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

Mục lục Chương 1: Mở Đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu .6 1.5 Ý nghĩa đề tài .6 Chương 2: Tổng Quan 2.1 Tổng quan ngành sản xuất đường 2.1.1 Trên giới 2.1.2 Nước ta 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất đường 13 2.2.1 Nguyên liệu mía đầu vào .13 2.2.1.1 Phân loại 13 2.2.1.2 Thu họach bảo quản mía .13 2.2.2 Cơng nghệ sản xuất đường saccharose từ mía quy mơ lớn đại 13 2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ 14 2.2.2.2 Thuyết minh quy trình .15 2.2.2.2.1 Trích nước mía 15 2.2.2.2.2 Làm nước mía 16 2.2.2.2.3 Lọc bùn 19 2.2.2.2.4 Tẩy màu 19 2.2.2.2.5 Bốc nước mía 20 2.2.2.2.6 Kết tinh đường .21 2.2.2.2.7 Phương pháp nấu đường .23 2.2.2.2.8 Ly tâm 25 2.2.2.2.9 Sấy đường .25 2.2.2.2.10 Vận chuyển bảo quản đường 26 2.2.3 Công nghệ sản xuất đường saccharose từ mía quy mơ nhỏ truyền thống .26 2.2.3.1 Sơ đồ công nghệ 26 2.2.3.1 Thuyết minh quy trình .27 2.2.3.2.1 Ép mía 27 2.2.3.2.2 Tinh chế nước mía 27 2.2.3.2.3 Chưng cất .27 2.2.3.2.4 Kết tinh đường .27 2.2.3.2.5 Phân tách 27 2.2.3.2.6 Chưng cất .28 Chương 3: Các Vấn Đề Ô Nhiễm Mơi Trường Phát Sinh Trong Q Trình Sản Xuất .29 3.1 Quá trình thất thoát nguyên, vật liệu khâu vận chuyển,bảo quản 29 3.2 Nước thải 29 3.2.1 Các nguồn phát sinh nước thải trình sản xuất 29 3.2.2 Đặc trưng nước thải nhà máy đường 30 3.3 Khí thải 32 3.4 Chất thải rắn 32 3.5 Ô nhiễm mùi 33 Chương 4: Kiểm Sốt Ơ Nhiễm Trong Tồn Bộ Quy Trình Sản Xuất Mía Đường 34 4.1 Các phương pháp xử lý nước thải 34 4.1.1 Hạn chế đường theo nước thải 34 4.1.2 Tồn trữ nước thải 34 4.1.3 Hồi lưu nước thải 34 4.1.4 Lọc nước thải .35 4.1.5 Xử lý nước thải vi sinh .35 4.2 Áp dụng sản xuất toàn quy trình sản xuất 35 4.3 Các giải pháp khơng tốn chi phí chi phí thấp 36 4.3.1 Tuần hoàn nước làm mát 36 4.3.2 Giảm tiêu thụ điện .37 4.3.3 Giảm tiêu thụ than 37 4.4 Các giải pháp đầu tư lớn 37 4.5 Kế hoạch giám sát môi trường 39 Chương 5: Cơng Nghệ Xử Lí Nước Thải 40 5.1 Công nghệ xử lý nước thải quy mô nhỏ trung bình 40 5.1.1 Sơ đồ công nghệ 40 5.1.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 40 5.2 Công nghệ xử lý nước thải quy mô lớn 42 5.2.1 Sơ đồ công nghệ 42 5.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 43 Chương 6: Kết Luận Và Kiến Nghị 44 6.1 Kết luận 44 6.2 Kiến nghị 44 Chương 7: Tài Liệu Tham Khảo 45 Danh sách nhóm 46 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngành cơng nghiệp mía đường ngành cơng nghiệp chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta.Trong năm 1998, nước sản xuất 700.000 đường, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước.Trong năm gần đây, đầu tư công nghệ thiết bị đại, nhà máy đường không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm Tuy nhiên nước thải ngành cơng nghiệp mía đường ln chứa lượng lớn chất hữu bao gồm hợp chất cacbon, nitơ, phốtpho Các chất dễ bị phân hủy vi sinh vật, gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận Phần lớn chất rắn lơ lửng có nước thải ngành công nghiệp mía đường dạng vô Khi thải môi trường tự nhiên, chất có khả lắng tạo thành lớp dày đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá.Lớp bùn lắng chứa chất hữu làm cạn kiệt oxy nước tạo lọai khí H2S, CO2, CH4 Ngoài ra, nước thải chứa lượng đường lớn gây ô nhiễm nguồn nước Để hạn chế nhiễm mơi trường nhà máy sản xuất đường gây ra, nhóm đề xuất số biện pháp nhằm “Kiểm sốt nhiễm mơi trường từ hoạt động sản xuất mía đường”cụ thể như: cải tiến dây chuyền công nghệ sản xuất; thay nguyên, nhiên liệu gây ô nhiễm nặng nguyên, nhiên liệu hơn; thực sản xuất quản lý nội vi nhà máy… 1.2 Mục tiêu nghiên cứu  Kiểm sốt nhiễm phát sinh tồn quy trình sản xuất mía đường nhà máy  Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp  Đưa giải pháp khắc phục, giảm thiểu ô nhiễm nhằm nâng cao lợi ích kinh tế môi trường 1.3 Nội dung nghiên cứu  Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất mía đường  Hiện trạng nhiễm mơi trường nước thải, khí thải, chất thải rắn, mùi, tiếng ồn, … từ trình sản xuất đường  Áp dụng sản xuất tồn quy trình sản xuất kiểm sốt dạng nhiễm phát sinh 1.4 Đối tượng nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu loại chất thải phát sinh hoạt động sản xuất đường saccharose từ mía Trong đó, nước thải đối tượng trọng nghiên cứu Bởi loại nước thải gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường tải lượng nhiễm hữu cao, nước thải có tính acid, lượng vi sinh vật nước thải lớn có độ màu cao Khi thải kênh rạch khơng thơng qua q trình xử lý gây nguy hại cho hệ động thực vật thủy sinh, gây mùi thối phân hủy kị khí  Các dạng ô nhiễm khác như: khí thải, chất thải rắn, ô nhiễm mùi tiếng ồn 1.5 Ý nghĩa đề tài Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu kiểm sốt nhiễm mơi trường tồn chu trình sản xuất nhà máy,góp phần giảm thiểu nguy ô nhiễm môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe người chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất mía đường gây CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan ngành sản xuất đường 2.1.1 Trên giới Ngành mía đường giới phát triển lâu đời, vào khoảng kỷ 16, khai thác hình thành Puerto Rico, đến Cuba, nguyên liệu sản xuất đường chủ yếu lúc mía, sản lượng đường thu không cao Cho đến kỷ 19, biết tinh lọc đường từ củ cải đường, mở ngành cơng nghiệp sản xuất đường Châu Âu Từ đó, sản xuất đường đạt đượcnhiều đột phá: từ khoảng 820,000 vào đầu năm đầu cách mang công nghiệp,đến 18 triệu trước chiến tranh giới I (1914 - 1918) Hiện nay, giới, sản xuất đường đạt khoảng 160 triệu tấn/năm Các nước sản xuất đường lớn giới Brazil, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc chiếm 50% sản lượng 56% xuất giới Theo báo cáo từ Hiệp hội mía đường giới ISO, sau năm nhu cầu tiêu thụ vượt tổng cung giới lên đến 15 triệu tấn, lượng đường tồn kho mức thấp phải cần năm để phục hồi lại mức tồn kho trước Trong vụ mùa 2011-2012 tháng 10 tới, lượng đường thặng dư dự báo đạt khoảng 779,000 đường, sụt giảm mạnh so với dự báo thặng dư khoảng triệu đường, nguyên nhân xuất phát từ sụt giảm sản lượng bất ngờ Brazil Tại Braxin, quốc gia sản xuất đường lớn giới, sản lượng đường năm tới dự kiến giảm lần vòng năm qua ảnh hưởng khủng hoảng tín dụng hoạt động tái trồng mía sử dụng phân bón Thêm vào đó, thời tiết khơ hạn miền Nam – khu vực sản xuất đường nhiều quốc gia - làm sản lượng giảm đáng kể Ấn Độ, nước sản xuất đường lớn thứ hai tiêu thụ lớn giới, dự báo tăng sản lượng lên 24,5 triệu năm có lần vịng năm nguồn cung vượt cầu Ấn Độ nước sản xuất đường lớn đựơc dự báo sản lượng tăng Ở Trung Quốc, sản lượng đường năm 2011 dự kiến đạt 11 triệu tấn, tiêu thụ 14,62 triệu Điều có nghĩa Trung Quốc phải đối mặt với thiếu hụt đường sau nguồn dự trữ quốc gia sụt giảm mạnh khiến nước phải tăng nhập tới 60% năm Tính đến tháng 12/2010, dự trữ đường phủ Trung Quốc cịn khoảng triệu tấn, thấp nhiều so với mức dự trữ coi an toàn cho tháng thường lệ, tương đương triệu Tại Australia, tình trạng mưa nhiều tiếp tục gây khó khăn cho cơng tác thu hoạch mía, sản lượng đường năm dự kiến giảm khoảng 21% xuống mức 3,58 triệu tấn, mức thấp vòng thập kỷ qua Australia đẩy nhanh tiến độ vụ mùa 2011-2012 Vụ mùa ép mía Australia bắt đầu thu hoạch 25% tổng sản lượng mía, vụ mùa năm sản lượng mía Australia dự báo khoảng 30 triệu tấn, cao so với mức 27.5 triệu vụ mùa năm trước Tại Philippin, sản lượng đường năm tới dự kiến giảm 5% xuống khoảng 1,87 triệu tượng thời tiết El Nino làm chậm tiến trình trồng mía Hiện nước lên kế hoạch nhập đường nhằm đáp ứng nhu cầu cho tháng đầu năm 2011 Tại Inđônêxia, nhu cầu mạnh từ ngành sản xuất thực phẩm đồ uống khiến phủ nước lên kế hoạch nhập 2,425 triệu đường thô năm 2011, tăng 5% so với năm 2010 Ở Thái Lan, nước xuất đường lớn thứ hai giới, lượng đường dành cho xuất năm dự báo giảm 5% xuống 4,4 triệu - mức thấp kể từ năm 2006 2.1.2 Nước ta Ngành sản xuất đường Việt Nam có từ lâu đời, từ người dân biết làm nên mật mía từ mía, ngành cơng nghiệp mía đường Việt Nam bắt đầu phát triển vào đầu năm 1990, non trẻ lạc hậu Cho đến giai đoạn ngành mía đường Việt Nam chưa phát triển mạnh để trở thành ngành công nghiệp chủ lực kinh tế.Nước ta sản xuất loại đường chính: − Đường tinh luyện RE hay gọi đường cát trắng − Đường vàng RS − Đường xay (hay đường thô) Đặc trưng ngành mía đường Việt Nam có tính thời vụ, thường chủ yếu thu hoạch, vận chuyển sản xuất thời gian khoảng tháng (tháng 11 đến tháng năm sau), sau tồn kho thành phẩm để bán cho tháng lại năm Vì phí tồn trữ hàng hóa cao giá thành sản phẩm cao Hiện tại, sản xuất đường nước đáp ứng khoảng 70% nhu cầu tiêu thụ, phần lại chủ yếu nhập từ Trung Quốc Thái Lan Nhìn chung qua năm, tình trạng cạnh tranh không diễn dội nguồn cung yếu cầu Tuy nhiên năm 2011, sản lượng đường nước đáp ứng nhu cầu tiêu thụ, Bộ Cơng Thương lại cho nhập 250.000 đường gây tình trạng dư thừa Sản lượng sản xuất nước năm gần dao động quanh mức 900.000 – 1,1 triệu tấn/năm; nhu cầu khoảng 1,4 – 1,5 triệu Loại trừ khoản nhập lậu qua biên giới, năm Việt Nam cần nhập hạn ngạch khoảng 300.000 đường Việt Nam phải nhập đường gần 30% sản lượng tiêu thụ hàng năm, cạnh tranh doanh nghiệp nội địa thấp, giá đường nước bị tác động lớn giá đường giới Ngành cơng nghiệp mía đường nước ln tình trạng thiếu hụt nguyên liệu, nguyên nhân: − Việc trồng mía thỏa thuận hai bên: người trồng mía chủ doanh nghiệp sản xuất mía Chính yếu tố mà diện tích trồng mía khơng ổn định suất mía chưa thực cao Chưa chủ động nguồn cung mía nguyên liệu Hầu hết nhà máy thu mua mía dân mà chưa có vùng trồng riêng Do vậy, chất lượng mía sản lượng chưa đáp ứng − Vùng nguyên liệu mía liên tục bị thu hẹp, người trồng mía dần chuyển hướng chọn cho giá trị kinh tế cao khác chi phí trồng thu hoạch mía cao, cộng với giá mía biến động thất thường đơi khơng đủ bù đắp tiền công thu hoạch, tạo tâm lý bấp bênh cho người trồng mía Đã có vụ mùa người trồng mía bán nhỏ lẻ cho sở làm mật, đường nhỏ lẻ thủ công thay bán cho nhà máy giá mía q rẻ − Diện tích mía trước thời điểm kết thúc chương trình triệu đường (năm 2000) đạt đỉnh 344.000 héc ta sản lượng mía 15 đến năm 2006 mức 288.000 héc ta sản lượng mía 16,7 triệu tấn, cần sản lượng mía tăng bình qn 3,9%/năm có đủ mía ngun liệu để đạt mục tiêu 1,5 triệu đường, công suất nhà máy đường lớn − Tuy nhiên, sản lượng mía năm 2010 đạt xấp xỉ 16 triệu tấn, sản lượng đường niên vụ đánh giá đạt gần 1,1 triệu tấn, tăng 100.000 so với dự báo tăng khoảng 150.000-200.000 10 Bảng thành phần hóa học chất thải rắn từ sản xuất mía đường ( phần trăm khối lượng ) (Nguồn: Công ty môi trường Ngọc Lân) Mật rỉ Nước Đường Chất khử Hợp chất Nito Axit hữu Tro Chất màu Bùn lọc 26 51 4,5 5,6 10,6 0,5 Nước Sáp, chất béo Xơ Đường Protein tro Bã mía 75 3,5 7,5 Nước Zenlulo Pentoza Lignin Sáp, protein tro 50 22,5 16 1,5 3.5 Ô nhiễm mùi Mỗi ngày hàng trăm bã thải thải Đây nguồn chất thải dễ lên men, thối dễ bị khuếch tán theo gió, trơi theo mưa nên việc không thu gom chế biến gây ô nhiễm nặng môi trường xung quanh… CHƯƠNG 4: KIỂM SỐT Ơ NHIỄM TRONG TỒN BỘ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG 4.1 Các phương pháp xử lý nước thải 34 4.1.1 Hạn chế đường theo nước thải Giá trị BOD đường sacaroza 0,49 mg O2/mg đường Đường nguồn quan trọng BOD nước thải nhà máy đường Hạn chế đường theo nước thải làm giảm tổn thất đường mà làm tăng tổng thu hồi sản xuất làm giảm độ ô nhiễm nước thải Phương pháp hạn chế làm đường nước thải phương pháp xử nước thải mà nhà máy đường áp dụng đơi với việc làm tăng tổng thu hồi nhà máy 4.1.2 Tồn trữ nước thải Bằng cách giữ lại toàn nước thải nhà máy chứa hồ lớn để nước thải có thời gian tự phân hủy từ 70-150 ngày BOD nước thải từ 190-1015 ppm giảm xuống từ 10-15 ppm Đây phương pháp xử lý đơn giản nhiên đòi hỏi tốn nhiều thời gian có diện tích đất rộng, phù hợp với nhà máy đường đặt xa khu dân cư, hoang vắng, đất rộng, người thưa 4.1.3 Hồi lưu nước thải Nước thải loại (từ cột ngưng tụ tạo chân không thùng quay: giàn bốc hơi, nồi nấu đường, máy lọc chân không thùng quay, có BOD=