thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột mì Thủ Đức

i





Để hoàn thành tốt luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ của mọi người.
Trước tiên con xin cảm ơn bố mẹ, người luôn luôn giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt
nhất để con hoàn thành tốt việc học tập trên giảng đường đại học. Người luôn động
viên, an ủi, luôn bên con khi con cần lời khuyên hay khi con vấp ngã.
Em xin cảm ơn tất cả các Thầy Cô trong khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách
Khoa đã tận tình chỉ dạy, cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn PGS – TS. Nguyễn Văn Phước và Th.S Nguyễn
Thò Thanh Phượng đã hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn
này.
Em xin cảm ơn quý Thầy Cô phản biện đã dành thời gian quan tâm đến luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn các cô chú, các anh chò tại cơ sở sản xuất tinh bột mì Thủ
Đức đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn này .
Xin cảm ơn tập thể lớp Kỹ thuật Môi trường khóa 2001 đã cho tôi những ngày khó
quên. Đặc biệt, các bạn sinh viên cùng làm việc trong Phòng thí nghiệm Khoa Môi
trường đã giúp đỡ tôi rất nhiều .






ii


MỤC LỤC

MỤC LỤC ii
DANH SÁCH BẢNG v
DANH SÁCH HÌNH vi
KÝ HIỆU VIẾT TẮT viii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ix
Chương. MỞ ĐẦU 1
1. Sự cần thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Phương pháp nghiên cứu 1
4. Nội dung nghiên cứu 1
4. Ý nghóa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
Chương 1 .TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT 3
1.1. Tổng quan về khoai mì 4
1.1.1. Cấu trúc củ khoai mì 5
1.1.2. Thành phần hoá học 6
1.2. Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 7
1.3 Thành phần tính chất nước thải 9
1.4 Một số công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai đã được áp dụng tại các nhà
máy sản xuất tinh bột tại Việt Nam 10
Chương 2 .TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 12
2.1. Tổng quan về công nghệ xử lý 13
2.1.1. Phương pháp cơ học 13
iii
2.1.2. Phương pháp hoá lý 14
2.1.3. Phương pháp hoá học 15
2.1.4. Phương pháp sinh học 15
2.2 Tổng quan về màng vi sinh vật 31
2.2.1 Cấu tạo và hoạt động của màng vi sinh vật 31
2.2.2 Những đặc tính sinh học của màng vi sinh vật 33

2.2.3 Những ưu điểm của màng vi sinh vật 34
2.2.4 Những nhược điểm của màng vi sinh vật 35
2 3. Lựa chọn công nghệ xử lý 36
2.3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ 36
2.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải tinh bột 37
Chương 3. MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38
3.1. Mô hình kết hợp Lọc sinh học kỵ khí và Lọc sinh học hiếu khí 39
3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 39
3.1.2. Mô hình nghiên cứu 39
3.1.3. Nguyên tắc hoạt động 40
3.2. Phương pháp nghiên cứu 41
3.2.1. Đối tượng nghiên cứu 41
3.2.2. Tiến trình thí nghiệm 41
Chương4 . KẾT QỦA VÀ BÀN LUẬN 42
4.1 Kết quả mô hình vận hành ở nồng độ COD vào: 500 mg/l 43
4.1.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 43
4.1.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 45
4.2 Kết quả vận hành mô hình ờ nồng độ COD vào : 1000 mg/l 46
4.2.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 47
iv
4.2.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 49
4.3 Kết quả vận hành mô hình ở nồng độ COD vào : 2000 mg/l 50
4.3.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 50
4.3.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 53
4.4 Kết quả vận hành mô hình ờ nồng độ COD vào : 4000 mg/l 54
4.4.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 54
4.4.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 56
4.5 Kết quả vận hành ở nồng độ COD vào : 6000 mg/l 59
4.5.1 Kết quả khảo sát theo thời gian 59
4.5.2 Kết quả khảo sát theo chiều cao mô hình 60

4.6 Bàn luận 62
Chương 5 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64
5.1. Kết luận 65
6.2 Kiến nghò 65
PHỤ LỤC 66
PHỤ LỤC 1 67
PHỤ LỤC 2 73
PHỤ LỤC 3 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 80












v





DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hoá học trong khoai mì 6
Bảng 2 Tính chất nước thải tinh bột mì Error! Bookmark not defined.

Bảng 2 .1 Các hợp chất gây độc và ức chế quá trình kỵ khí 27
Bảng 2.2 Mô hình động học sử dụng quá trình xử lý kỵ khí 30
Bảng p.1 Sự biến thiên pH, COD và N-NH
3
trong mô hình ở nồng độ COD = 500 mg/l
67
Bảng p.2 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD =
500 mg/l 67
Bảng p.3 Sự biến thiên pH, COD và N-NH
3
trong mô hình ở nồng độ COD = 1000 mg/l
68
Bảng p.4 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở COD = 1000
mg/l 68
Bảng p.5 Sự biến thiên pH, COD và N-NH
3
trong mô hình ở nồng độ COD =2000 mg/l
69
Bảng p.6 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD
=2000 mg/l 69
Bảng p.7 Sự biến thiên pH, COD và N-NH
3
trong mô hình ở nồng độ COD = 4000 70
mg/l 70
Bảng p.8 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD =
4000 mg/l 70
Bảng p.9 Sự biến thiên pH, COD và N-NH
3
trong mô hình ở nồng độ COD = 6000
mg/l 71

Bảng p.10 Theo dõi sự biến đổi các thông số theo chiều cao mô hình ở nồng độ COD
=6000 mg/l 71
Bảng p 11: Bảng giá trò giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước
thải công nghiệp 79


vi




DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc củ khoai mì theo lát cắt ngang 5
Hình 1.3 Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột Phước Long 10
Hình 1.4 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Tây Ninh 11
Hình 1.5 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất tới hạn tới tốc độ sinh trưởng 19
Hình 2.1 Thể hiện các dòng biến đổi chất trong quá trình phân hủy kỵ khí 23
Hình 2.2 Cấu tạo màng vi sinh vật 31
Hình 2.3 Công nghệ xử lý nước tinh bột bằng công nghệ kết hợp 37
Hình 3 Mô hình kết hợp Lọc kỵ khí và Lọc hiếu khí 39
Hình 4.1 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 44
Hình 4.2 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 43
Hình 4.3 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo thời gian ở nồng độ COD = 500 mg/l 43
Hình 4.4 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 500 mg/l 46
Hình 4.5 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD =500 mg/l 45
Hình 4.6 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo chiều cao ở nồng độ COD =500 mg/l 45

Hình 4.7 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 48
Hình 4.8 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 47
Hình 4.9 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo thời gian ở nồng độ COD = 1000 mg/l 47
Hình 4.10 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 50
Hình 4.11 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 49
Hình 4.12 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo chiều cao ở nồng độ COD = 1000 mg/l 49
Hình 4.13 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 52
Hình 4.14 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 51
Hình 4.15 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo thời gian ở nồng độ COD = 2000 mg/l 51
Hình 4.16 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 54
Hình 4.17 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 53
Hình 4.18 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo chiều cao ở nồng độ COD = 2000 mg/l 53
Hình 4.19 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 56
Hình 4.20 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 55
Hình 4.21 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo thời gian ở nồng độ COD = 4000 mg/l 55
vii
Hình 4.22 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 58
Hình 4.23 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 57
Hình 4.24 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3

theo chiều cao ở nồng độ COD = 4000 mg/l 57
Hình 4.25 Đồ thò sự biến thiên pH theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 60
Hình 4.26 Đồ thò sự biến thiên COD theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 59
Hình 4.27 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo thời gian ở nồng độ COD = 6000 mg/l 59
Hình 4.28 Đồ thò sự biến thiên pH theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 62
Hình 4.29 Đồ thò sự biến thiên COD theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 61
Hình 4.30 Đồ thò sự biến thiên N-NH
3
theo chiều cao ở nồng độ COD = 6000 mg/l 62
Hình p.1 Đồ thị sự biến thiên COD và hiệu quả khử COD ở các tải khác nhau. Error!
Bookmark not defined.
Hình 5.2 Đồ thị sự biến thiêên NH
3
và hiệu quả khử NH
3
tại các tải khác nhau. Error!
Bookmark not defined.
Hình p.1 Mô hình động công nghệ kết hợp lọc kỵ khí và lọc hiếu khí 74
Hình p.2 Qui trình khuấy trộn bột khoai mì 75
Hình p.3 Nước thải chảy tràn tại cơ sở sản xuất tinh bột mì 75
Hình p.4 Bã thải khoai mì 76
Hình p.5 Bể chứa nước thải tinh bột mì 76

viii








KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BOD Biological Oxyzen Demand : Nhu cầu oxy sinh hóa.
COD Chemical Oxyzen Demand : Nhu cầu oxy hóa học.
SS Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng.
VS Volatile Solid : Chất rắn bay hơi.
VSS Volatile Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng bay hơi.
SBR Sequencing Batch Reactor : Bể xử lý theo mẻ.
MBR Membrain Bio Reactor : Xử lý bằng phương pháp lọc màng sinh học.

UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket : Bể bùn kỵ khí lơ lửng dòng chảy ngược.













ix









TÓM TẮT LUẬN VĂN
Bên cạnh việc mang lại nhiều lợi ích kinh tế, sản xuất tinh bột khoai mì là một
trong những ngành gây ra các tác động lớn đối với môi trường. Các chất thải phát sinh
trong quá trình sản xuất bao gồm nước thải, khí thải và chất thải rắn. Đặc biệt, nước thải
tinh bột khoai mì vơiù lưu lượng lớn và hàm lượng chất hữu cơ cao đã gây nên tình trạng
ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Ngoài ra, các công nghệ xử lý áp dụng đối với nước

thải tinh bột mì hiện nay vẫn chưa đạt hiệu quả cao. Do đó việc nghiên cứu xử lý nước
thải của ngành chế biến tinh bột khoai mì rất cần thiết và có ý nghóa môi trường rất lớn.
Qua quá trình nghiên cứu xử lý nước thải bằng công nghệ mới _ kết hợp lọc sinh học kỵ
khí và lọc sinh học hiếu khí trong cùng một mô hình, luận văn đã đạt được một số kết
quả sau:
 COD sau khi xử lý đạt chuẩn xả thải loại B ( TCVN 5945-1995), COD < 100
mg/l khi vận hành ở tất cả các nồng độ COD đầu vào trong giai đoạn ổn đònh.
Hiệu quả khử COD đạt khoảng 98%.
 Hiệu quả xử lý N-NH
3
có thể lên đến 95%.
 Đề xuất công nghệ đơn giản, khả năng chòu biến động tải lượng ô nhiễm cao, chi
phí thấp và không đòi hỏi việc xử lý bùn phát sinh trong quá trình vận hành.






x


Chương mở đầu
1
Chương. MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Ô nhiễm bởi nước thải tinh bột mì đang là hiện trạng bức xúc cần phải giải quyết
cấp thiết tại các làng nghề sản xuất tinh bột mì. Loại nước thải này đã gây tác hại trực
tiếp đến môi trường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nước thải tinh bột mì vơiù
lưu lượng lớn ( trung bình khoảng 45 triệu m

3
/ năm ở nước ta) và có nồng độ chất hữu cơ
cao đang là một vấn đề đáng được quan tâm.
Hiện nay, nhiều công nghệ xử lý nước thải tinh bột khoai mì đã được áp dụng ở
nước ta như: áp dụng phương pháp sinh học kò khí (UASB), phương pháp hoá lý (keo tụ)ï
kết hợp phương pháp sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính), hồ sinh học (kò khí, tùy nghi,
hiếu khí). Tuy nhiên, thực tế cho thấy các hệ thống hoạt động không hiệu quả và khá
phức tạp. Vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu một công nghệ xử lý vừa có hiệu quả về mặt
kinh tế cũng như về mặt kỹ thuật. Từ đó luận văn đề xuất một công nghệ mới : kết hợp
lọc sinh học kỵ khí và lọc sinh học hiếu khí trên cùng một công trình .
2. Mục đích của đề tài
Xác đònh hiệu quả xử lý COD, N-NH
3
trên mô hình sinh học kết hợp: Lọc sinh học kỵ
khí kết hợp lọc sinh học hiếu khí cho xử lý nước thải tinh bột khoai mì.
3. Phương pháp nghiên cứu
 Điều tra nghiên cứu, sưu tầm và tổng hợp tài liệu.
 Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu.
- Lấy mẫu theo thời gian và theo chiều cao mô hình.
- Phân tích các chỉ tiêu pH, COD, N- NH
3
, N- tổng…. theo standard method for the
examination of water and wastewater, 1994.
 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm.
4. Nội dung nghiên cứu
 Tổng quan về công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì và một số công nghệ xử lý đang
được áp dụng ở nước ta.
 Xác đònh thành phần, tính chất nước thải tinh bột khoai mì.
Chương mở đầu
2

 Thiết lập và nghiên cứu mô hình kết hợp :Lọc sinh học kỵ khí và Lọc hiếu khí.
 Phân tích hiệu quả xử lý của mô hình động.
5. Ý nghóa khoa học và thực tiễn của đề tài
 Xác đònh các thông số vận hành cho mô hình lọc sinh học kết hợp
 Đánh giá hiệu quả xử lý và khả năng áp dụng thực tiễn.
 Đề xuất phương án xử lý hữu hiệu cho nước thải sản xuất tinh bột với nhiều ưu
điểm như đơn giản, chi phí thấp, tiết kiệm diện tích đất….







Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
3









Chương 1 .
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ
BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ

Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
4
1.1. TỔNG QUAN VỀ KHOAI MÌ
Khoai mì (Casava) hay còn gọi là củ sắn có tên khoa học là Manihotesculenta
Crantz; là cây lương thực vùng nhiệt đới, được trồng nhiều ở các nước có khí hậu nhiệt
đới hoặc cận nhiệt đới. Nguồn gốc cây khoai mì từ khu lưu vực sông Amazone_ Châu
Mỹ rồi sau đó phát triển đến các nước Châu Phi và khu vực Đông Nam Á. Ở một số
nước, khoai mì được dùng làm thực phẩm chính. Khoai mì có thể được chế biến và sử
dụng dưới dạng tươi hoặc chế biến dưới dạng lát khô, dạng bột hoặc tinh bột.
Ở nước ta, từ thế kỉ 16, khoai mì đã là một trong những cây hoa màu được trồng
và khai thác làm lương thực phổ biến và cho đến nay khoai mì đã trở thành một phần
không thể thiếu trong đời sống hàng ngày của người dân Việt Nam. Củ khoai mì được
sử dụng làm một trong những nguồn cung cấp glucide trong thành phần thức ăn. Nhưng
khi dùng khoai mì làm lương thực phải bổ sung thêm protein và chất béo mới đáp ứng
đủ nhu cầu dinh dưỡng cho con người và gia súc.
Khoai mì có hàm lượng tinh bột lớn và cho năng suất thu hoạch cao. Từ năm 80

đến nay, sản lượng khoai mì của nước ta đạt 3 triệu tấn một năm. Trong những năm
gần đây, do nhu cầu phát triển của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, chăn nuôi,
nền công nghiệp trong cả nước phát triển mạnh trong đó có cây khoai mì với các giống
mới có năng suất cao, hàm lượng tinh bột nhiều nên được nông dân ưa chuộng và trồng
trên quy mô đại trà.
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp nói chung, công nghiệp chế
biến thực phẩm cũng đang trên đà phát triển mạnh và có nhu cầu lớn về tinh bột nhằm
chế biến các sản phẩm như bánh kẹo, mạch nha, đường Glucoza, bột ngọt hay thực
phẩm dưới dạng tinh bột qua chế biến như miến, mì tôm ….Chính vì thế ngày nay, công
nghệ tách tinh bột cũng ngày càng phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội.
Hiện nay ở phía nam, những vùng có diện tích trồng và thu hoạch khoai mì có
sản lượng cao như Quy Nhơn, Đồng Nai, Bình Phước, Tây Ninh đã và đang xây dựng
nhà máy tinh bột khoai mì với năng suất và chất lượng cao.
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
5
1.1.1. Cấu trúc củ khoai mì
Củ khoai mì thường có dạng hình trụ, vót hai đầu, kích thước thì tuỳ thuộc vào điều
kiện mà dao động trong khoảng 2 – 10 cm đường kính. Cấu trúc gồm 4 phần chính như
hình 1.1

Hình 1.1 Cấu trúc củ khoai mì theo lát cắt ngang
Vỏ gỗ gồm nhiều tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu là cenlulose và hemi_cenlulose,
không có tinh bột. Vỏ gỗ thường chiếm 0.5 – 5% trọng lượng củ, khi chế biến vỏ gỗ
thường kết dính với đất đá và các chất hữu cơ khác.
Lớp vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 5 – 20 % trọng lượng củ. Cấu tạo gồm các tế
bào thành dày, thành tế bào chủ yếu là cenlulose,bên trong tế bào là các hạt tinh bột,
các chất chứa Nitrogen và dòch bào. Trong dòch bào có Tanin,sắc tố, độc tố,enzyme ….
Vỏ cùi có nhiều tinh bột nên khí chế biến nếu tách bỏ thì sẽ tổn thất một phần tinh bột
đáng kể còn nếu giữ lại thì nhiều chất trong dòch bào làm ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm.

Thòt củ khoai mì là thành phần chủ yếu trong củ, bao gồm các tế bào nhu mô thành
mỏng là chính, thành phần chủ yếu là cenlulose, pentosan. Bên trong tế bào là các hạt
tinh bột, nguyên sinh chất, glucose hoà tan và các nguyên tố vi lượng khác. Những tế
bào xơ bên ngoài thòt củ chứa nhiều tinh bột, càng vào sâu bên trong lượng tinh bột
càng giảm dần. Ngoài tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh
bột, cấu tạo từ cenlulose nên cứng như gỗ gọi là xơ.

Lớp vỏ gỗ
Lớp vỏ cùi
Phần thòt củ
Phần lõi
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
6
Lõi củ khoai mì nằm ở trung tâm dọc suốt theo thân củ, chiếm khoảng 0.3 – 1 % trọng
lượng củ. Thành phần chứa trong củ hầu như toàn bộ đều là cenlulose và hemi-
cenlulose.
1.1.2. Thành phần hoá học
Thành phần hoá học trong củ khoai mì thay đổi tuỳ thuộc vào giống khoai, loại đất,
cách trồng. Thành phần thông thường được trình bày trong bảng 1.1
Bảng 1.1 Thành phần hoá học trong khoai mì
Thành phần
Tỷ lệ
( % trọng lượng củ )
Nước ( H
2
O )
Tinh bột ( C
6
H
10

O
5
)
n

Protein
Lipid
Cenlulose(C
6
H
10
O
5
)
n

Đường C
6
H
12
O
6

Tro
70.25
21.45
1.12
0.4
1.11
4.13

0.54

(Nguồn Đoàn Dụ và các cộng sự)
Đường trong củ khoai mì chủ yếu là glucese, mantose, saccarose. Khoai mì càng già
thì hàm lượng đường càng giảm, trong chế biến, đường hoà tan vào nước thải ra ngoài
theo nước dòch.
Ngoài các thành phần có giá trò dinh dưỡng, trong củ khoai mì còn có tanin, sắc tố và
các hệ enzyme phức tạp. Trong số các enzyme thì polyphenoloxydaza xúc tác quá
trình oxy hoá polyphenol thành orthoquinol sau trùng hợp với các chất không có gốc
phenol như acid_amine tạo thành các chất màu. Những chất này gây khó khăn trong
việc chế biến và chất lượng của sản phẩm.
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
7
Phaseolutanin tập trung ở vỏ cùi,dễ tách trong quá trình chế biến, hoà tan trong nước
vì vậy khi chế biến, độc tố hoà tan theo nước thải ra ngoài. Trong chế biến nếu không
tách dòch bào nhanh thì acid cyanhydric sẽ tác dụng với sắt trong củ hoặc trong nước
tạo thành ferroxy cyanate có màu xám làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Trong thành phần khoai mì có chứa độc tố chính là Cyanide ( CN
-
). Cyanide là
nguyên tố chính gây độc tính cao đối với sức khoẻ con người. Hàm lượng CN
-
trong
nước thải tinh bột khoai mì trung bình khoảng 5 – 25 mg/l. Trong điều kiện thông
thường, CN
-
thường tồn tại ở dạng linamarin và có khả năng tự phân huỷ ở pH thấp.
1.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ
Khoai mì là một trong những loại hoa màu có hàm lượng tinh bột tương đối cao (từ 62
đến 65% lượng chất khô). Mục đích chủ yếu của công nghệ là lấy tinh bột đến mức tối

đa có thể bằng cách phá vỡ cấu trúc thực vật, giải phóng tinh bột. Do tinh bột không
hoà tan trong nước, kích thước hạt nhỏ, tỷ trọng hạt tinh bột chênh lệch nhiều so với
nước, nên phương pháp chủ yếu trong sản xuất là nghiền, rây, rửa và lắng hoặc ly tâm.
Do đó, công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì cụ thể như sau:
Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì gồm các khâu như sau:
Chuẩn bò nguyên liệu: Công đoạn này bao gồm thao tác rửa, cắt khúc, loại bỏ phần
rễ, lớp vỏ gỗ và đất cát bám trước khi đưa vào nghiền. Nguyên liệu được đưa vào
thùng rửa bằng tay hay băng chuyền. Tại thùng rửa củ, đất cát và phần vỏ gỗ được chà
xát bằng lô cuốn có gắn các sợi kim loại trên bề mặt kết hợp với nước rửa được bơm
vào liên tục. Kết thúc công đoạn này, củ được tách ra khỏi lớp vỏ gỗ. Các tạp chất theo
nước thải ra ngoài và được thu gom ở lưới chắn rác.
Nghiền nguyên liệu và tách bã: Nguyên liệu sau khi rửa và cắt khúc qua máy mài
chuyền thành dạng bột nhão, sau đó vào máy rây tách bã. Ở máy rây, nước sạch cũng
được bơm vào liên tục với mục đích rửa sạch lớp bột bám trên bã. Nước dòch sữa bột
sau khi qua máy rây được đưa về thùng chứa và trộn với dung dòch H
2
SO
3
để tẩy trắng
bột.
Tách tinh bột: Từ thùng chứa sữa bột được bơm vào máy bơm ly tâm sau đó lại được
trộn với dung dòch tẩy H
2
SO
3
hoặc được bơm vào máy ly tâm tách dòch lần 2. Máy ly
tâm hoạt động liên tục, tinh bột được tháo ra liên tục. Nước sau khi qua ly tâm tách
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
8
dòch ra ngoài. Lượng nước sạch được phun vào trong khi ly tâm dưới dạng tia nước áp

lực cao để rửa bột. Bể lắng cũng được dùng để lắng bột nhưng hiệu suất kém hơn chỉ
phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ. Qua giai đoạn ly tâm tách dòch đồng thời rửa sạch
tinh bột, sản phẩm sau khi qua ly tâm có độ trắng đạt yêu cầu. Hiệu suất thu hồi bột
đạt xấp xỉ 90%. Tinh bột ướt có độ ẩm khoảng 40% sau đó được ly tâm một lần nữa để
tách bớt nước và được sấy khô, làm nguội, đóng bao.
Các cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì thủ công ở Thủ Đức công suất trung bình, nhỏ,
sản xuất theo công nghệ cổ điển được trình bày trong hình 1.2

Củ mì tươi
Sàng, tách vỏ
Rửa, cắt khúc
Tinh bột ướt
Lắng 1
Lắng 2
Vô bao
Nước, vỏ gỗ, cắt
Nước thải, vụn mì
Nước
Nước
Nước
Nước
Bã, nước thải
Nước, dòch thải
Hình 1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì thủ công
Nghiền, tách
bã
Nước, dòch thải
Hoàn thiện tại công ty

khác
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
9
1.3 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
Quá trình sản xuất khoai mì cần sử dụng một lượng nước rất lớn ( 15 ÷ 20 m
3
/tấn sản
phẩm ). Nước thải thông thường không được xử lý hoặc chỉ được xử lý qua loa rồi thải
ra môi trường. Các chất hữu cơ trong nước phân huỷ kỵ khí gây mùi khó chòu, ô nhiễm
nguồn nước, tắc nghẽn đường ống ….
Bảng 2.1 Tính chất nước thải tinh bột mì
Chỉ tiêu
Đơn vò
Kết quả
pH

3,8 – 4,5
COD
mg/l
2.500 - 10.000
BOD
5

mg/l
1.540 - 8.750
N-NH
3

mg/l
136 – 300

P tổng
mg/l
4 – 70
CN
-

mg/l
2 – 75
SS
mg/l
120 - 3.000
N tổng
mg/l
250 – 450

Do đặc tính của nước thải có nồng độ ô nhiễm cao nhưng việc quản lý và xử lý chưa được
quan tâm đúng mức đã gây ra các tình trạng như :
 Nước thải ngấm xuống đất làm giảm chất lượng nước ngầm.
 Nước thải chảy tràn gây ô nhiễm đất và làm thay đổi đặc tính của đất từ đó làm
giảm năng suất cây trồng.
 Nước tràn vào ao, hồ, sông rạch bốc mùi hôi thối làm ô nhiễm nước mặt, ảnh hưởng
đến đời sống thuỷ sinh.
 Nước ứ đọng trong cống rãnh và quá trình lắng tụ của phần tinh bột sót lại trong
nước phân huỷ kỵ khí tạo mùi hôi và tắc nghẽn đường ống.
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
10
1.4 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI ĐÃ ĐƯC
ÁP DỤNG TẠI CÁC NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT TẠI VIỆT NAM

Hình 1.3 Công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột Phước Long.
Quy trình công nghệ như sau : nước thải sau sản xuất đi qua song chắn rác để loại bỏ
các chất thải rắn của khâu gọt vỏ, băm nghiền, cắt khúc. Sau đó được đưa vào bể lắng
sơ bộ. Do nước thải có pH thấp và lưu lượng không đều nên được cho vào bể trung hoà
và bể điều hoà. COD của nước thải cao nên phải xử lý bằng bể kỵ khí UASB và tiếp
tục đi qua bể Aerotank , bể lắng 2 trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.

Song chắn rác
Bể UASB
Bể điều hoà
Bể lắng
Bể Aerotank
Bể lắng 2
Máy ép bùn
Nguồn xả
Nước
thải
vào
Chương 1 :Tổng quan về ngành chế biến tinh bột khoai mì
11

Hình 1.4 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Tây Ninh.
Nước thải sau khi đi qua các công trình xử lý sơ bộ , được đưa vào hệ thống gồm 4 bể
lọc kỵ khí nhằm loại bỏ COD và hồ tuỳ tiện trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.










Nước thải tinh
bột mì đầu vào
Song chắn rác
Bể lắng sơ bộ
Bể trung hoà
Bể kỵ khí 2
Nguồn xả
Bể kỵ khí 3
Bể kỵ khí 4
Hồ tuỳ tiện
Nguồn xả
Bể kỵ khí 1

Chương 2 : Tổng quan về công nghệ xử lý
12















Chương 2 .
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
XỬ LÝ

Chương 2 : Tổng quan về công nghệ xử lý
13

Việc lựa chọn một phương pháp xử lý hay phối hợp nhiều phương pháp tuỳ thuộc vào
các yếu tố sau:
 Đặc tính của nước thải: cần xác đònh thành phần cụ thể các chất ô nhiễm trong nước
thải, dạng tồn tại của chúng (lơ lửng, keo, hoà tan…). Khả năng phân huỷ sinh học
và độ độc các thành phần hữu cơ, vô cơ trong nước thải.
 Mức độ yêu cầu xử lý: chất lượng nước đầu ra thoả mãn yêu cầu hay tiêu chuẩn cụ
thể nào đó.
 Chi phí xử lý, điều kiện mặt bằng, đòa hình tại nơi dự kiến xây dựng hệ thống xử lý.
 Chế độ xả và đặc điểm nguồn tiếp nhận; điều kiện thuỷ văn tại khu vực đó.
Hiện nay, nước thải do sản xuất tinh bột khoai mì được xử lý bằng các biện pháp sau:
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1.1. Phương pháp cơ học
Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, người ta thường dùng các phương pháp cơ
học như: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác; lắng dưới tác dụng của lực ly tâm;
trọng lực. Việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào kích thước hạt; tính chất hoá
lý; nồng độ hạt lơ lửng; lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.
 Lọc qua song chắn rác, lưới chắn rác
Đây là bước xử lý sơ bộ, mục đích của quá trình là khử các tạp chất có thể gây ra sự cố
trong quá trình vận hành ở các công trình sau như làm tắc bơm, đường ống dẫn… Do đó
bước này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và thuận lợi cho cả
hệ thống.
 Lắng
Trong xử lý nước thải, quá trình lắng thường được sử dụng để loại tạp chất dạng huyền
phù thô ra khỏi nước. Để tiến hành quá trình này người ta thường dùng các dạng bể
lắng ngang, bể lắng đứng.
Trong nước thải sản xuất tinh bột luôn chứa một lượng tinh bột bò thất thoát do không

đủ thời gian lắng, sau khi thải bỏ chúng sẽ lắng tụ trong hệ thống cống rãnh gây tắc
Chương 2 : Tổng quan về công nghệ xử lý
14
nghẽn đường ống. Ta có thể cho lắng tiếp một thời gin trước khi thải bỏ, phần cặn lắng
có thể làm thức ăn cho gia súc.
2.1.2. Phương pháp hoá lý
Cơ sở của phương pháp này là dựa trên những phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất
ô nhiễm và hoá chất thêm vào. Những phản ứng diễn ra thường là phản ứng oxy hoá
khử, phản ứng trung hoà hay phản ứng phân huỷ. Các phương pháp hoá lý thông
thường: phương pháp keo tụ, phương pháp tuyển nổi….
 Keo tụ
Quá trình keo tụ tạo bông được áp dụng để khử màu, giảm lượng cặn lơ lửng trong xử
lý nước thải. Chất keo tụ có tác dụng làm cho các hạt rất nhỏ trở thành các hạt có kích
thước lớn từ đó lắng dễ dàng hơn. Các chất keo tụ thông thường là phèn nhôm, phèn
sắt… được kết hợp sử dụng với polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả xử lý cho quá trình.
Các chất này trung hoà điện tích các hạt keo trong nước, ngăn cản sự chuyển động hỗn
loạncủa các ion giúp việc liên kết tạo bông thuận lợi.
Phươngpháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn lo lửng trong nước thải tuy nhiên
chi phí xử lý cao, do đó áp dụng phương pháp này không hiệu quả về mặt kinh tế.
 Tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi dùng để tách các hạt rắn hoặc các hạt lỏng ra khỏi nước thải.
Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tách các tạp chất tan như các
chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải được dùng để loại bỏ dầu mỡ, cặn lơ
lửng, bùn hoạt tính….
Phương pháp tuyển nổi có ưu điểm là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi,
chi phí đầu tư và vận hành không lớn. Có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, hiệu quả xử lý
cao, có thể thu hồi tạp chất.
 Hấp phụ
Phương pháp hấp phụ thường được áp dụng ở giai đoạn xử lý sau cùng để khử triệt để
các chất hữu cơ hoà tan sau xử lý sinh học. Phương pháp này còn dùng để xử lý cục bộ

một lượng nhỏ các chất có độc tính cao và không thể phân huỷ bằng con đường sinh
học. Ưu điểm của phương pháp là khả năng xử lý cao, có thể thu hồi, tái sử dụng được
Chương 2 : Tổng quan về công nghệ xử lý
15
chất thải. Chất hấp phụ có thể là than hoạt tính ( phổ biến nhất), các chất tổng hợp,
một số chất thải của sản xuất như : xỉ
2.1.3. Phương pháp hoá học
 Trung hoà
Nước thải thường có chứa acid hoặc kiềm do đó có độ pH khác nhau. Để đảm bảo hiệu
quả cho các công trình sinh học phía sau và tránh hiện tượng ăn mòn ta cần phải đưa
pH về 6.5 ÷8.5 trước khi khi thải vào nguồn tiếp nhận hay đến công trình xử lý tiếp
theo.
 Khử trùng
Phương pháp này dùng để khử khuẩn trong nước thải. Thông thường nước thải sau xử
lý bằng phương pháp sinh học cóthể chứa đến 10
6

vi khuẩn trong 1ml nước thải. Thông
thường người ta dùng các chất có tính oxy hoá cao để khử I khuẩn.
 Oxy hóa
Phương pháp oxy hoá có tác dụng : khử trùng nước, chuyền một nguyên tố hoà tan
sang kết tủa, biến đổi các chất không phân huỷ sinh học thành nhiều chất đơn giản
hơn…
Các chất oxy hóa thông dụng : Ozon (O
3
), Chlorine (Cl
2
), Hydro peroxide (H
2
O

2
),
Kali permanganate (KMnO
4
).
2.1.4. Phương pháp sinh học
Phương pháp xử lý sinh học có ưu điểm lớn so với các phương pháp xử lý khác ở chỗ
chi phí thấp và tính ổn đònh cao, bên cạnh đó hiệu quả xử lý cũng rất cao với thời gian
lưu ngắn đối với các loại nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học.
Ngày nay, trong công nghiệp người ta thường sử dụng biện pháp sinh học để xử lý
nước thải nhờ tinh khả thi và tính kinh tế của nó.
Xử lý bằng biện pháp sinh học là quá trình dựa trên sự sinh trưởng và phát triển của
các vi sinh vật để phân huỷ các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nước thải. Các vi sinh
vật này sử dụng một số hợp chất hữu cơ và các khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và
sinh trưởng nên khối lượng sinh khối tăng lên.