Nguyên liệu của ngành sản xuất rượu cồn yêu cầuchứa nhiều gluxit > chọn các nguyên liệu có hàmlượng tinh bột cao và một số loại đường.Rỉ đường : là phế phẩm của các nhà máy sản xuấtmía đường, chiếm khoảng 3 5 % khối lượng mía,80 85% lượng chất khô trong đó 60% là đườnglên men được.Nguyên liệu chứa tinh bột: chủ yếu là gạo , ngô,khoai, sắn.
Trang 3Đặc điểm nước thải của nhà
máy sản xuất rượu cồn
Quy trình công nghệ sản xuất
rượu cồn
Đặc điểm nước thải
Trang 41.2 Qui trình công nghệ sản xuất rượu cồn
Nguyên liệu
Xử lí nguyên liệu
Lên men
Chưng cất và tinh chế
Chưng cất và tinh chế
Rượu thành phẩm
Trang 51.2.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu của ngành sản xuất rượu cồn yêu cầu chứa nhiều gluxit -> chọn các nguyên liệu
có hàm lượng tinh bột cao và một số loại đường.
Rỉ đường : là phế phẩm của các nhà máy sản xuất mía đường, chiếm khoảng 3 -5 % khối lượng mía, 80 - 85% lượng chất khô trong đó 60% là đường lên men được.
Nguyên liệu chứa tinh bột: chủ yếu là gạo , ngô, khoai, sắn.
Trang 61.2.2 Xử lí nguyên liệu
Đối với nguyên liệu chứa tinh bột:
Nghiền bột: nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật, tạo điều kiện để giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô
Dịch hóa: chuyển tinh bột sang trạng thái hòa tan.
Đường hóa: thủy phân tinh bột thành đường nhờ hệ enzyme thủy phân
Đối với nguyên liệu rỉ đường: pha loãng và acid hóa đến nồng độ gây men và lên men.
Trang 7 Giai đoạn tinh chế: tách rượu etylic trong cồn thô ra khỏi các tạp chất dễ bay hơi khác và cuối cùng thu đc rượu tinh chế ( 95 – 96,5%)
Thông thường người ta sử dụng hệ thống 3 tháp: tháp cất cồn thô, tháp tách
aldehit và tháp tinh chế.
Trang 81.3 Đặc điểm của nước thải ngành sản xuất rượu cồn
Giàu chất hữu cơ hòa tan, giàu protein, có nhiều vitamin như B1, B2, B6, tiền D2, nhiều khoáng chất và hàm lượng N,P dinh dưỡng khá cao => giàu các chất hữu cơ dễ bị vi sinh vật phân hủy.
Nước thải trong ngành sản xuất rượu cồn chiếm phần lớn là do dịch hèm ở đáy tháp chưng thô gây ra.
Tùy theo mục đích sử dụng và các công đoạn sản xuất khác nhau mà dịch hèm
có độ ô nhiễm khác nhau.
Hàm lượng dịch hèm cao dễ gây ăn mòn kim loai và các công trình cấp thoát nước, gây hại tới các loài thủy sinh tại nguồn tiếp nhận.
Trang 9Các nguồn nước thải của phân xưởng sản xuất rượu cồn
Nước làm mát cho các thiết bị, nước ngưng tụ: Lượng nước này rất lớn nhưng sạch,
có nhiệt độ khoảng 30 -40°C, có thể làm giảm nhiệt độ và tuần hoàn trở lại hoặc thải
ra ngoài môi trường mà không cần xử lí.
Nước vệ sinh các thiết bị, nhà xưởng: có thể tích và tải trọng ô nhiễm không cao, chứa một ít đường, bã men, các hợp chất hữu cơ còn lại và một số tạp chất vô cơ, có hàm lượng chất rắn lơ lửng lớn.
Trang 10 Nước thải từ đáy tháp thô: là nước thải đặc trưng, gây ô nhiễm chủ yếu cả về số lượng lẫn nồng độ ô nhiễm và gấp từ
15 -18 lần so với lượng cồn sản xuất ra Hàm lượng các chất hữu cơ khó bay hơi cao, các chất hữu cơ không biến đổi thành cồn, các chất khoáng và một phần nấm men, do đó tiêu thụ lượng lớn oxy hòa tan
Nước thải từ tháp tinh chế: có nhiệt độ cao, khoảng từ 90 – 100°C thải ra ngoài môi trường có nguy cơ giết chết các loài sinh vật sống ở nguồn tiếp nhận Chủ yếu là nước, chứa phần nhỏ cồn còn sót lại, dầu fuzen và các loại rượu bậc cao Nước thải này có mùi khó chịu, lưu lượng gấp 2- 3 lần sản phẩm đỉnh.
Trang 11Từ nguyên liệu tinh bột
Chỉ tiêu Trước khi xử lí Sau khi xử lí
Trang 12Từ nguyên liệu rỉ đường
Chỉ tiêu Nước làm mát thiết
bị
Nước xả cặn hơi, nước ngưng
Nước thải từ phân xưởng chưng cất
Nước vệ sinh các thiết bị
Trang 132 Quy trình và các phương pháp xử lý nước thải rượu cồn
2.1 Sơ đồ tổng quát của quá trình xử lí
Trang 142.2 Các phương pháp xử lí nước thải rượu cồn
Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất rượu cồn có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là hydratcacbon, protein, vitamin, và nhiều chất khoáng dinh dưỡng, là các chất có khả năng phân hủy sinh học.
Tỷ lệ BOD5/COD nằm trong khoảng từ 0.5 – 0.7 thích hợp với phương pháp xử lí sinh học
Trong trường hợp thiếu các chất dinh dưỡng như N và P cho quá trình phát triển của vi sinh vật thì phải bổ sung kịp thời
Nước thải trước khi đưa vào xử lí sinh học cần qua sàng, lọc để tách các tạp chất khô như giấy nhãn, nút bấc
và các loại hợp chất khác Đối với dòng thải rửa chai có giá trị pH cao cần được trung hòa bằng khí CO2 của quá trình lên men hay bằng khí thải nồi hơi
Trang 15Phương pháp cơ học Phương pháp hóa học Phương pháp hóa lí
Phương pháp sinh học
Trang 17Bể lắng cát
Dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước ra khỏi nước thải Cặn lắng có đường kính khoảng 0,25 mm chiếm 60% tổng
số hạt cặn có trong nước thải
Trang 18 Lọc
Để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà
bể lắng không lắng được Trong các phin lọc dung vật
liệu lọc dạng tấm hoặc các loại hạt
Trong xử lí nước thải thường dùng các loại thiết
bị lọc
Cần phải điều hòa lưu lượng dòng chảy (thiết
lập hề thống điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm
trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công
trình phía sau hoạt động ổn định)
Quá trình tuyển nổi
Thực hiện bằng cách trộn lẫn các hạt khí nhỏ và mịn vào nước thải, khi đó các hạt khí sẽ kết hợp dính với các hạt của nước thải và kéo theo những hạt vật chất này theo bọt khí nổi lên trên bề mặt
Trang 192.2.2 Phương pháp hóa học
Các phương pháp xử lí bao gồm trung hòa, oxy hóa khử
Sản phẩm là bùn bẩn nên không được thải ra sông ngòi, hồ…Loại bùn bẩn cần được làm khô trong không khí nếu không sử dụng làm phân bón cần phải được đưa ra bãi rác, hoặc để san nền, lấp chỗ trũng
Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là phụ thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ của nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hóa học Có 2 cách trung hòa: trộn lẫn chất thải hoặc cho thêm các tác nhân hóa học
Phương pháp oxi hóa khử: làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, oxy không khí, ozon…
Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất độc hơn và tách ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác
Trang 20• Bản chất của quá trình là xử lí nước thải bằng các quá trình vật lí và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng căn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường
• Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp khác
• Bản chất của quá trình là xử lí nước thải bằng các quá trình vật lí và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng căn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường
• Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp khác
Trang 21Phương pháp sinh
học
Phương pháp bùn hoạt tính
Phương pháp màng sinh học hiếu khí
Hồ sinh học hiếu khí
Phương pháp
yếm khí
2.2.4
Trang 22• Thiết bị dạng tháp, trong có lớp đệm bằng các hạt nhân tạo, gỗ…
• Thường có tải trọng thể tích (kg BOD5 trong 1 đơn vị thể tích làm vệc của thiết bị trong 1 ngày) từ 1 đến 1.6 kg
BOD5/m3.ngày và tải trọng bùn F/M = 0.4 đến 0.64 kg/m3.ngày
• Thiết bị dạng tháp, trong có lớp đệm bằng các hạt nhân tạo, gỗ…
• Thường có tải trọng thể tích (kg BOD5 trong 1 đơn vị thể tích làm vệc của thiết bị trong 1 ngày) từ 1 đến 1.6 kg
BOD5/m3.ngày và tải trọng bùn F/M = 0.4 đến 0.64 kg/m3.ngày
Trang 23Hồ sinh học hiếu khí
• Gồm 1 hoặc nhiều hồ nối tiếp hay song song được sục khí
• Vận hành với tải lượng thể tích tối đa từ 0.025 đến 0.03 kg BOD5/m3.ngày và sau đó có bể lắng với thời gian lưu là 1 ngày
• Đáy hồ phải đc chông thấm và đòi hỏi diện tích lớn
Phương pháp yếm khí
• Sử dụng để xử lí chất thải có lượng chất hữu cơ ô nhiễm cao (COD > 2000mg/l), càng lớn càng tốt
• Thiết bị UASB được sử dụng nhiều trong các nhà máy ở Brazil, Hà Lan và Tây Ban Nha
• COD ban đầu của dòng thải đưa vào thiết bị UASB có giá trị từ 1500 đến 4000 mg/l Thời gian phản
ứng từ 2 đến 10h Hiệu suất khử COD của thiết bị UASB nhìn chung đạt 75%
Trang 24 3 Quy trình xử lí nước thải của 1 số nhà máy trong và
ngoài nước
Công ty cổ phần rượu Thăng Long
Viện công nghệ rượu Ucraina
Trang 26Chỉ số Nước thải đầu vào Nước thải đầu ra Tiêu chuẩn Việt Nam loại B
Trang 27Ưu điểm Nhược điểm
• Hiệu quả cao, nước thải được thải trực tiếp ra môi
trường
• Thu được nguồn năng lượng từ phân hủy yếm khỉ
UASB
• Lượng bùn từ bể nén bùn ứng dụng làm phân bón
trong nông nghiệp
• Nhiều công trình đơn vị, chi phí đầu tư cao
• Cần diện tích lớn
Trang 281-Bể chứa cặn vẩn nguyên liệu; 2-Bẫy cát; 3-Bể hỗn hợp tập trung nước thải; 4-Giếng hòa trộn nước thải với bùn hồi lưu; 5-Bể lắng sơ bộ; 6-Bể hiếu khí(acroten); 7-Ngăn tái sinh bùn hoạt tính; 8-Bể lắng bổ sung; 9-Giếng chứa nước trong ra, nếu chưa đạt yêu cầu cho quay lại 6 xử lý lần 2; 10- Lọc; 11-Clo hóa; 12-Giếng chứa bùn hoạt tính; 13-Trạm bơm; 14- Trạm khí nén; 15-Nghiền nát cặn vẩn(máy nghiền); 16-Bãi chứa cặn bùn và phơi khô.
Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy rượu từ rỉ đường của viện công nghệ rượu Ucraina
Trang 29Bảng các chỉ tiêu của nước thải sau khi xử lý
Trang 30Nhận xét về Quy trình
Ưu điểm:
Chi phí không cao.
Chất lượng nước thải đã xử lý tốt.
Công suất hệ thống lớn.
Nhược điểm:
Dễ xuất hiện bùn sợi nên phải xử lý bùn sau một thời gian.
Không sử dụng được cho nước thải có lượng chất hữu cơ cao.
Trang 31Danh mục tài liệu tham khảo
Công nghệ xử lí chất thải bằng phương pháp sinh học, PGS.TS Lương Đức Phẩm
Slide Kĩ thuật xử lí chất thải, TS Lê Thanh Hà
Các tài liệu từ internet
• Đồ án thiết kế hệ thống xử lí chất thải của nhà máy rượu cồn- Đinh Thị Mai, khoa công nghệ sinh học và môi trường, Đại học Phương Đông
• Một số hình ảnh