hòa Ở bể trung hòa, dung dịch xút sẽ được đưa vào bể nhằm trung hòa các acid có trong nước thải Sau đó, nước thải được đưa vào hệ hồ 2, 3, 4, 5, 6 và 7 để xử lý bằng phương pháp sinh học

Để hiệu quả xử lý được nâng cao, hệ hồ phải được nạo vét thường xuyên cũng như tăng độ sâu của hai hồ đầu tiên nhằm tạo điều kiện tốt cho hoạt động yếm khí của

vi khuẩn

Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B trước khi thải ra nguồn Nhưng theo kết quả kiểm nghiệm thì chất lượng nước thải ra nguồn cao hơn tiêu chuẩn cho phép ( BOD là 240 mg/l, COD là 336 mg/l), tuy nhiên nước thải sau xử lý có thể dùng tưới tiêu tốt

Ưu điểm: vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp

Khuyết điểm: đòi hỏi diện tích xây dựng lớn, ngoài ra việc chống thấm ở các hồ

đầu tiên (các hồ kỵ khí và tùy tiện) là rất quan trọng nhằm tránh hiện tượng ngấm nước thải vào đất, ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước ngầm của khu vực

2.3.4 Nhận xét chung:

Đối với qui mô công nghiệp thì đã có các qui trình xử lý phù hợp mà sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả Tuy nhiên việc xây dựng qui trình xử lý cho các nhà máy với qui mô công nghiệp đòi hỏi chi phí đầu tư và chi phí vận hành cao, điều này làm ảnh hưởng đến giá thành phẩm Vì vậy, cho đến nay vẫn chưa có qui trình xử lý nào đối với nước thải sản xuất tinh bột khoai mì đạt đến tiêu chuẩn Tìm kiếm công nghệ xử lý nước thải tinh bột phù hợp là rất cần thiết

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT

KHOAI MÌ TỈNH BÌNH DƯƠNG 3.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

- Nhà máy đặt tại ấp 5, xã An Lạc, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương

- Hoạt động với công suất 60 tấn/ngày

- Nhà máy cung cấp cây giống năng suất cao và giống mới có khả năng luân canh cho nhân dân địa phương để làm nguồn nguyên liệu

Về cơ bản, vị trí nhà máy có những thuận lợi sau :

¾ Gần vùng nguyên liệu

¾ Gần Sông Đồng Nai là nguồn nước cấp cho hoạt động sản xuất của nhà máy đồng thời cũng là tuyến đường giao thông thủy quan trọng tại khu vực

¾ Hệ thống giao thông đường bộ khu vực đang được nâng cấp, sửa chữa

¾ Khu vực đã có hệ thống chuyển tải điện đủ khả năng cung cấp điện cho các hoạt động của nhà máy

3.1.1 Sơ đồ tổ chức của nhà máy

3.1.1.1 Hội đồng quản trị

Cơ quan lãnh đạo cao nhất của Công ty sẽ là Hội đồng quản trị Hội đồng quản trị là cấp có thẩm quyền cao nhất trong Công ty Hội đồng quản trị sẽ chịu trách nhiệm quản lý, chỉ đạo và kiểm soát Công ty Hội đồng quản trị sẽ gồm 5 thành viên

3.1.1.2 Ban điều hành

Ban điều hành của Công ty bao gồm một Giám đốc và hai Phó giám đốc do Hội đồng quản trị bổ nhiệm để điều hành các hoạt động kinh doanh hàng ngày của Công ty

Chương 3 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương

Sơ đồ cơ cấu tổ chức và quản lý của Công ty như sau :

Hội đồng quản trị

Phòng

TN -

KCS

PGĐ sản xuất

Vườn ươm

Phòng nhân sự

Phòng kinh doanh

Phòng kế toán

Xưởng

cơ điện

Phòng Kỹ thuật

PGĐ kinh doanh

Giám đốc

3.1.1.3 Nhân sự

Bảng 3.1 : nhân sự của nhà máy

3.1.1.4 Chế độ làm việc

Công ty áp dụng chế độ lao động 3 ca/ngày (8 giờ/ca) Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày Các ngày nghỉ và ngày Lễ sẽ được áp dụng phù hợp với Luật lao động của Việt Nam Những nhân viên làm việc ngoài giờ sẽ được hưởng các trợ cấp ưu đãi Các chế độ bảo hiểm, an toàn lao động sẽ được Công ty áp dụng theo quy định của Nhà nước Việt Nam

3.1.2 Sản phẩm, dịch vụ và thị trường

3.1.2.1 Sản phẩm

Sản phẩm chính của nhà máy là tinh bột khoai mì và bã mì Dự kiến 80% sản phẩm tinh bột khoai mì sẽ được xuất khẩu và các sản phẩm không đủ chất lượng xuất khẩu sẽ được cung cấp làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp trong nước (như ngành sản xuất giấy, hồ dán, ngành dệt, sản xuất ván ép, cao su, dược liệu, đường, thực phẩm và các công ty sản xuất bột ngọt)

Ngoài ra, bã mì sẽ được cung cấp cho ngành chăn nuôi làm thức ăn gia súc tại địa phương và các tỉnh lân cận hoặc sẽ được dùng làm phân bón sau khi đã qua xử lý

Nhằm đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, nhà máy sẽ áp dụng tiêu chuẩn Starch UDC 664.227 và được tóm tắt trong bảng sau :

Bảng 3.2 : Tiêu chuẩn tinh bột của nhà máy (áp dụng Starch UDC 664.227 đối với tinh

bột khoai mì)

Trọng lượng tinh bột sau khi sấy,

Trọng lượng tro, không quá (%) 0,01 0,15 0,30 0,30

Trọng lượng đạm, không quá (%) 0,20 0,30 0,30 0,30

Lọc tổng trọng lượng bằng vi trắc

kế 150, không quá

1 1 3 5

Bảng 3 3 : Sản lượng sản phẩm của nhà máy

Tinh bột khoai mì (tấn) 2.800 11.250 15.750 18.000 18.000

Chương 3 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương

ươm giống trên một diện tích đất là 25 ha với các giống khoai mì năng suất cao, cho

sản lượng thấp nhất từ 25 – 30 tấn/ha với hàm lượng tinh bột trên 30%

3.1.2.3 Thị trường

Sản phẩm tinh bột của Công ty sẽ được cung cấp cho hai khu vực thị trường chính Thị trường xuất khẩu, sản phẩm tinh bột khoai mì sẽ được xuất sang các nước Châu Á như Hong Kong, Singapore, Đài Loan và đặc biệt là Trung Quốc Thị trường trong nước, tinh bột khoai mì sẽ được cung cấp cho các ngành công nghiệp như ngành công nghiệp giấy, ngành dệt, ngành chế biến gỗ dán,…

Sản phẩm bã mì của Công ty sẽ được sử dụng làm thức ăn gia súc và sẽ được cung cấp cho ngành chăn nuôi tại địa phương cũng như tại địa bàn lân cận Bã mì và vỏ khoai mì còn được sử dụng làm phân bón sau khi đã qua xử lý

3.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XUNG QUANH NHÀ MÁY:

3.2.1 Điều kiện khí hậu

Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Bình Dương nằm trong vùng khí hậu chung của tỉnh Bình Dương mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô

- Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau

- Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 11

3.2.1.1 Nhiệt độ

Tỉnh Bình Dương nằm trong vùng có lượng bức xạ mặt trời quanh năm và tương đối ổn định nhiệt độ không khí trung bình tháng là 26,50C, cao nhất là 28,3oC, thấp nhất là 25,1oC Biên độ dao động nhiệt trong ngày lớn, nhiệt độ không khí thường thấp nhất vào tháng 1, cao dần lên và đạt giá trị cực đại vào khoảng tháng 4 (mùa khô) sau

đó giảm dần trong mùa mưa cho đến tháng 12

3.2.1.2 Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí tương đối trung bình là 87%, cao nhất là 100%, thấp nhất là 81% Độ ẩm chủ yếu là do gió mùa Tây Nam trong mùa mưa, do đó độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa Giống như nhiệt độ không khí, quá trình biến đổi độ ẩm tương đối đồng nhất và không có sự đột biến

3.2.1.3 Chế độ mưa

Mưa ở Bình Dương tương đối lớn và phân làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa thường bắt đầu vào tháng 4 và kết thúc vào cuối tháng 11 Tổng lượng mưa trung bình hàng

năm 1700 mm Tháng có lượng mưa cao nhất là 489,1 mm (tháng 10 năm 2000)

3.2.1.4 Chế độ gió

Bình Dương có chế độ gió không lớn và không thường xuyên, tần suất lặng gió là 67,8% Về mùa khô hướng gió chủ đạo là Đông, Đông – Bắc, về mùa mưa hướng gió chủ đạo là Tây, Tây – Nam, tốc độ gió bình quân khoảng 0,7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 12 m/s thường là Tây – Tây Nam Trên địa bàn tỉnh Sông Bé trước đây và tỉnh Bình Dương hiện nay không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và áp thấp nhiệt đới mà chỉ thường có lốc và gió xoáy

3.2.1.5 Chế độ bốc hơi

Bình Dương nằm trong vùng có nhiệt độ không khí tương đối cao số giờ chiếu sáng trong ngày lớn nên lượng nước bốc hơi cao Lượng bốc hơi trung bình hàng năm là từ 1300 – 1450 mm, trung bình ngày là 2.6 mm, cao nhất là 8 mm, thấp nhất là 0,3 mm Ngược lại với chế độ mưa lượng bốc hơi lớn nhất diễn ra vào cuối mùa khô, thấp nhất vào giữa mùa mưa

3.2.1.6 Chế độ nắng

Tổng số nắng trong năm là 1967 giờ, số giờ nắng ít nhất trong ngày là 3,53 giờ, cao nhất là 7,04 giờ Tháng cao nhất là tháng 3 (229,1 giờ), thấp nhất là tháng 10 (105,9 giờ)

Bảng 3.4 : Thống kê số liệu khí tượng tỉnh Bình Dương năm 2000

Tháng Nhiệt độ

Chương 3 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương

3.2.2 Tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái khu vực

3.2.2.1 Tài nguyên sinh vật cạn :

- Hệ sinh thái động vật : không có các loại chim thú quí hiếm hay các quần thể

động vật cạn sống tự nhiên, chỉ có các vật nuôi như trâu, bò, lợn, gà, vịt Động vật

thủy sinh bao gồm các loại tôm, cua, cá sinh sống tự nhiên trong sông

- Hệ sinh thái thực vật : chủ yếu là các loại cây cỏ lác và phần nhỏ đang trồng

điều, khoai mì và một số loại cây ăn quả như nhãn , xoài, chuối,…

3.2.2.2 Tài nguyên sinh vật nước :

- Hệ sinh thái nước : bao gồm cá và các loài thủy sinh vật nước ngọt (vào mùa

mưa) và nước lợ (vào mùa khô)

- Hệ sinh thái đáy : gồm các loại thủy sinh vật sống trong bùn

3.2.3 Chất lượng môi trường tại khu vực nhà máy

3.2.3.1 Môi trường không khí

Chất lượng môi trường không khí tại khu vực nhà máy đã được Xí nghiệp Công

nghệ Môi trường - ECO tiến hành đo đạc vào ngày 23/04/2002

Bảng 3.5 : Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí

Vị trí lấy mẫu Bụi

H 2 S (mg/m 3 )

0,5 (TB 1 h )

0,4 (TB 1 h )

40 (TB 1 h )

(Nguồn : Xí nghiệp Công nghệ Môi trường - ECO)

Các điểm lấy mẫu phân tích chất lượng môi trường không khí như sau :

- Điểm 1 : Cuối gió, cách nhà máy khoảng 200m

- Điểm 2 : Giữa khu nhà máy

- Điểm 3 : Đầu gió, đường vào khu nhà máy, cách khoảng 500m

Từ kết quả phân tích cho thấy, nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí tại khu vực nhà máy đều không đáng kể so với tiêu chuẩn cho phép

3.2.3.2 Môi trường nước

¾ Chất lượng nước ngầm

Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm tại khu vực nhà máy được trình bày trong bảng sau :

Bảng 3.6 : Chất lượng nguồn nước ngầm

8,2 0,7

300

261 0,17

6,5 ÷ 8,5

300 ÷ 500

1 ÷ 5

(Nguồn : Xí nghiệp Công nghệ Môi trường - ECO)

Kết quả phân tích cho thấy nước ngầm tại khu vực nhà máy khá tốt, có thể dùng cấp nước cho mục đích sinh hoạt và sản xuất nếu được xử lý sơ bộ

¾ Chất lượng nước mặt

Nguồn nước mặt quan trọng nằm gần khu vực nhà máy nhất là sông Đồng Nai Sông Đồng Nai có độ cao khoảng 2000 m chảy qua các tỉnh Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, TP Hồ Chí Minh và cuối cùng đổ ra cửa biển Vũng Tàu Đây là con sông lớn với diện tích lưu vực khoảng 21.100 km2 Lưu lượng nước bình quân ở Trị An là 489 m3/s, tại Nhà Bè là 871,5 m3/s Tổng lượng nước hàng năm qua Trị An là 15.736 x 106 m3, tại Nhà Bè là 72.565,4 x 106 m3 Tại Nhà Bè mức nước cao nhất 1,23 m, mực triều thấp nhất là –2,27 m Đoạn sông Đồng Nai thuộc địa phận tỉnh Bình Dương dài 58 km, là nguồn cung cấp nước dùng cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt vùng ven sông thuộc huyện Tân Uyên Cát dưới lòng sông là nguồn khoáng sản được khai thác cung cấp nguyên liệu xây dựng rất tốt, là nguồn lợi lớn cho tỉnh Bình Dương

Nguồn tiếp nhận nước thải sản xuất sau xử lý của nhà máy là sông Đồng Nai tại khu vực

Chương 3 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương

Bảng 3.7 : Chất lượng các nguồn nước mặt tại khu vực

Nguồn : Xí nghiệp Công nghệ Môi trường - ECO

- Điểm lấy mẫu :

- Điểm 1: Nước sông Đồng Nai, nơi tiếp nhận nước thải của nhà máy

- Điểm 2: Nước sông Đồng Nai, giữa dòng, cách điểm tiếp nhận nước thải khoảng 1.000m

- Điểm 3 : Nước sông Đồng Nai ngay bến đò Hiếu Liêm, cách điểm tiếp nhận

nước thải khoảng 3.000m

Nhận xét :

Qua bảng kết quả phân tích trên, nhận thấy hầu hết các thông số xét nghiệm

nước sông đều thấp so với mức tiêu chuẩn quy định đối với nguồn nước dùng cấp cho

sinh hoạt Nhà máy có thể sử dụng nguồn nước này cấp cho sinh hoạt và sản xuất nếu

thiếu nước ngầm

3.3.QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

3.3.1- Sơ đồ quy trình sản xuất chung

Khoai mì củ tươi

Chương 3 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương

Mô tả công nghệ :

Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy hiện đại, được áp dụng phổ biến tại các công ty sản xuất tinh bột khoai mì trên thế giới Các công đoạn chủ yếu có thể được mô tả như sau :

- Khoai mì nguyên liệu vận chuyển từ đồng về sẽ được đưa vào bồn chứa sau đó được đưa qua máy rửa và máy bóc vỏ trên các băng tải nghiêng Khoai mì sau khi được bóc vỏ và rửa sạch sẽ được đưa đến dây chuyền kiểm tra Các tạp chất còn sót lại sẽ được loại bỏ tại đây

- Sau khi kiểm tra xong, khoai mì sẽ được đưa vào máy đập vỡ vụn ra và phân phối qua các máy nghiền Trong máy nghiền, khoai mì sẽ được nghiền nhuyễn bằng lưới sàng và đồng thời các vật liệu nghiền nhuyễn có chứa tinh bột được tách ra để tinh bột có thể được trích ly dễ dàng Vật liệu được nghiền nhuyễn từ máy nghiền sẽ được

thu gom lại trong hố máy nghiền và được pha loãng bằng nước có chứa tinh bột lấy từ máy ép bột nhão

- Bằng dụng cụ bơm đặc biệt, vật liệu được nghiền nhuyễn từ máy nghiền sẽ được bơm đến trạm trích ly 3 giai đoạn Máy trích ly là máy ly tâm nghiêng kết hợp với hoạt động rửa và sàng Nhờ lực ly tâm, vật liệu được nghiền nhuyễn sẽ được bơm vào thùng sàng hình côn nơi mà vật liệu trích ly được lọc riêng, đồng thời vật liệu được nghiền nhuyễn được tẩy bằng các vòi nước Việc trích ly được tiến hành đối ứng nhau Tinh bột được pha nước từ các máy trích ly sẽ được luân chuyển nhờ các máy bơm Tinh bột được pha nước từ máy trích ly số 1 là loại tinh bột dạng lỏng thô sẽ được thu gom vào bồn chứa sau đó sẽ được các bơm ly tâm tiếp tục bơm đến các máy trích ly số 2 và 3

- Vật liệu thừa ra từ máy trích ly số 3 là loại bột nhão sẽ được thu gom vào băng chuyền xoắn Sau đó, tinh bột dạng lỏng thô sẽ được bơm thông qua máy đánh bột chổi xoay và khí xoáy tụ dùng khử cát đến máy tách ly tinh bột thứ nhất, nơi mà tinh bột được cô đặc và tẩy bằng nước Vữa tinh bột được rửa trong hệ thống khí xoáy tụ đa chiều Từ đây, tinh bột dạng lỏng được đưa vào ống dẫn đến các máy ly tâm khử nước tự động Sau khi nước đã được khử, dao truyền động bằng thủy lực sẽ xả tinh bột đến các băng chuyền xoắn thu gom để cung cấp cho băng tải thang để đưa đến máy sấy Tại đây, tinh bột được sấy khô bằng luồng khí đóng được tạo ra bằng hơi nước Sau khi tách ly, tinh bột được khí xoáy tụ thổi lên các van xoay và các băng chuyền xoắn đến hệ thống làm nguội chạy bằng hơi Máy sấy được vận hành tự động bằng các phím mức độ và bằng máy kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo sự ổn định về độ ẩm trong tinh bột

- Tinh bột ra khỏi máy làm nguội thông qua băng chuyền xoắn và khóa khí quay sẽ rơi xuống máy rây tinh bột là nơi mà các hạt vật liệu có kích cỡ quá khổ sẽ bị loại bỏ Bên dưới máy ray được nối với cánh xoắn đóng bao nơi tinh bột được đóng gói Bột nhão được tạo ra từ các máy trích ly sẽ được thu gom và phân phối đến các máy ép xoắn Bột nhão đã được khử nước có thể được phơi khô ở sân phơi dưới ánh nắng mặt trời hoặc bằng hệ thống phơi khô khác Sân phơi trên có bề rộng khoảng 3.000 m2

- Việc sản xuất tinh bột cần phải có nước chứa SO2 Khí SO2 được tạo ra bằng cách đốt lưu huỳnh trong lò đốt Khí SO2 được sục vào nước trong bồn và được máy bơm bơm đến các công đoạn chế biến cần sử dụng nước chứa SO2

3.3.2 Nhu cầu nguyên vật liệu và năng lượng

3.3.2.1 Nhu cầu nguyên liệu

Nguyên liệu chủ yếu cần thiết cho hoạt động của nhà máy là củ khoai mì tươi, ngoài ra nhà máy còn sử dụng các loại hóa chất và phụ liệu sau đây