Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An, công suất 1600 m3/ ngày đêm

Trước thực trạng đó, việc nâng cấp hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy để đảm bảo sự hoạt động ổn định, dễ kiểm soát quá trình xử lý và nước khi xả thải đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT

Bộ Giáo Dục & Đào Tạo

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

===oOo===

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN

KHOA : MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: HUỲNH TẤN LỰC MSSV: 06127068

KHOÁ HỌC : 2006 - 2010

1 Tên đề tài: Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Nhà máy đường Biên Hòa –

Trị An, công suất 1600 m 3

- Thể hiện các bản vẽ của phương án lựa chọn trên Autocad

3 Thời gian thực hiện: Bắt đầu : 03/2010 Kết thúc 10/07/2010

4 Họ tên Giáo viên hướng dẫn: KS ĐẶNG PHƯỚC ÂN

Nội dung và yêu cầu KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn

Ngày Tháng năm 2010 Ngày Tháng năm 2010

Ban chủ nhiệm Khoa Giáo Viên Hướng Dẫn

TS LÊ QUỐC TUẤN KS ĐẶNG PHƯỚC ÂN

i

NÂNG CẤP HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY ĐƯỜNG BIÊN HÕA –

TRỊ AN, CÔNG SUẤT 1600 M 3 /NGÀY.ĐÊM

ii

LỜI CẢM ƠN!

Trước tiên với tất cả lòng thành kính tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến

KS.ĐẶNG PHƯỚC ÂN là thầy hướng dẫn trực tiếp cho tôi hoàn thành khoá luận

tốt nghiệp, được sự hướng dẫn của thầy đã cho tôi học hỏi được nhiều kiến thức về

chuyên môn và ngoài xã hội

Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, gia đình là chỗ dựa vững chắc cho tôi đã giúp

đỡ tôi về vật chất và tinh thần để tôi có được ngày hôm nay Gia đình còn là nguồn

động viên khích lệ lớn nhất trong suốt quảng đời của tôi

Xin gởi lời cảm ơn các thầy cô trong Khoa Môi Trường Và Tài Nguyên đã tận

tình giúp đỡ tôi, được sự dạy dỗ của các thầy cô đã giúp cho tôi tiếp thu được những

kiến thức quý báu, sau cùng xin cảm ơn các bạn đã cùng tôi học tập và gắn bó trong

suốt những năm học

Chân thành cảm ơn Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An đã chấp thuận cho tôi

thực tập và hoàn thành khóa luận một cách tốt nhất

Tôi xin cảm ơn các bạn lớp DH06MT đã luôn động viên, nhắc nhở trong suốt

quá trình làm khóa luận

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Tuy tôi đã cố gắng hết sức nhưng vẫn không tránh khỏi được thiếu sót, rất

mong sự góp ý của thầy cô và các bạn!

Chân thành cảm ơn!

Sinh viên Huỳnh Tấn Lực

iii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Đề tài: “ Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An, công suất 1600m3/ngày.đêm” được tiến hành tại Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An, thời gian từ 15/03/2010 đến 10/7/2010

Là một trong những doanh nghiệp đứng đầu cả nứơc về ngành mía đường, Công ty

Cổ Phần đường Biên Hòa luôn hướng đến mục tiêu đạt tiêu chuẩn về chất lượng sản phẩm, an toàn lao động, môi trường Hiện nay, Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An đã có

hệ thống xử lý nước thải được thiết kế với công suất 1600 m3

/ngày.đêm Tuy nhiên hệ thống hoạt động không ổn định và không kiểm soát được quá trình xử lý, đôi khi nước thải đầu ra không đạt quy chuẩn xả thải Đồng thời Ban Lãnh Đạo Nhà máy cắt bỏ hệ thống hồ sinh học nằm bên ngoài Nhà máy Trước thực trạng đó, việc nâng cấp hệ thống

xử lý nước thải của Nhà máy để đảm bảo sự hoạt động ổn định, dễ kiểm soát quá trình xử

lý và nước khi xả thải đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, công suất 1600

m3/ngày đêm là rất cần thiết

Theo phương án này chi phí xử lý cho 1 m3

nước thải là 2.750 VNĐ

iv

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa ii

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh mục các chữ viết tắt vii

Danh sách các hình viii

Danh sách các hình ix

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu khóa luận 2

1.3 Nội dung khóa luận 2

1.4 Phương pháp thực hiện 2

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.6 Ý nghĩa đề tài 3

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 4

2.1 Tổng quan vê ngành sản xuất mía đường 4

2.1.1 Tổng quan về ngành đường thế giới 4

2.1.2 Tổng quan về ngành mía đường Việt Nam 5

2.2 Tổng quan về Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An 5

2.2.1 Vị trí địa lý 5

2.2.2 Quy mô, diện tích Nhà máy 6

2.2.3 Các thông tin về hoạt động ản xuất 6

2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất của Nhà máy 6

2.3 Công nghệ xử lý nước thải mía đường đang được áp dụng 10

v

2.3.1 Hệ thống xử lý nước thải Công ty CP đường 333 – Eakar – Đăk Lăk: (Phụ Lục II) 10

2.3.2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Long An: (Phụ Lục II) 10

2.3.3 Hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa: (Phụ Lục II) 10

2.3.4 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Bình Dương: (Phụ Lục II) 11

2.3.5 Hệ thống xử lý nước thải công ty CP Mía đường Nhiệt điện Gia Lai: (Phụ Lục II) 11 CHƯƠNG 3: HIỆN TRANG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY ĐƯỜNG BIÊN HÕA – TRỊ AN 13

3.1 Nguồn gốc phát sinh – tính chất dòng thải 13

3.2 Quy trình hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy 14

3.3 Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải hiện hữu: (Phụ Lục III) 17

3.4 Thông số hoạt động thực tế của hệ thống xử lý nước thải hiện hữu đo đạc tại hiện trường 17

3.5 Phân tích nguyên nhân 20

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 21

4.1 Đặc tính và lưu lượng của nước thải đầu vào 21

4.1.1 Đặc tính nước thải 21

4.1.2 Lưu lượng nước thải 21

4.2 Cơ sở lựa chọn phương án 22

4.2.1 Mức độ cần thiết, tiêu chuẩn xả thải 22

4.2.2 Khả năng tận dụng các công trình hiện hữu 22

4.2.3 Điều kiện tài chính, quỹ đất 22

4.3 Đề xuất phương án 22

4.3.1 Phương án 1 22

4.3.1.1 Đề xuất phương 22

4.3.1.2 Thuyết minh quy trình 24

4.3.1.3 Tính toán công nghệ (tính toán chi tiết xem phụ lục I) 27

4.3.2 Phương án 2 30

4.3.2.1 Đề xuất về công nghệ: 30

vi

4.3.2.2 Thuyết minh quy trình 31

4.3.2.3 Tính toán công nghệ ( tính toán chi tiết xem phụ lục I) 32

4.4 Dự toán chi phí cho phương án nâng cấp 33

4.4.1 Phương án 1 33

4.4.2 Phương án 2 33

4.5 So sánh lựa chọn phương án 34

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35

5.1 Kết luận 35

5.2 Kiến nghị 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

PHỤ LỤC 38

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa 5 (Biochemical Oxygen Demand)

COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

DO : Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

F/M : Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio)

HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải

MLSS : Hỗn hợp giữa nước thải và bùn hoạt tính (Mixed Liquor Suspended Solids)

SS : Cặn lơ lửng (Suspended Solids)

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN : : Qui chuẩn Việt Nam

BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường

QCVN 24: 2009/BTNMT: Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp XLNT : Xử lý nước thải

VSV : Vi sinh vật

VSS : Hàm lượng chất rắn bay hơi

GVHD : Giáo viên hướng dẫn

KLTN : Khóa luận tốt nghiệp

NXB : Nhà xuất bản

ix

DANH SÁCH BẢNG

BẢNG Trang

Bảng 2.1: Tên 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu - năm 2005 4

Bảng 3.1: Tính chất nước thải đầu vào Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An 14

Bảng 3.2: Kết quả phân tích mẫu nước thải qua từng công trình đơn vị 17

Bảng 3.3: Hiệu suất xử lý các công trình theo COD 19

Bảng 3.4: Hiệu suất xử lý các công trình theo SS 19

Bảng 4.1: Bảng giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp theo QCVN 24: 2009/BTNMT 21

Bảng 4.2: Dự tính hiệu suất qua từng công trình đơn vị phương án 1 25

Bảng 4.3: Các thông số thiết kế song chắn rác 27

Bảng 4.4: Các thông số thiết kế bể trung hòa 27

Bảng 4.5: Các thông số thiết kế và kích thước của bể điều hòa 28

Bảng 4.6: Các thông số thiết kế và kích thước của bể trung gian 28

Bảng 4.7: Các thông số thiết kế và kích thước của keo tụ tạo bông 28

Bảng 4.8: Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng của keo tụ 29

Bảng 4.9: Các thông số thiết kế và kích thước của bể bể khử trùng 29

Bảng 4.10: Dự tính hịêu suất xử lý qua các công trình đơn vị phương án 2 31

Bảng 4.11: Các thông số thiết kế và kích thước của bể lắng 1, 2 32

Bảng 4.12: Các thông số thiết kế và kích thước của bể Aerotank 33

Bảng 4.13: Khái quát tính toán kinh tế phương án 1 33

Bảng 4.14: Khái quát tính toán kinh tế phương án 2 33

Bảng 4.15: So sánh chi phí xây dựng và giá thành xử lý của 2 phương án 34

Nước ta với những điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc trồng mía đã mang lại khả năng phát triển của ngành sản xuất mía đường Ngành công nghiệp này đã mang lại khá nhiều lợi ích về kinh tế, giải quyết việc làm và sản phẩm đầu ra cho người nông dân trồng mía Nhưng đối với ngành công nghiệp sản xuất mía đường, nguồn chủ yếu gây ra ô nhiễm là nước thải và khí thải sinh ra trong quá trình sản xuất Trong nước thải ngành mía đường có chứa các hợp chất hữu cơ, vô cơ Các chất này làm lắng cặn trong ao, hồ, các dòng suối, sông Các chất này dễ phân hủy sinh học gây ra mùi hôi, thối tác hại xấu đến dân cư xung quanh, ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm, nước mặt

Hiện nay, Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An đã có hệ thống xử lý nước thải được thiết kế với công suất 1600 m3

/ngày.đêm Tuy nhiên hệ thống hoạt động không ổn định và khó kiểm soát được quá trình xử lý Đồng thời Ban Lãnh Đạo Nhà máy muốn cắt bỏ hệ thống hồ sinh học nằm bên ngoài Nhà máy Trước thực trạng đó, việc nâng cấp hệ thống

2

xử lý nước thải của Nhà máy để đảm bảo sự hoạt động ổn định, dễ kiểm soát quá trình xử

lý và nước khi xả thải đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, là rất cần thiết

Vì những lý do trên, tác giả chọn đề tài: “Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Nhà máy Đường Biên Hòa – Trị An” cho luận văn tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành kỹ thuật môi trường của mình

1.2 Mục tiêu khóa luận

Mục tiêu đề tài nhằm xác định các nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng hệ thống

xử lý nước thải của Nhà máy hoạt động không ổn định và xử lý không đạt quy chuẩn xả thải loại A theo quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT Dựa trên các nguyên nhân đó đề xuất các phương án nâng cấp hệ thống xử lý nước thải Nhà máy Đường Biên Hòa – Trị

An để đảm bảo tính ổn định và chất lượng nước sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải loại (A) QCVN 24:2009/BTNMT

1.3 Nội dung khóa luận

 Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất

 Xác định lưu lượng, nguồn gốc và tính chất nước thải

 Thu thập, đo đạc các thông số kỹ thuật của các công trình đơn vị

 Phân tích, đánh giá chất lượng nước của hệ thống hiện hữu qua từng công trình đơn vị

 Xác định nguyên nhân và đề xuất phương án nâng cấp hệ thống xử lý nước thải đạt loại (A) QCVN 24: 2009/BTNMT

 Tính toán phương án nâng cấp

 Dự toán kinh tế cho phương án

 Thể hiện mặt bằng, mặt cắt công nghệ và các công trình đơn vị trên bản vẽ Autocad

1.4 Phương pháp thực hiện

3

 Tìm hiểu công nghệ sản xuất, xác định lưu lượng, nguồn gốc và tính chất nước thải:

 Khảo sát thực địa tại Nhà máy

 Trao đổi trực tiếp với nhân viên Nhà máy

 Tổng hợp tài liệu từ Nhà máy

 Lấy mẫu thủ công bằng tay

 Gửi mẫu phân tích tại Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên (Trường Đại Học Nông Lâm – Tp Hồ Chi Minh)

 Đề xuất phương án nâng cấp, tính toán:

 Dùng công cụ Word để soạn thảo văn bản và thiết lập các sơ đồ khối

 Dùng công cụ Autocad lập bản vẽ

 Dự toán kinh tế: Dùng phần mềm Excel thống kê tính toán

1.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng:

 Nước thải mía đường

 Không gian:

 Nhà máy Đường Biên Hòa – Trị An

 Thời gian: Bắt đầu từ: 03/2010 đến: 10/07/2010

1.6 Ý nghĩa đề tài

Trước hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy hoạt động không ổn định

và gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt sông Đồng Nai Vấn đề này cho thấy ô nhiễm

và suy thoái sẽ diễn ra nếu không kịp thời đề ra các biện pháp khắc phục hữu hiệu

Khi đề tài này thành công thì nó góp phần đề ra một trong những giải pháp vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường do ngành gây ra đồng thời cũng giúp cho Nhà máy đạt được chỉ tiêu về chất lượng nước thải đầu ra của luật bảo vệ môi trường

4

Chương 2

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan vê ngành sản xuất mía đường

2.1.1 Tổng quan về ngành đường thế giới

Đường là một nguyên liệu rất quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và một loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống của hầu hết cư dân trên thế giới

Vào thế kỉ thứ IV người Ấn Độ và người Trung Hoa đã chế biến mía thành tinh thể đường Từ đó, kỹ thuật sản xuất đường chuyển sang các nước Châu Âu như: Anh, Nam

Tư, Ba Lan, Bồ Đào Nha, Italia… Đồng thời chuyển việc sản xuất đường ở dạng thủ công trở thành một ngành công nghiệp Đến thế kỉ thứ XVI, nhiều nhà máy đường ra đời ở Anh, Pháp, Đức… Đến thế kỉ XX, nhà máy đường hiện đại đầu tiên được xây dựng ở Anh Những năm gần đây, ngành mía đường đã phát triển nhanh, cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp dụng rộng rãi nhiều khâu

Bảng 2.1: Tên 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu - năm 2005

Nguồn: Tổ chức Nông -Lương Liên hiệp quốc (FAO), 2008

2.1.2 Tổng quan về ngành mía đường Việt Nam

Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ xa xưa, nhưng công nghiệp mía đường mới được bắt đầu từ thế kỷ thứ XX

Về công nghệ chế biến, ngoại trừ các nhà máy đường nước ngoài đầu tư tại Việt Nam, hầu hết các nhà máy đường nội đều có công nghệ sản xuất lạc hậu Thiết bị sản xuất không đồng bộ Một số lớn là sản phẩm nhập các thiết bị cũ của Trung Quốc (Trung Quốc

đã có chiến dịch loại bỏ các nhà máy có công suất nhỏ để tăng hiệu quả khả năng cạnh tranh trên thị trường) Với thiết bị như vậy nên dẫn tới tỷ lệ thu hồi và chất lượng đường thành phẩm của các nhà máy nội thấp đồng thời cũng gây ra nhiều chất thải ảnh hưởng đến môi trường

Phần lớn các nhà máy có quy mô nhỏ, thiết bị và công nghệ lạc hậu, hiệu quả và chất lượng sản phẩm thấp, giá thành cao, khó có thể tồn tại và cạnh tranh khi tham gia hội nhập quốc tế Ngoài ra, vùng nguyên liệu quy mô còn nhỏ bé, phân tán, chưa được đầu tư xứng đáng với yêu cầu sản xuất công nghiệp và vấn đề bảo vệ môi trường cũng là một thách thức lớn đối với ngành mía đường Việt Nam

2.2 Tổng quan về Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An

2.2.1 Vị trí địa lý

6

Nhà máy tọa lạc trên tỉnh lộ 768, tại Ấp 1, xã Trị An, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai Có tên gọi là Nhà máy đường Biên Hoà - Trị An, trực thuộc Công Ty Cổ Phần Đường Biên Hòa, cách Thành Phố Biên Hòa khoảng 30km về phía Tây Bắc

2.2.2 Quy mô, diện tích Nhà máy

 Tổng diện tích của nhà máy: S = 60.000m2

 Diện tích nhà xưởng, nhà kho, phòng thí nghiệm: S = 10.000 m2

 Diện tích hệ thống xử lý nước thải: S = 3.500 m2

 Diện tích văn phòng, nhà ở tập thể công nhân viên: S = 1.000 m2

 Diện tích đường đi, trồng cây xanh, đất trống: S = 40.000 m2

2.2.3 Các thông tin về hoạt động ản xuất

Sau gần 2 năm hoạt động, Nhà Máy Đường Biên Hòa – Trị An đang dần đi vào hoạt động ổn định, công suất ép đang được nâng dần lên trên 1.000 tấn mía/ngày, cung cấp mỗi năm từ 15.000 – 22.000 tấn đường thô

Thời gian làm việc: Trong 1 năm, Nhà máy có 5 tháng sản xuất (từ tháng 11 đến tháng 3), 7 tháng ngưng tu bổ (từ tháng 4 đến tháng 10)

Định hướng phát triển của nhà máy: nâng công suất ép từ 1000 tấn mía/ ngày lên

4000 tấn mía/ ngày

2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất của Nhà máy

 Trích ly nước mía từ cây mía:

 Chuẩn bị mía

Mía qua 2 lần dao chặt, sau đó qua hệ thống đánh tơi và tách loại tạp chất tr`ước khi qua công đoạn ép

 Phương pháp ép mía

7

Mía đã được đánh tơi được đưa vào ép lần lượt qua 4 bộ trục ép Bã mía đi từ bộ che trước đến bộ che sau qua băng tải trung gian, cứ lần lượt từ bộ thứ 1 đến bộ thứ 4 Bã mía sau công đoạn ép được băng tải đưa sang khu vực lò hơi làm nhiên liệu đốt

Ở bộ che ép cuối, bã mía được tưới thấm bằng nước ấm nhằm trích ly tối đa lượng đường trong mía

Nước mía ở bộ che ép sau sẽ được bơm lên tưới thấm bã trước bộ che ép trước đó, riêng trục ép 1 không tưới thấm

Tinh sạch nước mía bằng phương pháp vôi hóa

Nước mía hỗn hợp được nung sơ trước khi gia vôi Sữa vôi được cho vào nước mía, hỗn hợp này được gia nhiệt lần 2 để giảm độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng, ngưng kết các thể keo

Sau đó hỗn hợp này được đưa vào thùng tản khí để tách loại các bọt khí, thêm hóa chất trợ lắng trước khi đưa vào thùng lắng để loại bỏ các kết tủa

Bùn sau lắng vẫn còn chứa lượng đường đáng kể do đó nó được lọc qua thiết bị lọc chân không (Rotary Vacuum Filter) Bùn sau lọc được vận chuyển bằng xe tải về bãi chứa, hỗn hợp nước ngọt sau lọc được đưa trở lại quy trình

Hỗn hợp tiếp tục được gia nhiệt lần 3, nâng nhiệt độ nước mía lên điểm sôi ở khoảng 1150

C để nước mía ở trạng thái sôi khi vào thiết bị bốc hơi

 Cô đặc – nấu đường – kết tinh:

 Cô đặc

Nước mía được cô đặc nước mía đến độ khoảng 55-60% gọi là syrup

Syrup được tẩy màu để đường kết tinh trắng hơn Các hóa chất được sử dụng để tẩy màu được hóa trộn với syrup trước khi vào thùng phản ứng, sau đó H3PO4, sữa vôi được cho vào thùng phản ứng để điều chỉnh pH đến trung tính (pH = 7) Hỗn hợp sau phản ứng được thổi khí và thêm chất trợ lắng nổi trước khi vào thùng lắng nổi Syrup sau

 Bồi tinh

Đối với đường non C, do tinh độ thấp, độ nhớt cao, để tận trích saccharose kết tinh vào tinh thể đường, cần phải qua quá trình bồi tinh Ở quá trình bồi tinh, mật C được làm nguội tự nhiên trong 12h, sau đó, dùng nước lạnh làm nguội gián tiếp giảm đều nhiệt độ của mật C xuống 400

C trong khoảng thời gian từ 20 – 22h Trước khi phân mật, dùng nước nóng gia nhiệt gián tiếp lên nhiệt độ 500

Đường cục và đường bụi sẽ đưa trở lại quy trình từ công đoạn nấu đường

Đường thành phẩm được đóng bao và chuyển vào kho thành phẩm

9 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất đường thô

LY TÂM

Nước rửa KẾT TINH

Nước rửa

Hơi nước

10

2.3 Công nghệ xử lý nước thải mía đường đang được áp dụng

2.3.1 Hệ thống xử lý nước thải Công ty CP đường 333 – Eakar – Đăk Lăk: (Phụ Lục II)

 Nhận xét:

 Ưu điểm

Công nghệ áp dụng đơn giản

Hệ thống có 2 bể lọc cặn liên tiếp nên phần lớn lượng cặn SS sẽ được giữ lại ở đây

 Nhược điểm

Cần diện tích mặt bằng rộng

Chất lượng nước đầu ra phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết

2.3.2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Long An: (Phụ Lục II)

 Nhận xét:

 Ưu điểm

Hệ thống sử dụng 2 công trình sinh học hiếu khí liên tiếp là bể Aroten nên hiệu quả

xử lý cao có thể loại bỏ được 90-95% BOD và COD

Không khử trùng nước thải trước khi xả thải, dễ phát tán vi sinh vật gây bệnh

2.3.3 Hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa: (Phụ Lục II)

Nước chưa được khử trùng trước khi xả ra sông

Tốn nhiều diện tích với sân phơi bùn

Chi phí đầu tư, xây dựng lớn

2.3.4 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Bình Dương: (Phụ Lục II)

Nước thải đầu ra chưa được khử trùng

2.3.5 Hệ thống xử lý nước thải công ty CP Mía đường Nhiệt điện Gia Lai: (Phụ Lục II)

12

 Nhận xét:

 Ưu điểm

Công nghệ áp dụng đơn giản, dễ vận hành

Chi phí đầu tư xây dựng thấp

 Nhược điểm

Diện tích mặt bằng lớn

Chất lượng nước đầu ra phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết

13

Chương 3

HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ

MÁY ĐƯỜNG BIÊN HÕA – TRỊ AN

3.1 Nguồn gốc phát sinh – tính chất dòng thải

 Nước thải phát sinh từ nhiều công đoạn trong qui trình sản xuất, dựa vào đặc tính, thành phần nước thải có thể chia thành ba nguồn chính:

 Nước thải từ các cột ngưng tụ tạo chân không của các thiết bị: giàn bốc hơi, nồi nấu đường, trống lọc bùn Loại nước này có lưu lượng rất lớn 7597,35 m3

/ngày, chiếm khoảng 78,9% nhu cầu nước xả thải Đặc trưng của loại nước này là các hàm lượng ô nhiễm thấp

 Nước thải từ hoạt động kiểm nghiệm, hoạt động rửa vải lọc bùn, rửa cáu cặn nồi bốc hơi, nồi nấu đường có nồng độ các chất ô nhiễm cao, có đặc trưng ô nhiễm chủ yếu gồm: pH, SS, BOD, COD Loại nước này có lưu lượng 320 m3

/ngày

 Nước thải phát sinh từ hoạt động khử bụi khói lò, được dẫn về hố lắng sau

đó được bơm tuần hoàn tái sử dụng cho khử bụi khói lò, định kỳ bổ sung nước để bù vào lượng nước thất thoát Khi chất lượng nước không đạt để tái sử dụng, thì nước thải được bơm lên xử lý cục bộ trước khi về hệ thống xử lý nước thải chung Nước thải này có đặc trưng chủ yếu là hàm lượng SS cao và có lưu lượng là 320 m3/ngày

 Nhận xét:

Theo kết quả phân tích ta thấy chất lượng nước thải đầu vào hệ thống có pH thấp; nhiệt độ, BOD, COD, SS, Coliform cao Nếu không được xử lý tốt, dòng nước thải được phát thải ra môi trường trong thời gian dài sẽ gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm và

ô nhiễm đất xung quanh khu vực Nhà máy

3.2 Quy trình hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy

 Quy trình của HTXLNT của Nhà máy đường Biên Hòa – Trị An hiện như sau:

 Toàn bộ hệ thống được điều khiển thông qua một tủ điều khiển tự động đặt trong nghà điều hành Tất cả các động cơ điều có công tắt “Tắt – Mở” và “Tự động – Tay” đặt trên tủ

 Nước thải từ các phân xưởng và nước từ khu xử lý khí thải được xử lý sơ bộ rồi theo mạng lưới thoát nước được dẫn về qua song chắn rác thô vào bể bơm, trong bể bố

15

trí 2 bơm nước thải luân phiên và sau đó nước được bơm vào bể tiếp xúc sinh học Tiếp tục tại bể tiếp xúc sinh học, nước thải vào được hòa trộn với bùn hoạt tính được bơm tuần hoàn từ bể SBR (Sequencing Batch Reactor – Bể phản ứng sinh học từng mẻ liên tục) Tiếp theo, nước thải chảy vào SBR Quá trình hoạt động trong bể SBR sẽ lần lượt diễn ra theo từng giai đoạn như sau:

 Giai đoạn nạp nước thải: trong giai đoạn này nước thải được bơm nhanh từ

bể bơm sang bể tiếp xúc và chảy tràn qua SBR Gai đoạn này kết thúc khi lượng nước thải bơm vào bể đạt yêu cầu tính toán

 Giai đoạn làm thoáng: giống như quá trình làm thoáng trong bể bùn hoạt tính bình thường, nhờ khí cung cấp từ các máy thổi khí, các vi sinh vật được duy trì ở trạng thái lơ lửng còn gọi là bùn hoạt tính sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ trong nước bằng oxy trong không khí được cung cấp Kết quả làm hàm lượng chất hữu cơ (BOD) trong nước giảm, sinh khối của các vi sinh tăng lên Sau một khoảng thời gian nhất định, ngừng quá trình cấp khí, tiếp theo là giai đọan lắng

 Giai đoạn lắng: quá trình tách bùn sinh học và chất lỏng được diễn ra ngay trong bể SBR, tại đây với quá trình lắng tĩnh, phần bùn sẽ lắng xuống đáy bể, còn phần nước trong ở phía trên

 Giai đoạn xả nước: phần nước phía trên sau khi lắng (nước trong đã xử lý) được xả ra theo mương dẫn ra hồ hoàn thiện

 Phần bùn lắng xuống phía đưới bể SBR được dẫn sang bể nén bùn theo chu

kỳ Nhờ quá trình nén trọng lực, hàm lượng bùn trong nước được nâng lên đến 3 – 5% Dung dịch bùn này tiếp tục được xử lý tại máy ép bùn, để nâng hàm lượng bùn lên đến 18% Bùn khô được dùng làm phân bón cây

 Nước thải sau khi xả ở bể SBR theo mương dẫn ra hồ hoàn thiện Tại đây nước được tiếp tục xử lý bằng quá trình tự nhiên trong các hồ sinh học bên ngoài Nhà máy, trước khi chảy ra sông Đồng Nai

Nước thải ống khói

Bể gạn tro

Nước thải sau lắng

Chú thích: Nước Khí Hóa chất Bùn

m3/ngày.đêm nhưng trên thực tế vận hành lưu lượng trung bình là khoảng 650

m3/ngày.đêm Như vậy, công suất hoạt động của hệ thống chỉ đạt 40% thiết kế nhưng nước thải đầu ra không ổn định và chưa đạt quy chuẩn xả thải loại A theo quy chuẩn

 3: Nước sau hồ sinh học

 Thời gian lấy mẫu

 Mẫu I: Lấy lúc 13h30 ngày 26/01/2010

 Mẫu II: Lấy lúc 9h ngày 15/03/2010

 Mẫu III: Do Trung Tâm Quan Trắc Và Kỹ Thuật Môi Trường Đồng Nai thực hiện, 2010

19

Do thời gian làm khóa luận có hạn nên việc lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu trong thời gian cho phép

 Từ bảng kết quả 3.2 tổng hợp kết quả theo từng công trình như sau:

Bảng 3.3: Hiệu suất xử lý các công trình theo COD

Mẫu I Mẫu II Mẫu III Trung bình

Kết quả cũng cho thấy hiệu quả xử lý của bể SBR cũng chịu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ

Bảng 3.4: Hiệu suất xử lý các công trình theo SS

Mẫu I Mẫu II Mẫu III Trung bình

 Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy hiệu suất xử lý SS của các công trình đơn vị

là tương đối cao Nhưng chất lượng nước thải đầu ra chỉ tiêu SS vẫn không đạt quy chuẩn

xả thải loại (A) QCVN 24: 2009/BTNMT

20

 Kết quả phân tích coliform:

 Kết quả đầu vào hệ thống xử lý nước thải: 4,6x104

3.5 Phân tích nguyên nhân

Thông qua kết quả đo đạc và phân tích chất lượng nước thải của hệ thống xử lý hiện hữu của Nhà máy thì nước thải sau xử lý không ổn định và đôi khi không đạt quy chuẩn xả thải QCVN: 24 2009/BTNMT, cột A về chỉ tiêu coliform, COD, SS vì một số nguyên nhân sau:

 Tại bể thu nước thải có nhiều rác và cặn làm tắt bơm Nguyên nhân là do song chắn đặt phía trước công trình không còn hoạt động như thiết kế (cũ và hỏng)

 Bể SBR thì hiệu suất xử lý dao động và phụ thuộc vào tính chất nước thải đầu vào (PH, nhiệt độ, nồng độ ô nhiễm) Nước thải có pH thấp, nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong bể và đây là nguyên nhân chính làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử

lý của bể SBR

 Hệ thống hồ sinh học xuống cấp trầm trọng nên hiệu quả xử lý không cao, chiếm nhiều diện tích và nằm bên ngoài Nhà máy nên khó khăn trong việc quản lý Vì thế Ban Lãnh Đạo Nhà máy quyết định cắt bỏ và đầu tư xây dựng công trình thay thế nằm bên trong Nhà máy để dễ dàng quản lý và vận hành

22

4.2 Cơ sở lựa chọn phương án

4.2.1 Mức độ cần thiết, tiêu chuẩn xả thải

Khắc phục các nhược điểm của hệ thống cũ để hệ thống hoạt động ổn định và dễ dàng kiểm soát quá trìnhxử lý, nâng hiệu suất xử lý của hệ thống để đảm bảo nước sau quá trình xử lý đạt quy chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận

Ban lãnh đạo nhà máy có nhu cầu hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải nhằm đáp ứng yêu cầu kiểm tra, giám sát của cơ quan Nhà Nước có trách nhiệm và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm Bên cạnh đó Ban Lãnh Đạo Nhà máy muốn cắt bỏ hệ thống hồ sinh học nằm bên ngoài Nhà máy

Yêu cầu chất lượng nước đầu ra sau khi nâng cấp: Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT, Cột A trước khi thải vào nguồn tiếp nhận là sông Đồng Nai

4.2.2 Khả năng tận dụng các công trình hiện hữu

Hệ thống xử lý nước thải hiện hữu hoạt động không ổn định và khó kiểm soát quá trình

xử lý, nước thải sau xử lý không ổn định, bể SBR có vai trò giảm thiểu đáng kể chất ô

nhiễm Việc tận dụng lại công trình này góp phần tiết kiệm kinh phí nâng cấp hệ thống 4.2.3 Điều kiện tài chính, quỹ đất

Lợi nhuận sản xuất tăng cao, nhà máy có đủ điều kiện về tài chính cung cấp cho việc nâng cấp hệ thống xử lý nước thải

Nhà máy có tổng diện tích 6 ha, trong đó diện tích đất xây dựng công trình chiếm 1 ha, khu xử lý nước thải chiếm 3500m2 (chưa tính 3 hồ sinh học bên ngoài nhà máy), quỹ đất còn trống khoảng 3 ha, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng đất trong xây dựng hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

4.3 Đề xuất phương án

4.3.1 Phương án 1

4.3.1.1 Đề xuất phương

23

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1

Công trình hiện hữu

Công trình xây mới hầm bơm

Bể SBR

Bùn

Bể nén bùn Bùn

Bể trộn phản ứng

Song chắn rác + máy cào rác

NaOH

 Hầm bơm

Nước thải qua song chắn rác chảy sang hầm bơm, đồng thời nước khu xử lý khí được xử lý cục bộ tại và dẫn về hầm bơm bằng ống dẫn Hầm bơm là nơi tập trung nước thải toàn Nhà máy để bơm lên bể điều hòa

 Bể trung hòa

Nước thải từ hầm bơm được bơm chìm lên bể trung hòa Tại đây ta lắp đặt bộ đo

pH tự động, khi pH thấp thì bộ điều khiển kích hoạt máy bơm NaOH vào khi pH = 7 thì ngừng bơm, pH cao thì bộ điều khiển kích hoạt máy bơm H2SO4 vào khi pH = 7 thì ngừng bơm

 Bể điều hòa

Do tính chất của nước thải và lưu lượng nước thải luôn thay đổi nên việc xây dựng

bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng, nồng độ và nhiệt độ cần thiết, tạo điều kiện hoạt động tối ưu cho công trình xử lý phía sau Lắp đặt hệ thống sục khí nhằm để trộn điều nước thải, tránh lắng cặn và làm giảm nhiệt độ của nước thải

 Bể SBR

SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – rút nước thải ra; sục khí trong gian đoạn phản ứng nhằm cung cấp oxy cho vsv làm việc, chất ô nhiễm của nước thải được xử lý sinh học ở đây Đây là công trình đơn vị xử lý chất ô nhiễm chính của hệ thống Nước sau khi xử lý theo mương dẫn chảy vào bể trung gian

 Bể trung gian

Bùn từ bể SBR, bể lắng của quá trình keo tụ được đưa vào bể nén bùn Bể nén bùn

có tác dụng làm cô đặc bùn hoạt tính dư bằng cách lắng cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (96-98%) trước khi đưa vào máy ép bùn

 Máy ép bùn

Bể nén bùn sau đó được bơm bùn chìm bơm về máy ép bùn hoá chất Polyme được châm vào đồng thời để ép thành các bánh bùn khô Các bánh bùn có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng hoặc đổ bỏ tùy nhu cầu của Nhà máy, phần nước tách pha được dẫn về

bể điều hòa để tiếp tục xử lý

Nước sau khi xử lý đạt QCVN 24: 2009/BTNMT cột A

Bảng 4.2: Dự tính hiệu suất qua từng công trình đơn vị phương án 1

STT Tên công

trình

Thông số Đơn vị Đầu vào Hiệu suất

xử lý dự tính (%)

QCVN 24: 2009/BTNMT cột A

1

Nước thải

đầu vào

COD BOD

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

QCVN 24: 2009/BTNMT cột A

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

42,75 22,8 48,6 12,5

SS

N

P

Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

42,75 22,8 48,6 12,5

3

 Ưu điểm của SBR

 Cơ sở lựa chọn bể SBR do diện tích đất hạn chế cần lựa chọn 1 công nghệ vừa có khả năng xử lý với hiệu suất cao vừa kết hợp với quá trình lắng tiết kiệm diện tích

 Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor, máy thổi khí hoạt động gián đoạn)

27

 Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao, TSS đầu ra thấp

 Bể xử lí rất linh hoạt, cùng tạo ra các điều kiện hiếu khí, thiếu khí, yếm khí trong 1 chu kỳ

 Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ có thể điều chỉnh được và là một quy trình

có thể điều khiển tự động bằng PLC;

 Hiệu quả xử lý có độ tin cậy và độ linh hoạt cao

4.3.1.3 Tính toán công nghệ (tính toán chi tiết xem phụ lục I)

 Song chắn rác và máy cào rác

Bảng 4.3: Các thông số thiết kế song chắn rác

 Bể trung hòa

Bảng 4.4: Các thông số thiết kế bể trung hòa

28

 Bể điều hòa

Bảng 4.5: Các thông số thiết kế và kích thước của bể điều hòa

 Bể trung gian

Bảng 4.6: Các thông số thiết kế và kích thước của bể trung gian

 Keo tụ tạo bông

Bảng 4.7: Các thông số thiết kế và kích thước của keo tụ tạo bông

Bảng 4.8: Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng của keo tụ

2 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm m2 0,925

 Bể khử trùng

Bảng 4.9: Các thông số thiết kế và kích thước của bể bể khử trùng

Xây dựng mới lại hòa toàn,trên cơ sở phương án 1 thay bể SBR bằng bể Aerotank

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2

Bùn

Bùn Nước thải

Bể lắng

Bể Aerotank

Bể điều hòa

PAC Polymer Không khí

Bể nén bùn

Máy ép bùn

Bể trộn phản ứng

Song chắn rác + máy cào rác

Bể lắn 2

Bùn

Bùn Bùn tuần hoàn