CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG
1.3 CÁC NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG
1.3.1 Nước thải:
a) Nguồn gốc:
Nước thải từ khu ép mía.
Ở đây, nước dùng để ngâm ép đường trong mía và làm mát các ổ trục của máy ép. Loại nước thải này có BOD cao (do có đường thất thoát) và có chứa dầu mỡ.
Nước thải rửa lọc, làm mát, rửa thiết bị và rửa sàn.
Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và chất lơ lửng cao.
Nước làm mát được dùng với lượng lớn và thường được tuần hoàn hầu hết hoặc một phần trong quy trình sản xuất. Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi trong nồi nấu hoặc nồi chân không. Nước chảy tràn từ các tháp làm mát thường có giá trị BOD thấp. Tuy nhiên, do chế độ bảo dưỡng kém và điều kiện vận hành không tốt nên có lượng đường đáng kể thất thoát trong nước làm mát. Lượng nước này sẽ được thải đi.
Nước rò rỉ và nước rửa sàn, rửa thiết bị tuy có lưu lượng thấp và được xả định kỳ nhưng có hàm lượng BOD rất cao.
SVTH: Trần Thanh Vạn 13 GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
Nước thải từ khu lò hơi:
Nước thải lò hơi được thải định kỳ, với đặc điểm là chất rắn lơ lửng cao, và giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm.
Ngoài ra còn có các hóa chất làm trong và tẩy màu:
Vôi CaCO2:
Có tác dụng trung hòa các axit hữu cơ có trong nước mía.
Phản ứng với axit phootsphoric tạo Ca3(PO4)2. Kết hợp với hợp chất nitơ và pectin tạo kết tủa.
Làm kết tủa các hợp chất tạo màu gốc chlorophyll và anthocyanin.
Tác dụng với sucrose tạp saccharates, glucosates.
Khí SO2:
Trung hòa lượng vôi thừa:
Ca(OH)2+ H2SO3= CaSO3+ H2O Tẩy màu nước mía.
Khí CO2: Hấp phụ chất tạo màu.
H3PO4:
Kết hợp với vôi để làm trong nước mía.
Hóa chất tẩy màu:
Dùng Na2S2O4.
Nước thải từ các công đoạn trong nhà máy được phân thành các nhóm sau đây:
- Nhóm A: nước thải có độ nhiễm bẩn không cao, chủ yếu có nhiều chất lơ lửng ở dạng vô cơ nên chỉ cần lọc sơ bộ qua song chắn rác và lắng tiếp xúc để loại bỏ chất lơ lửng, sau đó trộn với nước thải đã xử lý và nước ngưng tụ rồi xả ra nguồn tiếp nhận.
- Nhóm B: nước thải có nhiều chất hữu cơ cần được tách riêng để xử lý.
- Nhóm C: nước ngưng tụ từ lò hơi, không bị nhiễm bẩn nên dùng để pha loãng với nước thải đã qua xử lý và thải ra nguồn tiếp nhận.
b) Thành phần, tính chất của nước thải:
Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là có giá trị BOD cao và dao động nhiều.
SVTH: Trần Thanh Vạn 14 GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các hợp chất vô cơ. Trong điều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa than và nước thải từ các quy trình khác có tổng chất rắn lơ lửng không đáng kể. Chỉ có một phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước, một ít bột trợ lọc, vải lọc do mục nát tạo thành các sợi nhỏ lơ lửng trong nước. Nhưng trong điều kiện các thiết bị lạc hậu, bị rò rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù trong nước thải có thể tăng cao.
Bảng 1.3 BOD5 trong nước thải công nghiệp mía đường Các loại nước thải Nhà máy đường thô
(mg/l)
Nhà máy tinh chế đường (mg/l)
Nước rửa mía cây 20-30 -
Nước ngưng tụ 30-40 4-21
Nước bùn lọc 2900-11000 730
Chất thải than - 750-1200
Nước rửa xe các loại - 15000-18000
Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit. Trong trường hợp ngoại lệ, độ pH có thể tăng cao do có trộn lẫn CaCO3 hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngoài các chất đã nói trên, trong nước thải nhà máy đường còn thất thoát lượng đường khá lớn, gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy.
Ngoài ra còn có các chất màu anion và cation (chất màu của các axit hữu cơ, muối kim loại tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất không đường dạng hữu cơ (các axit hữu cơ), dạng vô cơ (Na2O, SiO2, Ca, P2O5, Mg và K2O). Trong nước thải xả rửa các cột resin thường có nhiều ion H+, OH-.
Bảng 1.4 Tổng kết chất lượng nước thải mía đường [5]
STT Thông số Đơn vị Giá trị QCVN 40:2011/BTNMT ( cột B)
1 pH - 7,5-8 5,5 – 9
2 BOD mg/l 600-900 50
3 COD mg/l 1000-2000 150
SVTH: Trần Thanh Vạn 15 GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
4 SS mg/l 200-800 100
5 Tổng N mg/l 10-30 40
6 Tổng P mg/l 20-40 6
c) Một số so sánh với nước thải các ngành khác
Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là có giá trị BOD cao và dao động nhiều.
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các hợp chất vô cơ.
Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit.
1.3.2 Khí thải:
Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dùng bã mía làm nhiên liệu, từ quá trình xử lý nước mía bằng CO2 và SO2 của công đoạn bổ sung.
Khói của lò đốt bã mía và than. Khi đốt lò tạo ra CO2, tro và khí than. Trong mía không có các kim loại nặng và chất độc hại, chủ yếu là lượng khí than thải vào không khí.
Hơi của lò đốt lưu huỳnh khi gặp sự cố có thể thoát một phần ra ngoài. Khí SO2
rất độc cho người, hấp thụ hơi nước tạo thành axit H2SO4 gây ăn mòn các bề mặt kim loại.
Sự tỏa hơi của nước mía có chứa một lượng đường nhỏ phát tán vào không khí và bụi đường ở các công đoạn sàng, đóng bao.
1.3.3 Chất thải rắn:
Rỉ đường: sản phẩm phụ của sản xuất đường.
Bã mía chiếm 26,8%-32% lượng mía ép.
Bùn lọc: là cặn của công đoạn làm trong nước mía thô. Bùn có độ ẩm 75-77%
chiếm 3,82 – 5,07% lượng mía ép.
Tro lò hơi: chiếm 1,2% lượng bùn mía. Thành phần chính của tro là SiO2 chiếm 71-72%. Ngoài ra còn có Fe2O3, Al2O3, K2O,…cùng với bùn, tro được dùng để sản xuất phân hữu cơ.
1.3.4 Mùi hôi:
SVTH: Trần Thanh Vạn 16 GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
Mỗi ngày hàng trăm tấn bã thải được thải ra ngoài. Đây là nguồn chất thải dễ lên men, hôi thối và dễ bị khuếch tán theo gió, trôi theo mưa nên việc không thu gom chế biến sẽ gây ô nhiễm nặng môi trường xung quanh.