Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần mía đường Cao Bằng

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
KẾT LUẬN – KIẾN NGHI
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo TS. Chu Thị Thu
Hà đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Sự
quan tâm và chỉ bảo tận tình của cô là nguồn động lực rất lớn giúp tôi hoàn thành đồ
án tốt nghiệp của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật
Môi trường và Ban giám hiệu nhà trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
đã cung cấp những kiến thức hết sức qúy báu và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình học tập, rèn luyện tại trường trong những thời gian qua.
Ngoài ra, Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ công nhân viên, các anh chị
phòng kỹ thuật Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng, lãnh đạo chi cục bảo vệ Tài
nguyên và Môi trường Cao Bằng đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu và số
liệu tại hai cơ quan.
Bên cạnh đó tôi cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên
và đóng góp ý kiến cho tôi rất nhiều trong quá trình làm đồ án.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thành đồ án này nhưng đây mới chỉ là bước đầu tiên
trong quá trình nghiên cứu và làm việc của một kỹ sư nghành Công nghệ Kỹ thuật
Môi trường nên tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự
thông cảm và chỉ bảo của các thầy cô và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2015
Sinh viên

Đoàn Thị Thùy Vân
PHẦN MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Đường là một chất dinh dưỡng quan trọng cho sự sống và phát triển của cơ thể
con người và là một thực phẩm ưa dùng cho sinh hoạt hàng ngày. Do nhu cầu tiêu thụ
đường ngày càng tăng nên các nhà máy đường đã được xây dựng với quy mô trên toàn


thế giới và ngành công nghiệp đường ngày càng phát triển. Công nghiệp đường đã
đóng góp nhiều trong phát triển kinh tế, mang lại thu nhập cao, kim ngạch xuất khẩu
lớn, tạo nhiều việc làm cho nhân dân.
Ngành công nghiệp mía đường nước ta đang trên đà phát triển và gây sức ép
khá lớn cho môi trường, đặc biệt là môi trường nước. Nước thải của ngành công
nghiệp mía đường luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của
cacbon, nitơ. Các chất này dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi thối làm ô
nhiễm nguồn nước tiếp nhận. Nước thải chứa phần lớn các chất rắn lơ lửng, khi thải ra
môi trường nó sẽ lắng xuống và tạo nên lớp cặn ở đáy và phá hủy hệ sinh vật trong
nước. Trong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn. Vì vậy, nước thải mía
đường hiện nay đang rất cần những hệ thống xử lý nước thải hiệu quả và phù hợp để
đem lại cân bằng sinh học và cuộc sống của con người.
Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng tiền thân là Nhà máy đường Phục Hòa .
Hiện tại công ty có hệ thống xử lý nước thải nhưng còn sơ sài, chỉ bao gồm hệ thống
bể lắng sơ bộ và hồ sinh học. Nước thải sản xuất của công ty luôn chứa một lượng lớn
các chất hữu cơ, dinh dưỡng, vi khuẩn....gây mất mỹ quan và ô nhiễm nguồn tiếp
nhận. Các chất ô nhiễm trong nước thải không được xử lý không những ảnh hưởng
trực tiếp đến chất nước mặt khu vực, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt của

nhân dân, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản, thuỷ sản trong vùng và gián tiếp ảnh
hưởng đến sức khoẻ cộng đồng. Chúng gây ra những tác động trực tiếp trước mắt và
tiềm ẩn về lâu dài cho môi trường.
Chính vì vậy, đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần
mía đường Cao Bằng’’ mang tính thực tế. Đồ án sẽ góp phần đưa ra các quy trình xử
lý chung giúp nhà máy có thể tự xử lý nước thải trước khi xả ra cống thoát, nhằm thực
hiện tốt những quy định về môi trường của nhà nước.


Mục đích đồ án
- Xây dựng hệ thống xử lý hiện đại, quá trình lắp đặt và vận hành đơn giản với
công suất 680 m3/ngàyđêm.
- Hệ thống xử lý được thiết kế phù hợp với đặc thù công ty, trong tính toán sẽ
dự phòng công suất xử lý khi Công ty sản xuất hết công suất. Nước thải sau xử lý phải
đạt loại B - QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công
nghiệp.
Tóm tắt các nội dung nghiên cứu
Thu thập số liệu có sẵn về vấn đề liên quan đến nước thải, hệ thống xử lý nước thải
Đề xuất công nghệ thích hợp để xử lí nước thải đạt tiêu chuẩn
Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp thu thập tài liệu: Các số liệu đo đạc, phân tích các chỉ tiêu môi trường tại
khu vực dự án và các khu vực xung quanh do Trạm Quan trắc môi trường - Chi cục
Bảo vệ Môi trường Cao Bằng thực hiện.

- Phương pháp tổng hợp, so sánh: Tổng hợp các số liệu thu thập được, so sánh với
tiêu chuẩn môi trường Việt Nam.

- Phương pháp tính toán, thiết kế: Dựa vào các tài liệu và thông tin thu thập được

để tính toán hệ thống xử lý nước thải. Sử dụng phần mềm AutoCad để thiết kế bản
vẽ.

- Trao đổi ý kiến với chuyên gia: Hỏi ý kiến giảng viên hướng dẫn, cán bộ nhân
viên chuyên môn. Hình thức thực hiện phương pháp này thông qua các buổi gặp
gỡ, trao đổi thảo luận với cán bộ chuyên môn, giáo viên hướng dẫn nhằm giải
đáp những thắc mặc của chuyên đề, chỉnh sửa và hoàn thiện nội dung của đồ án.
Bố cục và nội dung nghiên cứu
Phần mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đề xuất sơ đồ công nghệ
Chương 3: Tính toán thiết kế
Kết luận kiến nghị
Tài liệu tham khảo
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN


1.1. Tổng quan về ngành sản xuất đường ở Việt Nam
Ở Việt Nam nguyên liệu chính để sản xuất đường là cây mía. Từ lâu nay, Việt
Nam đã sản xuất mía theo phương pháp thủ công. Đến đầu thế kỉ 20 sản xuất đường
theo hình thức quy mô công nghiệp bắt đầu ra đời do người Pháp mang công nghệ
sang Việt Nam để áp dụng.
Công nghiệp sản xuất đường ở Việt Nam có xu hướng phát triển mạnh và đóng
góp cho việc xây dựng nền kinh tế đáng kể. Tuy nhiên ngành mía đường ở Việt Nam
nhìn chung khá lạc hậu so với thế giới. Trước năm 1954 cả miền bắc không có một
nhà máy đường nào. Sau năm 1975 miền nam đã hồi phục các nhà máy đường Bình
Dương, Hòa Hiệp, Biên Hòa xây dựng các nhà máy đường mới như La Ngà, Lam Sơn,
Tây Ninh. Ngoài các nhà máy lớn còn xuất hiện nhiều cơ sở sản xuất thủ công, thô sơ,
năng xuất thấp ở các vùng trồng mía. Công nghiệp sản xuất mía đường ở Việt Nam là
ngành gây ô nhiễm khá lớn do công nghệ lạc hậu. Trong số các chất ô nghiễm có khói bụi

lò hơi, bùn lọc, nước thải, khí thoát ra từ các tháp phản ứng sunfit hóa và cacbonat hóa.
1.2. Nước thải ngành công nghiệp sản xuất đường
Hiện nay nhiều nhà máy đường và các cơ sở sản xuất tư nhân chưa có hệ thống
xử lý nước thải. Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao,
nước thải nhà máy đường đã và đang làm ô nhiễm nguồn tiếp nhận.
Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucroza và các loại đường khử như
glocose và fructose. Các loại đường này dễ phân hủy trong nước, chúng có khả năng
gây kiệt oxy trong nước, làm ảnh hưởng đến quần thể sinh vật nước.
Quá trình phân hủy các sản phẩm đường khử đòi hỏi thời gian phân hủy lâu dài,
nên sẽ ảnh hưởng đén quá trình tự làm sạch của nước. Các chất lơ lửng trong nước thải
còn có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước, quá trình phân hủy kị khí các chất này sẽ
làm cho nước có màu đen và có mùi H 2S. Ngoài ra, nước thải nhà máy đường còn có
nhiệt độ cao làm ức chế hoạt động của vi sinh vật trong nước.
Chất rắn lơ lửng không tan làm đục nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp
của các loài tảo làm nước thiếu oxy dẫn tới bốc mùi hôi thối. Các loại vi khuẩn, vi sinh
vật gây bệnh nếu thải thẳng ra nguồn nước chung sẽ dẫn tới các bệnh truyển nhiễm
như: các bệnh về đường tiêu hóa, tả, sốt xuất huyết…
Đặc trưng lớn nhất cuả 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 cây mía 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 lơ lửng trong nước.


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 trộn lẫn CaCO 3 hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngoài ra còn có các chất mầu anion và cation ( chất mầu của axit hữu cơ, muối kim
loại tạo thành). Trong nươc xả rửa cột resin thường có nhiều ion H+, OH-.

Do đặc điểm của ngành công nghiệp sản xuất đường , ngoài các bã lắng, bã
bùn, bã lọc được tách riêng nước thải được phân thành các nhóm sau:
* 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 và 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 chứa BOD và chất lơ lửng cao.
Nước làm mát được dùng với lưu lượng lớn và được tuần hoàn hầu hết hoặc
một phần trong quá trình sản xuất. Nước làm mát thuờng 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 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
kì nhưng lại có chứa BOD cao.
* Nước thải từ khu lò hơi
Nước thải khu lò hơi được xả định kì với đặc điểm là chất rắn lơ lửng cao và
giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm.
1.3. Giới thiệu về Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng
Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng tiền thân là Nhà máy đường Phục Hòa,
được xây dựng và đưa vào sản xuất năm 1997 với dây chuyền công nghệ sản xuất
đường trắng theo phương pháp sulfite hóa axit tính.
Trang thiết bị sản xuất chính của nhà máy là thiết bị của Trung Quốc nhập khẩu
theo chương trình 1 triệu tấn đường của Chính phủ. Năng lực chế biến của nhà máy tại
thời điểm thiết kế là 700 tấn mía /ngày (TMN).
Thực tế, hiện nay vùng nguyên liệu mía của Công ty cổ phần mía đường Cao
Bằng đã có khoảng trên 2.000 ha với sản lượng mía ép khoảng 110.000 tấn. Để đáp
ứng được nhu cầu sản xuất kinh doanh, Công ty cổ phần đường Cao Bằng từng bước
đầu tư cải tạo, nâng cấp công nghệ - thiết bị nên đã đem lại những kết quả khá khả
quan về hiệu suất thu hồi cũng như chất lượng đường thành phẩm. Đặc biệt, năng suất

ép và chế luyện bình quân của nhà máy trong 2 niên vụ sản xuất gần đây đạt xấp xỉ
1.000 TMN sau khi nhà máy tiến hành nâng cấp trong năm 2007.


Việc nâng cấp, mở rộng công suất nhà máy đường là một trong những ưu tiên
hàng đầu trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội huyện phục Hòa được ban hành
theo Quyết định số: 2902/QĐ-UBND ngày 17/12/2008 của UBND tỉnh Cao Bằng về
việc Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Phục Hoà đến
năm 2020. Thực hiện chủ trương, đề ra từ năm 2014 đến năm 2020 là mở rộng vùng
nguyên liệu trồng mía lên 2.700 ha, cùng với các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng năng
suất, sản lượng mía sẽ ước đạt 200.000 tấn (Trong đó, sản lượng mía phục vụ sản xuất
của nhà máy là 190.000 tấn, và 10.000 tấn mía trong diện tích để giống), và các yêu
cầu trong mục tiêu phát triển chung. Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng sẽ từng
bước triển khai việc nâng cấp, thay thế trang thiết bị để đáp ứng công suất ép mía lên
1.800 (TMN) của nhà máy đường Phục Hòa.
Hiện tại công ty có hệ thống xử lý nước thải nhưng còn sơ sài, chỉ bao gồm hệ
Ca(OH)2
thống bể lắng sơ bộ và hồ sinh học. Nước thải sản xuất của công ty luôn chứa một
Mía nguyên
liệu
vôi sơ bộ
lượng lớn
các chất
hữu cơ, dinhGiadưỡng,
vi khuẩn....gây mất mỹNước
quanmía
và ô nhiễm nguồn
tiếp nhận. Nước thải chứa các chất ô nhiễm này nếu thải ra môi trường không qua xử
lý sẽ gây ra những nguy hại đáng kể đối với môi trường cũng như sức khoẻ cộng đồng.
Máy ép 3 trục

Gia nhiệt 1
Gia nhiệt 3
1.4. Công nghệ sản xuất đường của nhà máy
Công ty mía đường Cao Bằng đã được đưa vào hoạt động từ năm 1997 với
Cám mía

- Nước thải từ bốc hơi, - Nc thải tạo ch
Bốc hơi

Xông S02

công suất suất chế biến của nhà máy là 1000 tấn mía/ngày vào năm 2009 và sử dụng

phương pháp Blanco Directo. Hiện tại, vùng mía nguyên liệu của nhà máy mía đường
Nước mía
hỗn hợp
Mậtkinh
chè doanh, Công ty
Cao Bằng
đã tăng
lên nhiều, đểTrung
đáp hòa
ứng được nhu cầu sản suất
sacarate
quyết định tăng công suất của nhà máy lên 1.800 TMN và vẫn sử dụng- canxi
phương
pháp

- Axit photphoric, - Ca(OH)2

Blance Thùng
Directo
bằng cách đầu tư
sung
trình
chứa
Giabổ
nhiệt
2 một số thiết bị. Quy
G.N
mậtcông
chè nghệ bao gồm
các công đoạn sau:
- Công-đoạn
Xử lý míaBểvàlắng
ép chìm
mía.
Khí SO21:dư

TB phản ứng

- Rác thải - Công đoạn 2: Làm sạch nước mía.
- Nước thải làm mát máy
- Công đoạn 3: Bốc hơi và lắng nổi.
- Bụi, ồn
Máy lọc chân không

- Công đoạn 4: Nấu đường.

L.N mật chè

- Công đoạn 5: Trợ tinh, phân mật và bảo quản thành phẩm.
Bã nổi

- Bao bì thải
- bụi, mùi hôi

Bùn lọc

Nước lọc

Sản xuất PVS

LN nước lọc

Bã nổi

Mật chè tinh

Nấu đường

Ly tâm

Mật (mậtgỉ)

Sấy, làm mát
Đóng bao


Hình 1.1: Lưu trình công nghệ của quá trình sản xuất đường kèm dòng thải

Hình 1.2: Chế độ nấu đường trắng 3 hệ
Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất đường
Hình 1.2. Chế độ nấu đường trắng
Thuyết minh quy trình sản xuất mía đường
Công đoạn 1: Xử lý mía và ép mía.
Mía được vận chuyển trên các xe tải với tải trọng mía từ 10 - 15 tấn/xe. Mía sau
khi cân được lấy mẫu để phân tích trữ đường và tạp chất. Sau đó, mía được cẩu xuống
sân chứa mía hoặc đưa trực tiếp đến bàn cấp mía.
Mía từ bục chứa và bàn cấp mía được đưa xuống băng tải để cấp vào hệ thống
xử lý mía. Hệ thống xử lý mía gồm tổ hợp các thiết bị dao cắt xé mía, có nhiệm vụ phá
vỡ tế bào cây mía nhằm chuẩn bị điều kiện tốt nhất cho công đoạn trích ly nước mía
phía sau.
Hệ thống máy ép gồm các máy ép loại 3 trục ép. Nước mía hỗn hợp được thu từ
máy ép số 1, 2 sau khi được lọc để loại bỏ phần cám mía (bằng thiết bị lọc thùng quay
và lọc sàng cong) sẽ được bổ sung P2O5 đạt 350 - 380 mg/l và sữa vôi để điều chỉnh pH
= 6,4 - 6,8 rồi bơm tới công đoạn làm sạch.


Bã mía từ máy ép cuối cùng có độ ẩm W = 49 - 51% được vận chuyển đến làm
nhiên liệu đốt hệ thống lò hơi .
Nước nóng thẩm thấu có nhiệt độ T = 65 - 70 0C được bổ sung vào miệng ra của
máy ép trước máy ép cuối. Nước mía thẩm thấu giữa các máy được thực hiện theo
phương pháp thẩm thấu kép.
Chỉ tiêu kỹ thuật:
- Năng suất ép: 1.800 TMN.
- Hiệu suất ép ≥ 94,5%.
- Hàm lượng P2O5 trong nước mía hỗn hợp: 350 - 380 ppm.
- Nước thẩm thấu:

+ Nhiệt độ: 65 - 70 0C
+ Lưu lượng nước thẩm thấu: 25 - 30% so với mía.
- Bã mía:
+ Độ ẩm bã ≤ 50%.
+ Pol bã ≤ 2,5%
Công đoạn 2: Làm sạch
- Nước mía hỗn hợp sẽ được gia nhiệt tới nhiệt độ T = 62 - 65 0C. Mục đích của
gia nhiệt 1 là để loại trừ bọt khí trong nước mía, kìm chế và ngăn ngừa sự phát triển
của VSV, làm mất nước một số loại keo ưa nước, làm đông tụ chất keo, tạo điều kiện
cho phản ứng kết tủa được xảy ra nhanh chóng và hoàn toàn.
- Nước mía sau khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt 1 được sunfit hóa kiềm nhẹ (xông
SO2) với cường độ xông từ 12 - 16 mg/l (pH = 3,4 - 3,8). Sau đó được trung hòa bằng
sữa vôi tới pH = 7,1 - 7,3. Các kết tủa Ca 3(PO4)2 và CaSO3 có tác dụng hấp phụ các
chất mầu, chất keo, các chất không đường cùng các tạp chất lơ lửng khác. Quá trình
phản ứng khi xông SO2 vào nước mía như sau:
+ SO2 là khí có tính chất axit mạnh, khi cho vào nước mía sẽ gây ra phản ứng:
SO2 + H2O

H2SO3

H2SO3

H+ + HSO3-

HSO3

H+ + SO32-

+ Khi pH của môi trường thay đổi thay đổi, acid H 2SO3 sẽ phân ly tạo các ion
khác nhau: pH ≥ 9,5 trong dung dịch chứa 100% là ion SO32pH ≤ 4,5 trong dung dịch chứa 100% là ion HSO3-

pH = 4,5 ÷ 9,5 trong dung dịch cùng hiện diện 2 loại ion trên.
+ Tác dụng của phương pháp xông SO2:
Trung hòa lượng nước vôi dư trong mía:
Ca(OH)2 + H2SO3

CaSO3 + 2H2O

Nếu xông SO2 quá liều, có thể hòa tan lại muối CaSO3
CaSO3 + 2H2O

Ca(OH)2 + H2SO3

Tấy màu dung dịch đường tạo thành những chất không màu hoặc màu nhạt hơn.
Nguyên lý dựa trên sự phá vỡ hệ thống cộng hưởng điện tử của phân tử chất màu, theo
phản ứng sau: HSO2+ + H2O

HSO43+ + H2

 Ở ngọn và mầm mía có chứa các phenol đa nguyên, chất này tác dụng với oxi không

khí, dưới tác dụng của chất xúc tác kim loại là các ion Fe 2+, Fe3+ tạo chất có màu sẫm.
Ở đây, SO2 khử ion kim loại thành kim loại để sắt không còn hoạt tính xúc tác, ngăn
phản ứng tạo màu.
Khử chất tro, giảm độ nhớt của dung dịch: Các muối K 2CO3, CaCO3 hiện diện
trong dung dịch nước mía khi gặp SO 2 sẽ thành K2CO3, CaSO3. Điều này có ý nghĩa
quan trọng, vì muối cacbonat có khả năng tạo mật lớn, ảnh hưởng đến màu sắc dung
dịch đường. Ngược lại, muối sunfit có khả năng tạo mật đường kém hơn, đồng thời
làm giảm độ nhớt của mật, nâng cao hiệu suất thu hồi đường trong quá trình kết tinh.

Nước mía sau khi trung hòa được bơm đi gia nhiệt 2 tới nhiệt độ 102 - 104 0C.
Mục đích của gia nhiệt 2 là làm giảm độ nhớt của dung dịch nước mía, tăng nhanh tốc
độ lắng. Tại bể lắng, sẽ tạo ra nước mía trong và kết tủa khi cho các chất điện ly vào
nước mía trong quá trình làm sạch, nguyên lý lắng trong tại bể lắng như sau: Nước mía
ở trạng thái tĩnh, khi cho chất điện ly vào tạo kết tủa cặn thì chúng sẽ chịu tác dụng
của 2 lực:
+ Trọng lực: Kéo kết tả đi xuống
+ Lực acsimet: Đẩy kết tủa đi lên
−> Khi trọng lực > lực acsimet thì kết tủa sẽ lắng xuống
Sau quá trình lắng, sẽ thu được: nước mía trong và nước bùn. Nước mía trong
được đưa tới hệ thống bốc hơi nhiều hiệu còn nước bùn được đưa tới thiết bị lọc chân
không.
Nước bùn thu được từ đáy các ngăn lắng được đưa tới thiết bị lọc chân không
thùng quay. Sau quá trình lọc sẽ thu được 2 sản phẩm chỉnh là: bùn lọc và nước mía


lọc. Bùn lọc có độ ẩm W = 75 - 78% được chuyển đi làm phân vi sinh còn nước mía
lọc được cấp tới hệ thống lắng nổi nước mía để xử lý lại.
Công đoạn 3: bốc hơi và lắng nổi
* Lắng nổi nước mía lọc
Công nghệ lắng nổi nước mía lọc được áp dụng cho việc xử lý nước mía từ máy
lọc chân không.
Nước mía từ máy lọc chân không được đưa tới thùng chứa, sau đó nó được bơm
tới thiết bị phản ứng thông qua hệ thống kiểm soát lưu lượng đặc biệt.
Acid Phosphoric được bơm định lượng theo tỷ lệ lưu lượng của nước mía vào
ngăn đầu của thiết bị phản ứng, tiếp theo là sữa vôi được đưa vào để điều chỉnh PH
của dung dịch. Kết tủa Calcium Phosphat được tạo ra sẽ hấp phụ các chất không tinh
khiết anionic như là các chất huyền phù, chất keo … và một lượng nhỏ chất màu.
Từ thiết bị phản ứng, nước mía đi vào thiết bị lắng nổi cùng với việc sục khí.
Các kết bông thứ cấp sẽ được tạo ra do có tỷ trọng thấp sẽ nổi lên trên bề mặt dung

dịch và được tách ra nhờ những cánh gạt bọt, còn nước mía trong được lấy ra từ đáy
thiết bị lắng nổi.
Nước mía trong sau xử lý được đưa trực tiếp đi bốc hơi, còn bã nổi bẩn được
đưa tới máy lọc chân không.
Chỉ tiêu kỹ thuật:
- Chất lượng vôi: Tạp chất không tan ≤ 5%
- Hàm lượng CaO có hiệu ≥ 78%.
- Tiêu hao vôi ≤ 1,45 kg / tấn mía.
- PH gia vôi sơ bộ: 6,4 - 6,6.
- PH nước mía trung hoà: 7,1 - 7,3.
- PH nước mía sau lắng trong: 7.0 ± 0,1.
- Cường độ xông SO2 (I): 12 - 16 cc (theo phương pháp Iốt).
- Tiêu hao lưu huỳnh ≤ 0,065% so với mía ép.
- Tiêu hao chất đông tụ: 1 - 3 ppm so với mía ép.
- Bùn lọc:
+ Tốc độ: 0 - 0,45 vòng / phút.
+ Độ chân không: 250 - 350mmHg.
+ Pol bùn ≤ 4%.


+ Độ ẩm bùn: 70 - 85%.
* Bốc hơi và lắng nổi mật chè
Nước mía trong thu được từ thiết bị lắng chìm và thiết bị lắng nổi nước mía lọc
sau khi tách loại các tạp chất lơ lửng còn sót lại bằng thiết bị lọc sàng cong được bơm
đi gia nhiệt 3 để gia nhiệt tới T = 115 - 1180C trước khi đưa vào hệ thống bốc hơi.
Hệ thống bốc hơi có nhiệm vụ:
- Cô đặc nước mía từ nồng độ 14 - 17% lên nồng độ 50 - 55%.
- Cung cấp hơi thứ cho hệ thống gia nhiệt và nấu đường.
- Cung cấp nước ngưng tụ sạch cho lò hơi và nước nóng cho quá trình công nghệ.
Mật chè sau bốc hơi có nồng độ 50 - 55% được bơm chuyển đến hệ thống lắng

nổi mật chè.
* Công nghệ lắng nổi mật chè sau bốc hơi
Mật chè sau hệ thống bốc hơi và mật chè hồi dung được đưa về thùng chứa
nhằm khuấy trộn đều hỗn hợp mật chè với chất tẩy màu được cấp từ bơm định lượng.
Thông thường dung dịch hỗn hợp này có nồng độ dao động từ 55 - 60% và nhiệt độ từ
60 - 70 0C.
Hỗn hợp mật chè được bơm tới thiết bị gia nhiệt để gia nhiệt tới nhiệt độ và
chuyển đến thiết bị phản ứng.
Thiết bị phản ứng là thiết bị có dạng hình lập phương được chia làm 3 ngăn có
trang bị cánh khuấy và thiết bị sục khí bên trong.
Các hoá chất gồm: canxi sacarate, axit photphoric và chất trợ lắng được các
bơm định lượng bổ sung vào thiết bị phản ứng. Hỗn hợp dung dịch được hoà trộn với
bọt khí và tiếp tục cấp vào đáy thiết bị lắng nổi.
Tại thiết bị lắng nổi, các chất kết tủa hình thành sẽ hấp phụ các tạp chất và liên
kết với các bọt khí tạo ra một khối vật chất có tỷ trọng nhẹ hơn tỷ trọng dung dịch nên
sẽ nổi lên trên bề mặt dung dịch (còn gọi là bã nổi), còn dung dịch mật chè tinh sẽ lắng
xuống đáy thiết bị và được rút ra ngoài nhờ hệ thống van rút nguyên liệu. Bã nổi được
cấp tới hệ thống lắng nổi nước mía để xử lý lại còn dung dịch mật chè tinh được xả vào
thùng chứa để cấp cho công đoạn nấu đường.
Chỉ tiêu kỹ thuật:
- Nhiệt độ gia nhiệt I: 62 - 65 0C.
- Nhiệt độ gia nhiệt II: 102 -104 0C.


- Nhiệt độ gia nhiệt III: 110 - 115 0C.
- Thực hiện phương án bốc hơi 5 hiệu:
+ Áp lực hơi cấp cho hiệu I: 2,2 - 2,4 kg/cm2 (hơi nước bão hoà).
+ Độ chân không hiệu cuối: (- 0.75 ) - (- 0.85) kg/cm2.
- Nồng độ mật chè sau bốc hơi: 50 - 55 Bx.
Công đoạn 4: Nấu đường và trợ tinh

Mật chè tinh sau khi lắng nổi có nồng độ từ 50 - 60% được bơm tới các thùng
chứa tại công đoạn nấu đường. Tùy theo chất lượng của mật chè (độ tinh khiết của mật
chè - Ap) nhà máy sẽ quyết định chế độ nấu đường 2 hệ hoặc 3 hệ.
Trong điều kiện độ tinh khiết mật chè Ap < 80: thực hiện chế độ nấu đường 2
hệ A - C.
Trong điều kiện độ tinh khiết mật chè Ap > 80: thực hiện chế độ nấu đường 3
hệ A - B - C.
Chế độ nấu đường 2 hệ A - C được thực hiện như sau:
- Đường non C được nấu bởi giống C và mật A1. Đường giống C được nấu bởi
mật chè và mật A2 (khởi giống bằng phương pháp bỏ bột). Đường cát C được hồi dung
bằng nước nóng (hoặc nước mía trong) và đưa đi xử lý lại bằng lắng nổi mật chè.
- Đường non A được nấu bởi mật chè (mật chè sau bốc hơi và mật chè hồi
dung). Việc khởi giống A được thực hiện theo phương pháp bỏ bột.
Chế độ nấu đường 3 hệ A - B - C được thực hiện như sau:
- Đường non C được nấu bởi giống C, mật B và có thể một phần mật A 1. Đường
giống C được nấu bởi mật chè/mật A2/mật A1 (khởi giống bằng phương pháp bỏ bột).
- Đường non B được nấu bởi giống B, mật A 1 và có thể một phần mật A 2.
Đường giống B được nấu bởi mật chè/mật A 2/mật A1 (khởi giống bằng phương pháp
bỏ bột). Đường cát B được hồ bằng nước nóng (hoặc mật chè) làm giống cho nấu
đường non A
- Đường non A được nấu bởi đường hồ B, mật chè và có thể một phần mật
loãng A2.
Quá trình nấu đường được thực hiện trong các nồi nấu đường chân không, kiểu
gián đoạn.
Đường non thu được sau quá trình nấu đường được nhả xuống các trợ tinh
đường non.


Trong quá trình nấu đường, việc duy trì hoặc nâng cao độ quá bão hòa của dung
dịch được dựa vào sự bốc hơi nước còn trong quá trình trợ tinh thì động lực của quá

trình là sự giảm nhiệt độ đường non trong quá trình thực hiện.
Trong thực tế sản xuất, các thiết bị trợ tinh A, B được xem như các thiết bị chứa
trung gian trước khi ly tâm, còn quá trình trợ tinh đường non C được quản lý khá chặt
chẽ dựa trên các tiêu chí sau:
Chỉ tiêu kỹ thuật:
- Độ chân không nồi nấu:
+ Đường non A: 620 - 660 mmHg.
+ Đường non B: 640 - 680 mmHg.
- Thời gian nấu non A: 3,0 - 4,5 giờ / mẻ.
- Thời gian nấu non B: 4,0 - 6,0 giờ / mẻ.
- Thời gian nấu non C: 8,0 -12 giờ / mẻ.
- Bx nhả non A: 92 - 94%.
- Bx nhả non B: 95 - 97%.
- Bx nhả non C: 97 - 99%.
- Ap mật cuối ≤ 32%.
- Thời gian trợ tinh đạt trên 24 giờ.
- Tốc độ giảm nhiệt độ đường non C: 0,8 - 1,00 C/giờ.
Việc giảm nhiệt độ đường non C được thực hiện bằng các dàn ống nước lạnh
chạy bên trong thiết bị trợ tinh.
- Thời gian trợ tinh non A: 0,5 - 2,0 giờ.
- Thời gian trợ tinh non B : 0,5 - 4,0 giờ.
- Thời gian trợ tinh non C: lớn hơn 24 giờ.
- Tốc độ giảm nhiệt độ đường non C: 0,8 - 1,00C / giờ
- Nhiệt độ đường non vào ly tâm:
+ Đường non A: 55 - 70 0C.
+ Đường non (B + C): 50 - 55 0C.
- Hồ B: Bx = 90 - 92%.
- Hồi dung C:
+ Nhiệt độ: 60 - 800 C.
+ Nồng độ: 58 - 62%.

Công đoạn 5: Ly tâm và bảo quản thành phẩm


Đường non sau trợ tinh vẫn là một hỗn hợp tinh thể và mật đường, cần tiến
hành ly tâm mới tách được tinh thể. Do tính chất các loại đường non không giống
nhau, do đó đối với thao tác phân ly và yêu cầu thiết bị cũng khác nhau.
Đường non A được phân ly bởi thiết bị ly tâm gián đoạn, tự động cho ra sản
phẩm là đường cát A và mật A1, A2. Các loại mật A1, A2 là bán thành phẩm được đưa
đi nấu lại.
Đường non B, C được phân ly bởi thiết bị ly tâm liên tục, cho ra các sản phẩm
là đường cát B, C và mật B, C.
Đường cát B được hồ bằng nước nóng hoặc mật chè tinh làm gống cho nấu
đường non A còn mật B làm nguyên liệu cho nấu đường non C.
Mật C là mật cuối được bơm trực tiếp ra bể chứa (làm nguyên liệu cho sản xuất
cồn, mì chính ...).
Đường cát A được đưa đi sấy, làm nguội, phân loại đường sau đó đưa tới hệ
thống cân, đóng bao rồi vận chuyển tới kho chứa và bảo quản đường.
Chỉ tiêu kỹ thuật: Trọng lượng cân: 50.2 kg ± 0,1.
1.5. Công nghệ sản xuất sản phẩm phụ của nhà máy
* Quy trình công nghệ:
Ngoài sản phẩm chính là đường kính trắng thì nhà máy còn sản xuất thêm sản
phẩm phụ là phân vi sinh cung cấp cho các vùng trồng mía nguyên liệu và quá trình
sản xuất nông nghiệp tại địa phương.
Toàn
bộthô
lượng
công đoạn
Nguyên
liệu
Bùnbùn

mía,lọc
trotrong
lò, bãthanh
haolọc chân
không và tro lắng của bể lắng tro được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất
phân hữu cơ vi sinh tại xưởng phân vi sinh.
Phối trộn

Bụi

VSV giống
Lên men

Ảnh hưởng của thời tiết, mưa rửa trôi, gió cuốn theo bụi

Phơi khô

Chất thải rắn

Khí, mùi

Bụi, mùi, nước thải

Đóng bao

Bụi, rác thải

Lưu kho

Bụi

Hình 1.3. Công nghệ sản xuất phân vi sinh kèm dòng thải
và phân
các yếu
tố môi
khảcác
năng
tácđoạn
động
Quy trình sản xuất
vi sinh
tại trường
nhà máycóqua
công
như:
- Chuẩn bị mặt bằng, nguyên liệu, công cụ để tiến hành ủ phân;
- Dải giải nguyên liệu: Lượng mùn sẽ được cân đong chính xác theo tỷ lệ gồm:
bùn mía, tro lò, bã thanh hao dải đều trên diện tích phối trộn. Thứ tự rải từ bùn mía +
tro lò lớp trên là bã thanh hao.


Bảng 1.1: Tỷ lệ phối trộn/tấn sản phẩm trong quá trình sản xuất phân vi sinh.
STT
1
2
3
4
5
6

7
8

Thành phần
Bùn mía + men phân giải
Bã thanh hao
Tro lò
Axit Humic
VSV hữu ích
Đạm Urê
Photohorich
kali

Đơn vị
Khối lượng
kg
734
kg
20
kg
40
lít
04
lít
02
Kg
65
kg
100
kg

33
Tổng
kg
1000
- Đảo trộn nguyên liệu: Nguyên vật liệu cho phối trộn đã được rải đều thành lớp

được đảo trộn.Bằng phương pháp chia từng luống nhỏ khoảng 1m để đảo trộn, dùng
xẻng xúc từng lượt mỏng từ trên xuống dưới đến nền, đưa cao đổ xuống từng
luống.Sau đó đảo lại lần 2 và ấp vào thành đống.Thời gian đảo trộn khoảng 30/tấn sp.
- Kiểm tra: Sau khi sản phẩm được trộn đều, tiến hành quan sát kiểm tra bằng
cảm quan. Khi thấy sản phẩm tơi đều, không vón cục đảm bảo các chất được nhào trộn
vào nhau.
- Đóng bao: Sản phẩm sau khi được kiểm tra sẽ được đóng bao thành phẩm, sau
đó lưu kho và xuất kho.
Công suất của xưởng sản xuất phân vi sinh khoảng 125 tấn/tháng.


CHƯƠNG II :ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY
CỔ PHẦN MÍA ĐƯỜNG CAO BẰNG

2.1. Nguồn phát thải và lưu lượng thải
a. Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải
Nước thải phát sinh từ quá trình bảo dưỡng thiết bị, và quá trình sản xuất
đường, nước thải phòng thí nghiệm, nước rửa dụng cụ, nước xả đáy nồi hơi, vệ sinh
máy móc thiết bị...
Giai đoạn hiện tại công suất làm việc của nhà máy đạt xấp xỉ 1.000 TMN sau
khi tiến hành nâng cấp trong năm 2007. Tổng lượng nước thải khoảng 15,5 m3/h,
tương đương 373 m3/ngày đêm. Nước thải loại này có chứa thành phần ô nhiễm khá
cao, BOD5 = 1.200 -1.700mg/l, COD thông thường khoảng 2.200mg/l, PH < 5,0,
SS=780-900, ngoài ra còn có dầu mỡ, màu, mùi. Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà

máy đường là có giá trị BOD cao và dao động nhiều. Công ty cổ phần mía đường Cao
Bằng sẽ từng bước triển khai việc nâng cấp, thay thế trang thiết bị để đáp ứng công
suất ép mía lên 1.800 (TMN) của nhà máy đường Phục Hòa.

Vì vậy ước tính tổng lượng nước thải tính toán:

373
x1800 = 680
1000

(m3/ngd)

(Tương đương 28 m3/h)
b. Đặc trưng nước thải
Đặc trưng ô nhiễm nước thải công nghệ của Công ty được mô tả tại bảng sau:
Bảng 2.1: Đặc trưng ô nhiễm của nước thải của công ty
TT
1
2
3
4
5
6

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

QCVN 40 :2011/BTNMT

(Cột B)
pH
7,5 - 8
5,5 - 9
SS
mg/l
900
50
COD
mg/l
2000
100
BOD5
mg/l
1500
50
Tổng N
mg/l
17
40
Tổng P
mg/l
8
6
(Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án khả thi đầu tư thiết
bị, nâng cao năng lực chế biến mía đường 1800 TNM)

Đối với nước thải sản xuất của công ty áp dụng tiêu chuẩn xả thải áp dụng: Quy

chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, cột B


Bảng 2.2: Bảng yêu cầu xử lý nước thải
TT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1
2
3
4
5
6

pH
SS
COD
BOD5
Tổng N
Tổng P

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

QCVN 40 : 2011/BTNMT
(Cột B)
5,5 - 9
50
100
50
40
6

2.2. Thông số thiết kế
Lưu lượng là một trong những thông số quan trọng để lựa chọn phương án xử
lý nước thải. Công suất thiết kế được lựa chọn của hệ thống xử lý nước thải là 680
m3/ngày.đêm. Lượng nước thải được tính toán dựa trên khảo sát thực tế của công ty và
tính hệ số dư an toàn.
Q = 680 m3/ngày.đêm, tương đương 28,3 m3/h.
Tính toán và chọn lựa các trang, thiết bị đúng tính năng kỹ thuật để loại bỏ các
thành phần gây ô nhiễm trong nước thải đến giới hạn cho phép với kinh phí đầu tư hợp
lý và chi phí vận hành thấp.


2.3. Sơ đồ công nghệ
2.3.1. Phương án 1
Hình 2.1. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải Công ty theo phương án 1
Sân phơi cát

Nước thải từ nhà máy

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể lắng đứng đợt 1

Bể UASB

Bể Aerotank

Bùn
Bể nén bùn

Bể Lắng đứng đợt 2

Sân phơi bùn

Hồ sinh học

Nước sau xử lí đạt QCVN 40:2011/BTNMT
Thuyết minh công nghệ

Bể điều hòa


Nước thải từ nhà máy sẽ được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử
lý nước thải. Trước khi vào bể lắng cát, nước thải đi qua song chắn rác để giữ lại các
tạp chất thô như que, gậy, bã mía, rác … Và các tạp chất có kích thước lớn có trong
nước thải nhằm bảo vệ máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải phía sau
hoạt động ổn định hơn.
Nước sau khi đi qua song chắn rác sẽ chảy vào bể lắng cát. Bể lắng cát có
nhiệm vụ lắng đất, cát và các hạt cặn có kích thước và trọng lượng lớn hơn trọng
lượng của nước, bảo vệ bơm, hạn chế được một lượng cát và cặn đi vào các công trình

xử lý phía sau.
Nước sau khi qua bể lắng cát sẽ chảy vào bể điều hòa lưu lượng. Bể điều hòa có
nhiệm vụ tập trung, điều hòa lưu lượng và đảm bảo chất lượng các thành phần (SS,
BOD5, COD…) cuả nước thải. Bể điều hòa được bố trí một máy khuấy chìm và máy
sục khí chìm tạo sự xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn trong bể này và giảm
phát sinh mùi hôi.
Sau đó nước ở bể điều hòa sẽ được bơm sang bể lắng 1. Bể lắng 1 có chức năng
điều chỉnh một phần lưu lượng nước và lắng những tạp chất có kích thước nhỏ mà
song chắn rác và bể lắng cát không loại bỏ được.
Nước thải tiếp tục được chuyển sang bể UASB. Bể UASB Là quá trình xử lý
sinh học bằng vi sinh yếm khí. Quá trình này phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ có trong
nước thải không có ôxy. Sau công trình này nước được đưa sang bể Aerotank.
Trong bể Aerotank, quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ vào lượng oxy
hòa tan trong nước, một lượng oxy thích hợp được cung cấp cho bùn hoạt tính để phân
hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ được sử
dụng để duy trì sự sống của vi sinh vật. Nước thải tiếp tục sang bể lắng 2 để tách bùn
hoạt tính và nước thải đã qua quá trình xử lý sinh học.
Nước sau khi lắng chảy sang hồ sinh học (thời gian lưu nước từ 3-12 ngày).
Cuối cùng nước sẽ được chảy ra nguồn tiếp nhận.
Nước sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải loại B theo QCVN 40-2011/BTNMT


2.3.2. Phương án 2
Hình 2.2. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải Công ty theo phương án 2
Sân phơi cát

Nước thải từ nhà máy

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể lắng đứng đợt 1

Bể UASB

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể nén bùn

Bể Lắng đứng đợt 2

Sân phơi bùn

Hồ sinh học

Nước sau xử lí đạt QCVN 40:2011/BTNMT

Bể điều hòa


Thuyết minh công nghệ
Nước thải từ nhà máy sẽ được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử
lý nước thải. Trước khi vào bể lắng cát, nước thải đi qua song chắn rác để giữ lại các
tạp chất thô như que, gậy, bã mía, rác … Và các tạp chất có kích thước lớn có trong
nước thải nhằm bảo vệ máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải phía sau
hoạt động ổn định hơn.
Nước sau khi đi qua song chắn rác sẽ chảy vào bể lắng cát. Bể lắng cát có nhiệm
vụ lắng đất, cát và các hạt cặn có kích thước và trọng lượng lớn hơn trọng lượng của
nước, bảo vệ bơm, hạn chế được một lượng cát và cặn đi vào các công trình xử lý phía

sau.
Nước sau khi qua bể lắng cát sẽ chảy vào bể điều hòa lưu lượng. Bể điều hòa có
nhiệm vụ tập trung, điều hòa lưu lượng và đảm bảo chất lượng các thành phần (SS,
BOD5, COD…) cuả nước thải. Bể điều hòa được bố trí một máy khuấy chìm và máy
sục khí chìm tạo sự xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn trong bể này và giảm
phát sinh mùi hôi.
Sau đó nước ở bể điều hòa sẽ được bơm sang bể lắng 1. Bể lắng 1 có chức năng
điều chỉnh một phần lưu lượng nước và lắng những tạp chất có kích thước nhỏ mà
song chắn rác và bể lắng cát không loại bỏ được.
Nước thải tiếp tục được chuyển sang bể UASB. Bể UASB Là quá trình xử lý
sinh học bằng vi sinh yếm khí. Quá trình này phân huỷ các chất hữu cơ, vô cơ có trong
nước thải không có ôxy. Sau công trình này nước được đưa sang bể lọc sinh học nhỏ
giọt.
Trong bể lọc sinh học nhỏ giọt, các vật liệu lọc có độ rỗng và diện tích mặt tiếp
xúc trong một đơn vị diện tích là lớn nhất trong điều kiện có thể. Nước từ hệ thống
phân phối đến vật liệu lọc chia thành các dòng hoặc các hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng
qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học ở trên bề mặt vật liệu và
được làm sạch do vi sinh vật ở màng phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ trong
nước. Các chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sinh ra CO 2, phân hủy kị khí sinh ra CH4 và
CO2 ra khỏi vật mang, bị nước cuốn theo. Trên mặt giá mang là vật liệu lọc lại hình
thành màng mới. Hiện tượng này được lặp đi lặp lại nhiều lần. Kết quả là BOD của