THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT MÌ SAU HẦM BIOGAS CHO CÔNG TY TNHH HỮU MINH CÔNG SUẤT 300M3NGÀY ĐÊM

Đặc biệt với ngành công nghiệp chế biến nông sản, ngành sản xuất có khối lượng nước thải lớn và nồng độ chất gây ô nhiễm cao, gây ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường và hệ sinh vật nước.

Sinh viên thực hiện : BÙI THANH PHONG

Niên khóa : 2008 - 2012

Khóa luận được trình bày để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD : Th.S LÊ TẤN THANH LÂM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN

KHOA : MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

HỌ VÀ TÊN SV : BÙI THANH PHONG MSSV : 08127100

KHÓA HỌC : 2008 - 2012

1 TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế hệ thống xử lí nước thải tinh bột mì cho công ty TNHH Hữu Minh công suất 300m3/ngày đêm

2 NỘI DUNG THỰC HIỆN:

 Khảo sát, thu thập số liệu tổng quan về bệnh viện và các vấn đề môi trường

có liên quan đến bệnh viện

 Xác định tính chất,nguồn gốc nước thải

 Đề xuất 2 phương án công nghệ

 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

 Tính toán kinh tế, lựa chọn phương án khả thi

 Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

3 THỜI GIAN THỰC HIỆN : Từ tháng 1 năm 2012 đến tháng 5 năm 2012

2 HỌ TÊN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS.LÊ TẤN THANH LÂM

Ngày tháng năm 2012 Ngày tháng năm 2012

ThS Lê Tấn Thanh Lâm

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến công ơn sinh thành và dưỡng dục của

ba, mẹ Tất cả mọi người trong gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần và là nguồn động lực

để tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Tôi xin chân thành cám ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên của trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã quan tâm và giúp đỡ tận tình cho tôi trong suốt thời gian học, thực tập và thực hiện khóa luận

Đồng thời xin cám ơn K.s Huỳnh Tấn Nhựt đã cung cấp tôi những kiến thức cần thiết trong quá trình học tập và thực hiện khóa luận

Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thầy đáng kính Th.s Lê Tấn Thanh Lâm đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tiễn cho tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn Ban giám đốc công ty TNHH môi trường Đông Nam và các anh trong phòng kỹ thuật đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian thực tập tốt nghiệp

Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến Ban giám đốc công ty TNHH Hữu Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc tìm hiểu quy trình sản xuất cũng như cung cấp những kiến thức về cây khoai mì, phục vụ cho quá trình thực hiện khóa luận

Chân thành cảm ơn tất cả các bạn DH08MT đã động viên và giúp đỡ tôi Cảm ơn các bạn đã cho tôi nhiều kỉ niệm đẹp của thời sinh viên Đặc biệt những người bạn đã gắn bó, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận, đó là những người bạn tôi không bao giờ quên

Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

BÙI THANH PHONG

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Đồng hành cùng sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của cả nước, ngành công nghiệp sản xuất tinh bột mì đã đem lại những lợi ích to lớn cho ngành kinh tế của nước nhà

Bên cạnh nguồn lời to lớn đó, ngành công nghiệp chế biến khoai mì cũng để lại vấn đề nhức nhối về mặt môi trường Với tính chất nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng độc chất Cyanua lớn và lưu lượng đáng kể, nếu lượng nước thải này được thải trực tiếp vào môi trường mà chưa qua xử lý sẽ là mối nguy hại đối với môi trường và con người

Nắm bắt được những nguy hại do nước thải bột mì gây ra, công ty TNHH Hữu Minh đã quyết định xây dựng hệ thống hầm ủ Biogas vào năm 2010 Hệ thống đã làm giảm đáng kể nồng độ chất hữu cơ và độc nhất trong nước thải nhưng các chỉ tiêu BOD, COD, SS … vẫn còn rất cao so với quy chuẩn hiện hành Vì lý do đó, ban lãnh dạo công ty TNHH Hữu Minh dự định xây dựng thêm hệ thống xử lý nước thải nhằm đưa các chỉ tiêu nước thải đạt quy chuẩn loại A theo QCVN 24 : 2009

Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì cho công ty TNHH Hữu Minh công suất 300m3/ngày đêm” gồm 2 phương án :

Phương án 1 : nước thải sau Biogas → song chắn rác → hố thu → bể điều hòa → bể lắng đứng → bể SBR → bồn lọc áp lực → bể khử trùng → hồ hoàn thiện

Phương án 2 : nước thải sau Biogas → song chắn rác → hố thu → bể điều hòa → bể lắng đứng bậc 1 → bể Aerotank → bể lắng đứng bậc 2 → bồn lọc áp lực →

bể khử trùng → hồ hoàn thiện

Chi phí cho 1 m3 nước thải :

Phương án 1 : 4.499 VNĐ/m3

Phương án 2 : 4.359 VNĐ/m3

Sau khi phân tích cả 2 phương án về tính kinh tế, kỹ thuật, thi công và vận hành,

ta chọn phương án 1 để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho công ty Hữu Minh

Mục lục

LỜI CÁM ƠN i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.6 Ý nghĩa của đề tài 3

Chương 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 4

2.1 Tổng quan về công ty HỮU MINH 4

2.1.1 Giới thiệu chung về công ty 4

2.1.2 Nguyên vật liệu cho sản xuất 4

2.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất 4

2.2 Tổng quan về ngành sản xuất bột mì 7

2.2.1 Tình hình sản xuất tinh bột mì trên thế giới 7

2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì ở Việt Nam 8

2.2.3 Giới thiệu về công nghệ sản xuất tinh bột mì 9

2.2.4 Giới thiệu quy trình sản xuất bột mì 10

2.3 Đặc tính nguyên liệu 13

2.3.1 Cấu tạo của khoai mì 13

2.3.2 Phân loại khoai mì 14

2.3.3 Thành phần hóa học 14

2.4 Tổng quan về nước thải sản xuất bột mì 16

2.4.1 Tính chất nước thải 16

2.4.2 Ảnh hưởng của nước thải sản xuất bột mì đến môi trường 16

Chương 3 TRIỂN KHAI NỘI DUNG Error! Bookmark not defined 3.1 Các nghiên cứu về nước thải sản xuất tinh bột mì 18

3.1.1 Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ Hybrid 18

3.1.2 Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ lọc sinh học hiếu khí trên các loại vật liệu lọc 19

3.1.3 Nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải cho làng nghề tinh bột Hoài Hảo –tỉnh Bình Định 20

3.2 Các công trình đã áp dụng 21

3.2.1 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Phước Long – xã Bù Nho – huyện Phước Long – tỉnh Bình Phước 21

3.2.2 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hoàng Minh 23

3.2.3 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Châu – Tây Ninh 24

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 26

4.1 Cơ sở lựa chọn phương án 26

4.1.1 Mức độ xử lý cần đạt 26

4.1.2 Nước thải đầu vào của hệ thống 26

4.1.3 Khả năng tài chính của công ty 27

4.1.4 Diện tích xây dựng khu xử lý 27

4.2 Đề xuất phương án xử lý 27

4.2.1 Phương án 1 27

4.2.2 Phương án 2 36

4.3 Lựa chọn phương án 42

Chương 5 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 1 : TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI -1-

PHỤ LỤC 2 : TÍNH TOÁN KINH TẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ -45-

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD5 Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh học đo ở điều kiện

200C trong thời gian 5 ngày) COD Chemical Oxygen Demand ( Nhu cầu ôxy hóa hóa học)

SBR Sequencing Batch Reactor (Bể bùn hoạt tính từng mẻ)

SS Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

TSS Total suspended solids (Tổng chất rắn lơ lửng)

VSS Volatile suspended solids (Chất rắn lơ lửng hòa tan)

DANH MỤC BẢNG

Bảng II.1 Sản lượng khoai mì tươi năm 2001 trên thế giới 8

Bảng II.2 Diện tích, năng suất và sản lượng khoai mì Việt Nam 9

Bẳng II.3 Thành phần hóa học của khoai mì 15

Bẳng II.4 So sánh hàm lượng HCN trong củ khoai mì 15

Bảng II.5 Tính chất nước thải sản xuất tinh bột mì 16

Bảng IV.1 QCVN 24 : 2009 BTNMT – cột A 26

Bảng IV.2 Tính chất nước thải đầu vào 26

Bảng IV.3 Hiệu suất xử lý của các công trình phương án 1 28

Bảng IV.4 Thông số thiết kế hệ thống xử lý phương án 1 31

Bảng IV.5 Hiệu suất xử lý của các công trình phương án 2 36

Bảng IV.6 Thông số thiết kế hệ thống xử lý phương án 2 40

Bảng IV.7 So sánh bể SBR và AEROTANK 42

DANH MỤC HÌNH

Hình II.1 Quy trình chết biến tinh bột sắn tại công ty Hữu Minh 5

Hình II.2 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì của Thái Lan 11

Hình II.3 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì của Trung Quốc 12

Hình II.4 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì thủ công tại Việt Nam 13

Hình III.1 Mô hình lọc sinh học hiếu khí kết hợp với Aerotank 18

Hình III.2 Mô hình thí nghiệm 19

Hình III.3 Mô hình hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì 21

Hình III.4 Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Phước Long 22

Hình III.5 Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hoàng Minh 23

Hình III.6 Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Tân Châu 24

Hình IV.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải phương án 1 27

Hình IV.2 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải phương án 2 36

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề

Hiện nay đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hàng loạt các khu công nghiệp, khu chế xuất được hình thành trên khắp mọi miền đất nước Sự phát triển của công nghiệp sẽ đem lại cho nước ta những lợi ích to lớn, làm đất nước ngày càng giàu mạnh, cuộc sống của người dân ngày một nâng cao

Việt Nam là một nước có thế mạnh về nông nghiệp nhưng các sản phẩm nông nghiệp đa phần còn ở dạng thô nên việc sử dụng các sản phẩm này để chế biến, tạo ra các sản phẩm mới đem lại lợi ích kinh tế cao hơn là một đòi hỏi cấp thiết được đặt ra cho các nhà sản xuất Các nhà máy chế biến tinh bột mì, sản xuất cà phê, nước ép trái cây … phần nào đã làm được điều đó

Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát triển kinh tế - xã hội là yêu cầu của các quốc gia Bên cạnh đó, việc đảm bảo nguyên tắc phát triển bền vững cũng là một vấn đề mà các quốc gia và các tổ chức quốc tế cần quan tâm Theo nguyên tắc phát triển bền vững thì việc phát triển kinh tế - xã hội phải đi đôi với việc giữ gìn, bảo vệ môi trường, không làm tổn hại đến môi trường Dựa trên nguyên tắc đó, ta có thể hiểu việc khắc phục ô nhiễm môi trường do các ngành công nghiệp gây ra là điều cấp thiết, bắt buộc Đặc biệt với ngành công nghiệp chế biến nông sản, ngành sản xuất có khối lượng nước thải lớn và nồng độ chất gây ô nhiễm cao, gây ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường và hệ sinh vật nước Chính vì vậy, nước thải của ngành này cần phải được

xử lý trước khi đưa vào môi trường

Riêng ngành sản xuất và chế biến tinh bột mì, với tính chất nước thải có hàm lượng cặn và chất hữu cơ cao, pH thấp, và lưu lượng lớn, đặc biệt có độc chất CN, đã gây ảnh hưởng không nhỏ đối với môi trường nước và khí Một vài cơ sở sản xuất xả thẳng nước thải vào kênh rạch làm nước bốc mùi chua nồng, chuyển sang màu đỏ hồng

do phản ứng chuyển hóa của CN, hệ sinh vật trong nước hoàn toàn bị hủy hoại Nước thải ngấm vào đất, gây ô nhiễm tầng nước ngầm làm ảnh hưởng đến sinh hoạt của

người dân hoặc nước chảy vào ruộng làm thay đổi tính chất đất, gây ảnh hưởng đến năng suất cây trồng Với những ảnh hưởng kể trên, việc xử lý nước thải của ngành sản xuất và chế biến tinh bột mì đã trở thành một vấn đề cấp bách

Chọn đề tài “thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến tinh bột mì” cho khóa luận tốt nghiệp, tác giả mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào sự nghiệp bảo vệ môi trường cho tổ quốc, đồng thời tích lũy thêm kinh nghiệm về việc áp dụng các công nghệ xử lý sao cho phù hợp với từng loại nước thải đặc trưng cũng như trau dồi lại kiến thức đã được học trên ghế nhà trường

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột mì đạt loại A theo QCVN 24:2009

1.3 Nội dung nghiên cứu

 Tìm hiểu quy trình và công nghệ sản xuất của công ty

 Khảo sát hiện trạng sản xuất

 Phân tích, đề xuất phương án xử lý nước thải cho công ty sản xuất tinh bột

mì

 Tổng hợp dữ liệu, phân tích, viết báo cáo

 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

 Tính toán kinh tế xây dựng, lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

1.4 Phương pháp nghiên cứu

 Điều tra khảo sát thực địa tại công ty TNHH Hữu Minh

 Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, mạng xã hội, một số đề tài nghiên cứu , lý thuyết liên quan

 Sử dụng các phần mềm word để viết văn bản Excel tính toán số liệu, vẽ đồ thị và thể hiện bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý bằng phần mềm Autocad

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Không gian: Công ty TNHH Hữu Minh

 Thời gian: 3 tháng từ 2/1/2012 đến 30/3/2012

 Đối tượng: nước thải sản xuất tinh bột mì

 Chỉ tiêu phân tích: pH, SS, COD, BOD, nitơ, photpho

1.6 Ý nghĩa của đề tài

 Môi trường : xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải, tránh tình trạng gây ô nhiễm môi

trường, ảnh hưởng đến đời sống của người dân xung quanh và hệ sinh vật thủy sinh

 Kinh tế : Tiết kiệm tài chính cho công ty trong việc phải nộp phạt về phí môi

trường, đồng thời môi trường đảm bảo cũng là một yếu tố cần thiết đối với khách hàng khó tính trong và ngoài nước

Chương 2

2.1 Tổng quan về công ty HỮU MINH

2.1.1 Giới thiệu chung về công ty

 Tên doanh nghiệp: Công ty TNHH Hữu Minh

 Địa chỉ trụ sở chính: Ấp 3, xã Hòa Hưng, huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Vũng Tàu

Rịa- Giấy đăng ký kinh doanh số 4904000126 đăng ký lần đầu ngày 26 tháng 07 năm 2007 do Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cấp

 Ngành nghề sản xuất, kinh doanh: Xay sát và sản xuất bột mì – mua bán nông sản

 Công suất thực tế khoảng 20 tấn tinh bột sắn/ngày

 Số lượng công nhân sản xuất là 6 người

2.1.2 Nguyên vật liệu cho sản xuất

 Nguyên liệu chính của cơ sở chủ yếu là củ mì được thu mua từ hộ nông dân

địa phương Nhu cầu nguyên liệu khoảng 60tấn/ngày

 Nhu cầu về nước khoảng 350 m3/ngày Nguồn nước cung cấp cho cơ sở là

nguồn nước ngầm lấy từ giếng khoan

2.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất

Quy trình chế biến tinh bột sắn của cơ sở như sau:

Hình II.1 : Quy trình chế biến tinh bột sắn tại công ty Hữu Minh

Khoai mì củ

Máy sàng rác 1 (Băng tải sàng rung)

Máy sàng rác 2 (Trống quay)

Rửa ướt

Nghiền

Ly tâm tách bã

Máng phơi tách dịch

Thu gom tinh bột

thải

Bã

Phơi khô Dịch

Nước thải

Bán cho công ty sản xuất cồn hoặc thức ăn gia súc Sản phẩm

Tinh bột loại Lắng

Phễu tiếp nhận

Bể Biogas

 Thuyết minh quy trình:

 Phễu tiếp nhận : củ mì được thu mua từ các hộ nông dân tập trung về kho chứa nguyên liệu Máy xúc vận chuyển nguyên liệu từ kho chứa đến phễu tiếp nhận

 Máy sàng rác 1 : máy sang rác 1 thực ra là một băng tải sang rung, đầu thứ nhất ở đáy phễu, đầu thứ hai nối với máy sang rác 2 Băng tải vừa vận chuyển của mì, vừa rung lắc mạnh để loại bỏ rác và đất cát bám trên củ mì Tại đây có một công nhân nhặt những rác lớn và bẻ nhỏ củ mì làm đôi hoặc làm ba

 Máy sàng rác 2 : máy sang rác 2 là một trống quay Củ mì từ băng tải rơi vào trống quay sẽ được đảo trộn với vận tốc cao để loại bỏ phần đất cát và rác còn lại Phần rác và đất cát từ trống quay và băng tải sang rung được bỏ vào máng thu gom Mỗi 4 giờ được mang đi đổ tại bô rác tập trung của công ty

 Rửa ướt : củ mì sau khi ra khỏi trống quay sẽ rơi vào máng rửa ướt, trong máng có hệ thống đảo trộn củ mì với nước được phun với áp lực lớn Quá trình rửa ướt sử dụng rất nhiều nước để làm sạch hoàn toàn củ mì, củ mì càng ít tạp chất thì bột mì càng trắng, chất lượng càng cao Nước rửa củ mì sẽ theo ống dẫn đến bể Biogas Lượng nước này chiếm khoảng 2/3 khối lượng nước cần xử lý

 Nghiền : quá trình nghiền có tác dụng làm củ mì vỡ ra thành các mảnh nhỏ, tăng khả năng hòa trộn của tinh bột với nước để tạo thành ‘cháo bột’ Cũng trong quá trình nghiền, hợp chất Xyanua có trong khoai mì được giải phóng và hòa vào nước

 Ly tâm tách bã : ‘cháo bột’ sau khi nghiền sẽ theo ống dẫn sang máy ly tâm

để tách bã Máy làm việc dựa trên sự chênh lệch tỉ trọng giữa bã mì và tinh bột Khi ‘cháo bột’ vào bên trong thiết bị với tốc độ ly tâm lớn, bã mì có khối lượng lớn hơn nên văng ra xung quanh thành bên trong của máy và được vít tải cào ra ngoài Bã mì khi văng ra ngoài sẽ kéo theo 1 lượng nhỏ tinh bột, vì vậy bã mì sẽ được thu gom tận dụng làm thức ăn gia súc hoặc cồn

 Máng phơi tinh bột : ‘cháo bột’ sau khi được tách bã sẽ theo ống dẫn ra những máng phơi Tại đây, tinh bột lắng xuống và đọng lại trên máng còn dịch bào sẽ chảy vào những hồ lắng, hệ thống hồ lắng có nhiệm vụ thu hồi bột thứ

cấp Khoảng 1 tuần sẽ nạo vét dịch ở hệ thống hồ một lần, phơi khô và bán cho nhà máy sản xuất cồn hoặc thức ăn gia súc Nước thải từ các hồ lắng tiếp tục đi vào bể Biogas để tận dụng nguồn năng lượng sinh học sinh ra từ quá trình phân giải chất hữu cơ, phục vụ lại cho quá trình sản xuất

 Thu gom tinh bột : tinh bột lắng trên máng sẽ được công nhân cào về nơi tập trung để sấy trước khi đóng bao

 Sản phẩm : tinh bột sấy xong được đóng bao và vận chuyển đến nơi tiêu thụ

2.2 Tổng quan về ngành sản xuất bột mì

2.2.1 Tình hình sản xuất tinh bột mì trên thế giới

Khoai mì được sử dụng khá phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp dệt, thực phẩm, may mặc, bánh kẹo, sản xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu cơ …

Khoai mì là loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới Khoai mì

có xuất xứ từ Trung – Nam Mỹ Sau đó phát triển sang Châu Phi, Châu Á Cùng với sự phá triển của nhiều ngành công nghiệp, cây khoai mì ngày càng trở nên có giá trị kinh

tế cao

Hiện nay khoai mì được trồng ở hơn 100 quốc gia trên thế giới với diện tích khoảng 18,96 triệu ha Năm 2006 sản lượng khoai mì thế giới đạt 211,26 triệu tấn củ tươi nhưng đến năm 2007 sản lượng khoai mì trên thế giới đạt 226,34 triệu tấn Như vậy, sản lượng khoai mì thế giới tăng 15,08 triệu tấn

Khi phân chia sản lượng khoai mì theo các lục địa, tổ chức lương thực thế giới FAO ước tính sản lượng khoai mì ở Châu Phi năm 2000 là 92,7 triệu tấn, tăng không đáng kể so với năm 1999 Mặc dù ở châu lục này khoai mì được trồng ở 39 quốc gia nhưng sản lượng khoai mì ở các nước Nigeria, Công Gô, Tanzania chiếm 70%

Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribe : theo ước tính sản lượng khoai mì của vùng chiếm 20% sản lượng khoai mì toàn cầu Năm 2000 toàn khu vực có sản lượng khoai mì là 32,1 triệu tấn, tang 10% so với năm 1999, có được chủ yếu do sự mở rộng diện tích trồng khoai mì và áp dụng kỹ thuật tiên tiến trong quá trình tưới tiêu Trong đó phải kể đến sự đóng góp không nhỏ của Brazil, nước chiếm khoảng 70% tổng

sản lượng khoai mì toàn khu vực Giá khoai mì tang cao đã khuyến khích người dân sản xuất mở rộng quy mô và diện tích trồng khoai mì

Khoai mì được trồng nhiều nhất tại Châu Phi khoảng 11,82 triệu ha (chiếm 57% diện tích khoai mì toàn cầu), tiếp theo là Châu Á với 3,78 triệu ha (chiếm 25%), Châu

Mỹ La Tinh 2,7 triệu ha (chiếm 18%) Nước có sản lượng khoai mì lớn nhất thế giới là Nigeria 45,72 triệu tấn, tiếp theo là Thái Lan : 22,58 triệu tấn, Indonesia : 19,92 triệu tấn

Nước có năng suất cao nhất thế giới là Ấn Độ, 31,43 tấn củ/ha, tiếp theo là Thái Lan 21,09 tấn củ/ha so với bình quân thế giới là 12,15 tấn/ha

Thái Lan là nước mà toàn bộ khoai mì thu hoạch đều được sử dụng trong công nghiệp với sản phẩm chính là khoai mì lát, viên và tinh bột mì Trên 55% sản lượng khoai mì của Thái Lan được sử dụng dưới dạng khoai mì lát phơi khô làm thức ăn cho gia súc Trong đó 90% trực tiếp được xuất khẩu sang các nước Châu Á, chỉ có 10% tiêu thụ trong nội địa

Bảng II.1 : Sản lượng khoai mì tươi năm 2001 trên thế giới

STT Nước Sản lượng (tấn/ha)

2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì ở Việt Nam

Việt Nam hiện nay sản xuất hằng năm hơn 2 triệu tấn củ mì tươi, đứng thứ 11 trên thế giới nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột mì đứng thứ 3 trên thế giới đứng sau

Thái Lan và Indonesia Trong chiến lược toàn cầu, cây khoai mì đang được xem là một loại cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng đất cằn cỗi, đây cũng là cây công nghiệp triển vọng có khả năng cạnh tranh với nhiều loại cây trồng khác

Ở nước ta, cây khoai mì đang chuyển đổi nhanh chóng, đóng vai trò là cây công nghiệp, sự hội nhập đang mở rộng thị trường khoai mì, tạo nên những cơ hội chế biến tinh bột, tinh bột biến tính bằng hóa chất và Enzim Sản xuất khoai mì lát, khoai mì viên để xuất khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất thức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, góp phần vào sự phát triển kinh tế của nước nhà

Tinh bột mì ở Việt Nam đã trở thành một trong bảy mặt hàng xuất khẩu mới có triển vọng được chính phủ và các địa phương quan tâm Hiện nay cả nước có 53 nhà máy chế biến tinh bột mì đi vào hoạt động và 7 nhà máy đang được xây dựng Diện tích, năng suất và sản lượng khoai mì Việt Nam được thể hiện dưới bảng sau

Bảng II.2 : Diện tích, năng suất và sản lượng khoai mì Việt Nam

2.2.3 Giới thiệu về công nghệ sản xuất tinh bột mì :

 Sản xuất tinh bột mì ở các hộ gia đình

Công việc sản xuất hoàn toàn bằng các dụng cụ thủ công thô sơ Trong khoai mì, ngoài tinh bột còn có các thành phần chất khô khác như : chất xơ, chất hòa tan, chất tạo mày … vì vậy nhiệm vụ của quá trình sản xuất tinh bột mì là lấy tinh bột tới mức tối đa bằng cách phá vỡ tế bào, giải phóng tinh bột và tách tinh bột ra khỏi các chất hòa tan cũng như các chất không hòa tan khác Phương pháp thủ công này áp dụng ở quy mô hộ gia đình, phương pháp này cho năng suất thấp, chất lượng sản phẩm kém Kỹ thuật sản xuất đơn giản và gián đoạn

 Sản xuất ở quy mô nhỏ bằng các thiết bị bán cơ giới

Phương pháp này ưu việt hơn so với phương pháp thủ công Ở phương pháp này

sử dụng máng lắng lớn nên khó đạt năng suất cao, kết hợp với công đoạn tách xơ, đạm muối vô cơ ra khỏi tinh bột trên máng lắng nên chất lượng sản phẩm không đạt hiệu quả, hiệu suất thu hồi tinh bột thấp, lao động vất vả, khó đảm bảo vệ sinh công nghiệp

 Sản xuất tinh bột mì bằng phương pháp trích ly

Đây là phương pháp dung thiết bị ly tâm để thực hiện quá trình tách, phương pháp này cho chất lượng sản phẩm cao, năng suất lớn, quá trình sản xuất được tự động hóa, đảm bảo vệ sinh công nghiệp Hiện nay phương pháp này được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới như : Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam …

2.2.4 Giới thiệu quy trình sản xuất bột mì :

 Công nghệ sản xuất tinh bột mì ở Thái Lan

Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu tinh bột mì Do đó quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì ở Thái Lan cũng rất phát triển, có rất nhiều công ty sản xuất áp dụng công nghệ này (hình II.1) Ưu điểm chính của công nghệ Thái Lan là công đoạn trích ly chiết xuất được thực hiện qua nhiều giai đoạn, kết hợp với xử lý bột bằng

SO2 Do đó quy trình công nghệ của Thái Lan cho tỷ lệ thu hồi tinh bột cao, lượng tinh bột tạo ra theo bã có thể hạn chế tới mức thấp nhất

Hình II.2 : Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì của Thái Lan

 Công nghệ sản xuất tinh bột mì của Trung Quốc

Trung Quốc không phải là nước trồng nhiều khoai mì, nhưng do nhu cầu sử dụng tinh bột mì ngày càng cao nên Trung Quốc phải nhập các sản phẩm từ khoai mì, nhất là khoai mì lát khô Chính vì vậy nên công nghệ chế biến tinh bột mì của Trung Quốc cũng phát triển Công nghệ sản xuất tinh bột mì của Trung Quốc (hình II.2)

Điểm khác biệt của công nghệ chế biến tinh bột mì của Trung Quốc so với công nghệ của các nước khác là trong khâu tẩy trắng không dùng SO2 (hoặc sử dụng với số lượng không đáng kể)

Hình II.3 : Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì của Trung Quốc

 Công nghệ sản xuất tinh bột mì ở Việt Nam

Ở quy mô công nghiệp, nhà máy sản xuất tinh bột mì được sản xuất với công nghệ và thiết bị hiện đại cho năng suất thu hồi tinh bột cao và định mức tiêu hao nguyên nhiên liệu thấp Công nghệ sản xuất tinh bôt mì thường nhập từ nước ngoài

Tại các làng nghề, sản xuất tinh bột mì bằng thủ công được thực hiện ở các công đoạn hết sức đơn giản chỉ cần phá vỡ cấu trúc tế bào và thu hồi tinh bột Quy trình sản xuất gián đoạn, thiết bị cũ kỹ, lạc hậu, thô sơ, không đồng bộ nên mức độ cơ giới hóa thấp Vì vậy hiệu quả thu hồi tinh bột không cao

Hình II.4 : Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì thủ công ở Việt Nam

2.3 Đặc tính nguyên liệu

2.3.1 Cấu tạo của khoai mì

Củ khoai mì có dạng hình trụ, vuốt hai đầu Kích thước củ tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng của đất và điều kiện trồng, dài 0,1 - 1m, đường kính từ 2 - 10cm Cấu tạo gồm 4 phần chính : lớp vỏ gỗ, vỏ cùi, phần thịt củ và phần lõi

Vỏ gỗ : gồm những tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên ngoài Vỏ gỗ

mỏng, chiếm 0,5 – 5% trọng lượng củ Khi chế biến, phần vỏ gỗ thường kết dính với các thành phần khác như : đất, cát, sạn và các chất hữu cơ khác

Vỏ cùi : dày hơn vỏ gỗ, chiếm 5 – 20% trọng lượng củ Gồm các tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu cellulose, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, các chất chứa nitrogen và dịch bào Trong dịch bào có tannin, sắc tố, độc tố(Cyanua), các enzyme Vỏ cùi có 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 màu sắc của tinh bột

Thịt củ : là thành phần chủ yếu trong củ, chiếm 70 – 75% trọng lượng củ, chứa

90 – 95% hàm lượng tinh bột trong củ, gồm các tế bào nhu mô thành mỏng là chính, 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 về phía trong hàm lượng tinh bột càng giảm 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 : nằm ở trung tâm dọc suốt cuống tới chuôi củ Ở cuống lõi to nhất rồi nhỏ dần xuống chuôi, chiếm 0,3 – 1% trọng lưởng củ Thành phần lõi là cellulose và hemicellulose

2.3.2 Phân loại khoai mì

Có nhiều cách phân loại khoai mì khác nhau nhưng chủ yếu là phân ra từ 2 loại: khoai mì đắng và khoai mì ngọt Việc phân loại ngày phụ thuộc vào thành phần Hydro Cyanide có trong củ mì

 Khoai mì đắng : hàm lượng HCN hơn 50 mg/kg củ tươi Khoai mì đắng có hàm lượng tinh bột cao, sử dụng phổ biến làm nguyên liệu choa các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp giấy và nhiều ngành công nghiệp khác

 Khoai mì ngọt : hàm lượng HCN nhỏ hơn 50mg/kg củ tươi Khoai mì ngọt chủ yếu dùng làm thực phẩm tương vì có vị ngọt và dễ tạo thành bột nhão, dễ nghiền nát và đánh nhuyễn

2.3.3 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của khoai mì thay đổi tùy thuộc vào giống trồng, tính chất,

độ dinh dưỡng của đất, điều kiện phát triển của cây và thời gian thu hoạch

Bảng II.3 : Thành phần hóa học của khoai mì (nguồn H.Kim, P.V.Biên, 1995)

Xơ thô

Khoáng tổng

Dẫn xuất Không đạm

Zheg Bang Guoet Al, 1987

Nair, 1978

Dền, 198030,69 1,54 0,52 2,03 0,8 25,81 0,04 0,07 P.V.Biên 1995H.Kim,

Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong khoai mì còn có độc tố HCN Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin, gồm 2 glucozit Linamarin và Lotaustralin Trong đó, Linamarine chiếm 93 – 96% và Lotaustralin chiếm 4 – 7% (theo Oke, 1969) Khi đi vào cơ thể, dưới tác dụng của dịch vị và men tiêu hóa, chất này giải phóng ra Hydro Cyanide gây ngộ độc cấp đối với người và động vật Trong sản xuất tinh bột, HCN có thể kết với Sắt trong dụng cụ sẽ tạo ra hợp chất Iron Cyanide có màu xám, ảnh hưởng đến chất lượng tinh bột

Liều gây độc cho người lớn là 20mg HCN Liều gây chết là 1,4mgHCN/kg trọng lượng cơ thể ( theo Hoàng Phương, 1978)

Bảng II.4 : So sánh hàm lượng HCN trong củ khoai mì

2.4 Tổng quan về nước thải sản xuất bột mì

2.4.1 Tính chất nước thải

Quá trình sản xuất tinh bột mì là một quy trình công nghệ có nhu cầu sử dụng nước khá lớn, khoảng 10 – 35 m3/tấn sản phẩm, tùy thuộc vào công nghệ khác nhau Nước thải có thể chia làm 3 nguồn :

 Nước thải từ công đoạn rửa củ , chiếm khoảng 60% tổng lượng nước thải, chủ yếu chứa : đất, cát, rác … nguồn thải này có hàm lượng hữu cơ không cao,

pH xem như là trung tính thường nằm vào khoảng 6,5 – 7

 Nước thải từ công đoạn tinh chế bột chiếm khoảng 30% tổng lượng nước thải, có hàm lượng ô nhiễm cao (COD : 10000 – 15000mg/l; BOD : 6000 – 11000mg/l tùy theo công nghệ và nguyên liệu ); hàm lượng cặn lơ lửng cao (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không tan khác); pH thấp, vào khoảng 2,5 – 4,5 tùy theo nguyên liệu

 Ngoài 2 nguồn nước thải chính kể trên còn có khoảng 10% nước thải từ quá trình rửa sàn, thiết bị và sinh hoạt … nước thải này có tính chất gần giồng với nước thải sinh hoạt

Bảng II.5 : Tính chất nước thải sản xuất tinh bột mì

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 3 CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG 3.1 Các nghiên cứu về nước thải sản xuất tinh bột mì

3.1.1 Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ Hybrid

Nghiên cứu xử lý sinh học,áp dụng công nghệ Hybrid (lọc sinh học hiếu khí kết hợp với Aerotank) có khả năng xử lý 98% COD; 95% N-NH3 ở tải trọng tối ưu 1kg COD/m3.ngđ và thời gian lưu nước 1 ngày Hàm lượng vi sinh vật trong hệ thống có thể đạt đến 10.000 mg/l

Hệ hybrid, kết hợp lọc sinh học hiếu khí với Aerotank lần đầu tiên được nghiên cứu cho xử lý nước thải tinh bột mì nhằm tận dụng ưu điểm của hệ thống sinh trưởng lơ lửng trong bể Aerotank và sinh trưởng dính bám trong bể lọc sinh học làm hàm lượng sinh khối trong bể gia tăng, hiệu quả xử lý cao, quá trình hoạt động ổn định nhằm xử lý triệt để chất hữu cơ trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Các công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì hiện nay đang áp dụng UASB; bùn hoạt tính hoặc hệ thống các hồ sinh học nhưng vẫn chưa xử lý triệt để lượng N, P trong nước thải Khi kết hợp với hệ thống hybrid, N và P có khả năng được xử lý triệt để nhờ các vi sinh vật tùy nghi ở màng sinh học

Hình III.1 : Mô hình lọc sinh học hiếu khí kết hợp với Aerotank

Mô hình được vận hành như sau :

 Khí được cấp liên tục nhờ máy thổi khí, được khuếch tán vào nước nhờ hệ thống đá bọt, cấp khí đều cho phần lọc và phần Aerotank

 Nước thải sau giai đoạn kị khí được dẫn từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc (vùng lọc sinh học hiếu khí) sau đó xuống phần Aerotank (bùn hoạt tính) Nước đầu ra được lấy từ ngăn lắng kết hợp, thuộc hệ thống sinh học hybrid

Ở tải trọng tối ưu - 1kg COD/m3.ngđ, mô hình hybrid cho hiệu suất xử lý COD

và N-NH3 cực đại là 98% sau 8giờ làm việc Tải trọng càng tăng thì hiệu suất xử lý càng giảm, kết quả nghiên cứu cho thấy với tải trọng xấp xỉ 2,4 kgCOD/m3.ngđ thì hiệu quả xử lý COD và N-NH3 giảm còn khoảng 90%

Kết luận : Mô hình hybrid kết hợp lọc sinh học hiếu khí với Aerotank có khả

năng xử lý nước thải tinh bột mì đạt TCVN 5945 – 2005 đạt loại B Tuy nhiên, đối với một số loại mì đặc biệt có hàm lượng P cao cần áp dụng công nghệ khử P hoặc tuần hoàn nước thải để xử lý P đạt chuẩn Tải trọng 1kgCOD/m3.ngđ được chọn là tải trọng tối ưu, tương ứng hiệu quả xử lý COD và N-NH3 lần lượt là 98% và 95% với thời gian lưu nước thích hợp là 1ngày

3.1.2 Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ lọc sinh học hiếu khí trên các loại vật liệu lọc

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột mì bằng cộng nghệ lọc sinh học hiếu khí trên 4 loại vật liệu lọc khác nhau : xơ dừa, than

đá, nhựa PVC và nhựa Bio – Ball BB – 15

Hình III.2 : Mô hình thí nghiệm

Mô hình được vận hành trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhiệt độ môi trường dao động từ 30 – 320C Nước thải được trung hòa bằng NaOH đạt pH trung tính (pH = 7,1 – 7,5) COD ban đầu thay đổi trong khoảng 500 – 2000mg/l Hàm lượng bùn cố định ở giá trị 4600mg/l, có TS = 15%, độ ẩm : 85%, VS/TS = 0,52

Kết quả nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm đã chứng tỏ cả 4 mô hình lọc sinh học hiếu khí đều có khả năng xử lý hàm lượng chấ hữu cơ và N với hiệu quả cao COD giảm 90 – 98%; N giảm 61 – 92% ở tải trọng dao động từ 0,5; 1; 1,5 và 2 kgCOD/m3.ngày Trong đó, xơ dừa là giá thể lọc tốt nhất với hiệu quả xử lý COD đạt đến 98%, hiệu quả xử lý P đạt giá trị 60 – 82% và hiệu quả xử lý N đạt trên 90% ở tải trọng tối ưu là 1kgCOD/m3.ngày Khi tăng tải trọng lên 1,5 và 2kgCOD/m3.ngày thì hiệu quả xử lý giảm dần

Kết luận : mô hình lọc sinh học hiếu khí xử lý hiệu quả nước thải tinh bột mì

trong đó hiệu quả xử lý COD cao, trên 95% ở các tải trọng 0,5; 1; 1,5; 2 kgCOD/m3.ngày cho cả 4 mô hình, hiệu quả xử lý N, P dao động từ 60 – 90% Riêng N – NH3 được xử lý triệt để Đặc biệt, giá thể xơ dừa cho hiệu quả xử lý cao nhất, xử lý COD đạt 98%, xử lý N đạt 90%, xử lý P đạt 60 – 82% và chịu được tải trọng lên đến 2kgCOD/m3.ngày Ngoài ra xơ dừa còn là 1 vật liệu rẻ, sẵn có trong nước, thích hợp với điều kiện kinh tế

3.1.3 Nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải cho làng nghề tinh bột Hoài Hảo –tỉnh Bình Định

Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột mì thực hiện bằng phương pháp sinh học, áp dụng mô hình phân hủy kị khí 2 giai đoạn (giai đoạn acid hóa và metan hóa) kết hợp với mô hình lọc sinh học hiếu khí

Kết quả nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm cho thấy với nước thải nguyên thủy COD dao động từ 2500 – 18000 mg/l; SS trong khoảng 120 – 3000 mg/l;

N tổng lên đến 450 mg/l thì hiệu suất khử COD là 95 – 99%, khử CN lên đến 90 – 100% Nước thải trong suốt, mất màu, mùi và đạt tiêu chuẩn loại B

Hình III.3 : Mô hình hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì

Kết luận : Nhìn chung, phương pháp lọc sinh học cho phép xử lý hầu như triệt

để hàm lượng chất hữu cơ trong thành phần nước thải tinh bột mì Tại bể acid hóa, với thời gian lưu nước 2 ngày, hiệu suất xử lý CN có thể lên đến 90 – 100% trong khi hiệu suất xử lý COD chỉ đạt 5 – 30% Ở bể kị khí, hiệu suất xử lý COD lên đến trên 80% Đặc biệt bể sinh học hiếu khí xử lý COD đạt trên 90%

BOD = 3.000 – 4.000 mg/l

Từ lưu lượng và thành phần nước thải như trên, nhà máy Phước Long đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải theo sơ đồ công nghệ:

Hình III.4 : Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Phước Long

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

Bể phân hủy tự

Nước thải đã

xử lý

3.2.2 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hoàng Minh

Hình III.5 : Hệ thống xử lý nước thải nhà máy Hoàng Minh

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

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

Hình III.6 : Hệ thống xử lý nước thải nhà máy Tân Châu

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

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 4.1 Cơ sở lựa chọn phương án

4.1.1 Mức độ xử lý cần đạt

Nước thải đầu ra của nhà máy cần phải phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận Hiện

nay, yêu cầu nước thải ra nguồn tiếp nhận ở xung quanh nhà máy phải đạt được tiêu

chuẩn xả thải theo QCVN 24 : 2009 BTNMT – cột A

4.1.2 Nước thải đầu vào của hệ thống

Theo báo cáo giám sát của công ty sản xuất bột mì Hữu Minh do công ty TNHH

môi trường Đông Nam cung cấp, tính chất nước thải sau bể Biogas như sau :

Bảng IV.2 : Tính chất nước thải đầu vào

Theo bảng trên, tính chất nước thải của nhà máy có tỉ lệ BOD/COD > 0,5, thích hợp cho các công trình xử lý sinh học

4.1.3 Khả năng tài chính của công ty

Hoạt động kinh doanh của nhà máy tương đối tốt, lợi nhuận sản xuất cao, nhà máy có đủ điều kiện về tài chính cung cấp cho việc xây dựng và duy trì hệ thống xử lý

nước thải

4.1.4 Diện tích xây dựng khu xử lý

Do nằm ở khu vực thưa dân cư, diện tích rộng nên nhà máy có khả năng đáp ứng những công trình sinh học cần diện tích lớn

Nguồn thải

Khí nén

Sân phơi bùn

Hồ hoàn thiện

Bể lọc áp lực

Bể khử trùng

Nước rửa lọc

Bùn

dư

Khí nén

Bảng IV.3: Hiệu suất xử lý của các công trình :

Thông số Đầu vào Công trình Hiệu suất (%) Sau xử lý

 Thuyết minh quy trình công nghệ :

Nước thải từ bể Biogas chảy sang bể thu gom thông qua mương dẫn, trên mương dẫn đặt một song chắn rác để giữ lại rác và lá cây theo gió rơi vào mương dẫn

Nước từ bể thu gom được bơm sang bể điều hòa bằng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên NaOH được châm trên đường ống nhằm tăng pH của nước thải Trên đường ống dẫn nước sang bể điều hòa, bố trí 1 ống để hồi lưu nước về bể thu gom để đề phòng

sự cố và để điều chỉnh lưu lượng nước trong hệ thống

Tại bể điều hòa có hệ thống sục khí để điều hòa lưu lượng cũng như tính chất nước thải, đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định Nước thải từ bể điều hòa được vận chuyển sang bể lắng đứng nhờ 2 bơm hoạt động luân phiên với lưu lượng ổn định

Cũng như bể thu gom, ta bố trí 1 ống hồi lưu nước đề phòng sự cố và điều chinhỳ lưu lượng thích hợp cho hệ thống.

Bể lắng đứng có nhiệm vụ lắng các cặn lơ lửng trong nước thải và các bông cặn hình thành do pH tăng Nước thải được đưa vào ống trung tâm, chuyển động từ trên xuống dưới Phần cuối ống trung tâm được thiết kế loe 1 góc 7o so với phương đứng, kết hợp với tấm hướng dòng nhằm hướng dòng chảy lên trên Dưới tác dụng của gia tốc trọng trường, các hạt lơ lửng và bông cặn sẽ bị kéo xuống dưới, phần nước trong được thu bằng máng răng cưa ở trên Bông cặn được tập trung tại phần hình nón ở đáy bể và được xả định kì 3ngày/lần vào sân phơi bùn Theo thời gian, lớp bùn cặn nằm bên trên lớp cát sẽ dày lên và được thu gom dùng làm phân bón cho cây khoai mì, phần nước theo đường ống bố trí ở dưới sân phơi hoàn lưu về bể thu gom

Nước thải từ bể lắng nhờ áp lực thủy tĩnh theo hệ thống phân phối, đưa nước lần lượt vào 4 bể SBR với chu kì 6h/bể Nước được phân phối chính xác vào các bể I, II, III

và IV thông qua các van điện, sau mỗi van điện có 1 van tiết lưu để điều chỉnh lưu lượng nước vào bể thích hợp và để đề phòng sự cố Quá trình hoạt động SBR gồm 4 giai đoạn : lấp đầy nước(6 tiếng), sục khí(10 tiếng), lắng(4 tiếng) và rút nước trong(4 tiếng) Quá trình hoạt động của 4 bể SBR được tóm tắt như sau :

 Bể I :

- 1 A.M – 7 A.M : van nước 1 mở, nước vào bể

- 7 A.M – 5 P.M : van nước 1 đóng, van khí 1 mở, sục khí liên tục 10 tiếng

- 5 P.M – 9 P.M : van khí 1 đóng, giai đoạn lắng diễn ra trong 4 tiếng

- 9 P.M – 1 A.M : Decanter 1 hoạt động, rút nước trong trong vòng 4 tiếng

 Bể II :

- 7 A.M – 1 P.M : van nước 2 mở, nước vào bể

- 1 P.M – 11 PM : van nước 2 đóng, van khí 2 mở, sục khí liên tục 10 tiếng

- 11 P.M – 3 A.M : van khí 2 đóng, giai đoạn lắng diễn ra trong 4 tiếng

- 3 A.M – 7 A.M : Decanter 2 hoạt động, rút nước trong trong vòng 4 tiếng

 Bể III :

- 1 P.M – 7 P.M : van nước 3 mở, nước vào bể

- 7 P.M – 5 A.M : van nước 3 đóng, van khí 3 mở, sục khí liên tục 10 tiếng