XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG

Bài Tiểu Luận
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG

Nhóm 2
Danh sách

Mã sinh viên

1. Nguyễn Phương Dung

583557

2. Trương Việt Dũng

573513

3. Hoàng Thị Duyên

573514

4. Trần Thị Duyên (nhóm trưởng)

583373

5. Trần Thị Đào

583375

6. Lê Anh Đức

583637

7. Nguyễn Hương Giang

583377

8. Nguyễn Quỳnh Giang

586258

9. Vũ Thị Hương Giang

583642

10. Lê Việt Hà

553347

11. Nguyễn Thị Hà

573412

12. Nguyễn Thị Hà

583460

13. Vũ Thị Hà

583381

14. Bùi Thanh Hải

583382

15. Trần Đình Hải

573632


I.TỔNG QUAN.
1. Tổng quan về ngành sản xuất mía đường.
I.1.
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 kỷ XVI nhiều nhà máy đường xuất hiện lên ở Anh,
Pháp, Đức... Đến thế kỷ XX, nhà máy đường hiện đại đầu tiên xây dựng
ở Anh.

 Thưở sơ khai công nghiệp đường còn thô sơ, dùng trâu bò để kéo máy hai

trục bằng gỗ, làm sạch chỉ bằng vôi, nấu đường bằng chả dưới áp suất khí
quyển, thực hiện kết tinh tự nhiên. Năm 1867, ở Pháp sử dụng máy ép ba
trục bằng gang, kéo bằng hơi nước. Sau đó máy ép được cải tiến dùng
nhiều trục ép, máy ép và dùng nước thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép.


C

hảo gang nấu đường thủ công.
 Việc làm sạch bằng phương pháp vôi được sử dụng đầu tiên ở Ấn Độ,

nhưng phương pháp vôi bộc lộ một số nhược điểm ảnh hưởng đến hiệu
suất thu hồi đường. Đến năm 1812, ông Benrrnel đã dùng CO2 để trung
hòa lượng vôi dư và lọc để loại kết tủa. Cũng thế kỉ XIX, kỹ sư Tratani
người Italia dùng SO2 để trung hòa lượng vôi dư và tẩy màu mía.
 Mấy chục năm gần đây ngành công nghiệp mía đường đã phát triển rất
nhanh, đã cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp
dụng khá rộng rãi trong nhiều khâu.
 Sản lượng đường toàn cầu phát triển nhanh theo nhu cầu tiêu thụ.

Mức sản lượng và tiêu thụ đường trên toàn cầu giai đoạn niên vụ
2009/2010 2014/2015_Nguồn: USDA.
 Đường được sản xuất tại hơn 100 nước, trên 70% tiêu thụ nội địa. Ba

nước xuất khẩu đường chủ yếu là Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc, chiếm 50%
sản lượng và 56% xuất khẩu của thế giới. Hiện nay, Brazil và Ấn Độ là
hai nước đứng đầu thị trường đường, ethanol và điện từ mía đường. 60%


mía đường của Brazil được sản xuất ethanol. Đáng chú ý là công nghiệp
đường sẽ bị tác động nhiều bởi giá dầu do Brazil, nước xuất khẩu đường
hàng đầu gia tăng sản xuất ethanol từ mía đường.
1.2. Nước ta.
 Ngành công nghiệp mía đường là một trong những ngành công nghiệp
chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Tuy nhiên ngành công
nghiệp sản xuất mía đường ở Việt Nam còn lạc hậu so với Thế Giới.
 Trước năm 1954 miền Bắc chưa có nhà máy đường nào. Sau năm 1975,

đất nước hoàn toàn giải phóng,miền Nam khôi phục lại những nhà máy
mía đường của chế độ Ngụy Quyền như: Bình Dương,Hiệp Hòa,Phan
Rang,...Hiện nay đã và đang xây dựng mới một số nhà máy đường
như:La Ngà,Lam Sơn,Tây Ninh,Cần Thơ,...Tính đến thời điểm hiện tại cả
nước có khoảng 50 đến 60 nhà máy mía đường,hầu hết các tỉnh trong
toàn quốc đều có nhà máy mía đường.
 Hầu hết trang thiết bị, máy móc, dây chuyền công nghệ trong các nhà

máy đường đều cũ kỹ, lạc hậu, trình độ và chất lượng sản phẩm còn thấp.
 Trong những năm gần đây, do sự đầu tư công nghệ và thiết bị hiện đại,

các nhà máy đường đã không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm.
 Hiện nay các nhà máy đường trên toàn quốc sản xuất ra chủ yếu là đường
thô,đường tinh luyện.Để sản xuất mỗi loại đường thì phải có công nghệ
sản xuất thích hợp. Vì vậy, có 2 công nghệ được sản xuất trong các nhà
máy đường là :
• Công nghệ sản xuất đường thô.
• Công nghệ sản xuất đường tinh luyện.
2. Sơ bộ về quy trình sản xuất mía đường.

(Video)
3. Áp lực trong ngành sản xuất mía đường.
 Năng suất thấp, giá thành cao:
• Ngành mía đường Việt Nam còn yếu khi quy mô sản xuất nhỏ, cơ

giới hóa sản xuất chỉ ở mức 10%- 20% so với tỷ lệ 80%-90% của
các nước sản xuất đường lớn trên Thế giới.
• Giống mía năng suất thấp và kỹ thuật canh tác kém. Tỷ lệ đường
trong mía chỉ đạt khoảng 10% trong khi Thái Lan là 12,9%. Năng
suất mía hiện tại của Việt Nam chỉ đạt 65 tấn mía /ha mía trong khi

trung bình Thế giới là 70 tấn mía/ha.
• Theo bộ NN&PTNT, hiện cả nước có khoảng 41 nhà máy đường,
với công suất trung bình 1 nhà máy là 3.250 TMN, thấp hơn nhiều


so với công suất trung bình của 1 nhà máy ở Thái Lan, Ấn Độ,
Brazil là 7.000- 8.000 TMN.
• Giá thành sản xuất cao :
 Do chưa khai thác được phụ phẩm sau đường. Tại Việt Nam
hiện mới chỉ có 8 nhà máy đường có thể hòa lưới điện quốc
gia, và chỉ có 3 nhà máy sản xuất ethanol từ mật rỉ. Kinh
nghiệm từ Brazil cho thấy, chỉ 35% sản lượng mía dùng để
chế biến đường, phần còn lại nên dùng để sản xuất ethanol
và điện sinh khối.
 Do chi phí sản xuất đường trong nước quá cao, bình quân giá
thành sản xuất 1 kg đường của các nhà máy trong nước
khoảng 10.000 đồng/kg, cao hơn khoảng 25% so với các
nước khác.

 Về hỗ trợ người nông dân:
• Quan hệ giữa người nông dân trồng mía với các nhà máy vẫn

không đổi mới trong hàng chục năm qua. Vẫn chỉ có người nông
dân tự trồng mía và bán cho nhà máy theo phương thức “mua đứt,
bán đoạn”, người nông dân luôn ở thế yếu trong quan hệ này.
• Khi giá bán đường trong nước lên cao, các nhà máy chưa quan tâm
chia sẻ lợi ích với người nông dân trồng mía, đến khi giá xuống thì
gánh nặng lại dồn hết lên vai người nông dân, dẫn đến tình trạng
“được mùa, mất giá; được giá, mất mùa” mà lâu nay vẫn diễn ra.
Người nông dân không yên tâm trồng mía và sẵn sàng chặt bỏ để

chuyển sang cây trồng khác, khiến ngành mía đường không chủ
động được nguồn nguyên liệu.
 Về phương thức kinh doanh:
• Quan hệ giữa các nhà máy mía đường :
Với các hộ kinh doanh, tiêu dùng đường lớn (các doanh nghiệp sản
xuất bánh kẹo, nước giải khát…) chủ yếu vẫn là quan hệ mua bán
thông thường. Cùng với đó, các hộ kinh doanh đường lớn thường


than phiền về chất lượng đường Việt Nam không đáp ứng yêu cầu.
Với bất cứ ngành kinh doanh nào, các đối tác tiêu thụ lớn, mua bán
ổn định là hết sức quan trọng. Ngành mía đường cần phải đổi mới
để gắn kết hơn với lực lượng này.
• Trong kinh doanh đường nội địa:
Các nhà máy mía đường vẫn chủ yếu duy trì phương thức “mua
đứt, bán đoạn”; không tổ chức được hệ thống phân phối của riêng
mình, từ đó không giành được thế chủ động trong tiêu thụ và quyết
định giá.
• Xuất khẩu các sản phẩm mía đường:
Chủ yếu dựa vào các doanh nghiệp thương mại trung gian thông
qua hoạt động thương mại biên giới mà không xây dựng được quan
hệ thương mại trực tiếp với đối tác nước ngoài trong khu vực,
không tự mình tổ chức xuất khẩu được nên giảm hiệu suất, tăng chi
phí và giá thành.
 Sự liên kết trong ngành :
Dù ngành mía đường đã thành lập Hiệp hội nhưng thực chất các
doanh nghiệp thành viên chỉ có sự liên kết lỏng lẻo, không hiệu quả
để đổi mới, phát triển ngành.
4. Ảnh hưởng của ngành sản xuất mía đường tới môi trường.

Sự phát triển của ngành mía đường đã đem lại nhiều nguồn lợi cho đất
nước, song chính nó cũng thải vào môi trường 1 lượng chất thải lớn
gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng sức khỏe của người dân.
 Ô nhiễm nguồn nước.
• Hiện nay ô nhiễm môi trường nước từ nguồn nước thải của nhà máy
đường đang đe dọa sức khỏe và cuộc sống của nhiều hộ dân đang
sinh sống khu vực gần nhà máy.
• Toàn bộ nước thải của nhà máy đều chảy tràn lan trên các hệ thống
kênh mương nhỏ rồi đổ trực tiếp ra các sông lớn làm ô nhiễm
nghiêm trọng nguồn nước sông của cả 1 khu vực sông.
• Đặc trưng nước thải nhà máy mía đường : Lượng nước sử dụng
trong quá trình sản xuất lớn. Do đó lượng nước thải sinh ra cũng
khá lớn. Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là có giá
trị BOD cao và dao động lớn.
Bảng BOD5 trong nước thải ngành công nghiệp đường
(Nguồn:Công ty môi trường Ngọc Lân)
Các loại nước thải
Nước rửa mía cây

NM đường thô(mg/L)
20-30

NM tinh chế đường (mg/L)


Nước ngưng tụ
Nước bùn lọc
Chất thải than
Nước rửa xe các loại

30-40
2.900- 11.000
---

4-21
730
750-1200
15.000-18.000

 Ô nhiễm không khí.
• Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dung bã mía làm nhiên liệu từ
•

•

quá trình xử lý bằng CO2 và SO2.
Khói của lò đốt bã mía và than. Đây là nguồn ô nhiễm chính mà bất
kì nhà máy sản xuất công nghiệp nào cũng cần lưu ý để xử lý.
Trong mía không có 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 1 phần ra
ngoài. Khí SO2 rất độc cho người, nó hấp thụ hơi nước tạo thành
axit H2SO4 gây ăn mòn các bề mặt kim loại.

 Ô nhiễm mùi.
• Mỗi ngày hàng trăm tấn bã thải được thải ra ngoài. Đây là nguồn chất thải

dễ lên men, hôi thối và dễ khuếch tán theo gió, trôi theo mưa nên việc
không thu gom sẽ gây ô nhiễm nặng ra môi trường xung quanh...
5. Hiện trạng quản lý nước thải ngành sản xuất mía đường.

•

•

•

•

•

Qua điều tra hiên nay cho thấy sư ô nhiễm môi trường nước từ
nguồn nước thải của nhà máy đường đang đe doa đến sức khỏe và
cuôc sống của nhiều hô dân đang sinh sống ở các khu vưc nhà máy
Toàn bô nước thải của nhà máy đều chảy tràn lan trên các hê thống
kênh mương nhỏ rồi đổ trưc tiếp ra các sông lớn làm ô nhiễm
nghiên trong nguồn nước sông của cả môt khu vưc sông
Phần lớn dân sử dung nguồn nước từ các con sông để phuc vu muc
đích sinh hoat, không chỉ gây ô nhiễm nguồn nước mà còn gây ô
nhiễm không khí do tro bui và khói
Công nghê xử lý chất thải nhà máy đường để sản xuất phân sinh
hóa cao cấp đã đươc áp dung thành công tai nhiều nhà máy như
công ty Thiên Sinh, nhà máy đường Hiêp Hòa, nhà máy đường
Phan Rang cũng như triển khai tai các nhà máy bến tre, Hâu
Giang……
Các công ty sản xuất đã thấy đươc sư nguy hai của nước thải ngành
mía đường, vì thế đã có sư quan tâm để xử lý nó bằng nhiều biên
pháp nhằm giảm thiểu mức ô nhiểm


II. CÁC ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG.

1. Nguồn gốc nước thải mía đường:
Nước thải mía đường phát sinh trong quá trình ép mía và quá trình làm
mát các ổ trục của máy ép. Phát sinh trong quá trình rửa lọc, làm mát và các
thiết bị nhà xưởng. Nước thải nhà máy đường còn phát sinh trong quá trình vệ
sinh nhà xưởng, quá trình sinh hoạt của các cán bộ công nhân trong nhà máy,...
Do đặc điểm của công nghệ 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:
Đây là nguồn thải gây ô nhiễm nhất. Nước ở đây dùng để ngâm ép đường
trong mía và làm mát các ổ trục quay của máy ép. Loại nước này có chứa nhiều
vụn bã mía, rỉ đường, bọt váng rơi vãi nên nước thải có hàm lượng chất rắn lơ
lửng (SS), chất hữu cơ (COD ) cao và có chứa nhiều dầu mỡ.

•

•

Đối với bã mía (chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép):
Thành phần

Tỷ lệ

Nước
Xơ

49%
48% (45-55% xenlulose)

Đường khử

2,5%

Đối với mật rỉ(chiếm 3-5% trọng lượng mía đem ép):
Thành phần
Nước
Saccarose
Đường khử
Protein
Tro
Sáp
Bột

Tỷ lệ

35%
20%
5%
15%
1%
4%

- 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 thưởng 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.
- Nước thải từ khu lò hơi:
Nước thải khu lò hơi được xả định kỳ, với đặc điểm là chất rắn lơ lửng
cao và giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm.
- Nước thải do các nhu cầu khác:
Nước thải từ các khu sinh hoạt của công nhân, phòng thí nghiệm và vệ
sinh các trang thiết bị công nghiệp.
2. Lưu lượng của nước thải mía đường:
Lượng nước thải sản xuất đường thô rất lớn và có khả năng gây ô nhiễm
cao, phát sinh từ các hoạt động khác nhau: nước rửa mía cây, nước xả đáy lò
hơi, nước rửa sàn thiết bị, nước bã bùn lọc, dụng dịch đường rơi vãi trong sản
xuất,...
Theo tính toán lý thuyết cứ 100 kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải
là 775,5 kg ( đối với công ty Bourbon Gia Lai).
3.Thành phần và tính chất
Tùy thuộc vào thành phần và tính chất thì nước thải sản xuất mía đường được
chia ra làm các nhóm sau đây
- Nhóm nước thải sản xuất
Nước thải từ quá trình sản xuất mía đường chứa nhiều hữu cơ là các hợp chất
cacbon từ nguyên liệu như glucose, sacarozo và các hợp chất dể phân hủy sinh
học khác, lượng lớn N, P. Đặc điểm của nước thải loại này là hàm lượng BOD
cao, dao động nhiều và có tính axit


Bảng : Thông số nước thải của nhà máy đường

Trong quá trình sản xuất, nước thải được phát sinh trong nhiều khâu và mức độ

nhiễm bẩn của các loại nước thải này cũng khác nhau. Cụ thể như:
+ Nước rửa mía cây: nước thải có độ nhiễm bẩn không cao, chủ yếu có nhiều
chất lơ lửng ở dạng vô cơ. Nếu trong điều kiện công nghệ lạc hậu, lượng chất
rắn này có thể phát sinh rất nhiều.
+ Nước thải khu lò hơi: được xả định kỳ, chất rắn lơ lững cao, giá trị BOD thấp,
nước thải mang tính kiềm.
+ Nước thải rửa than và nước làm nguội có tổng chất rắn lơ lửng không đáng
kể. chỉ có một phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước. nhưng trong điều kiện
các thiết bị lạc hậu , bị rò rỉ thì các chất rắn huyền phù trong nước thải có thể
tăng cao.
+ Nước thải từ công đoạn băm, ép và hòa tan: ở đây nước thải dung để ngâm
ép đường trong mía và làm mát các ổ trục của máy ép.nước thải có nhiều chất
hữu cơ do có đường thất thoát và có chứa dầu mỡ.


+ Nhóm nước thải rửa lọc, làm mát, rửa thiết bị và rửa sàn: Loại nước này tuy
có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và hàm lượng chất lơ lửng cao, nhiễm bẩn
một số hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi.
+ 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,P2O5, Ca, Mg và K2O).
Trong nước thải xả rửa các cột resin thường có nhiều ion H +, OH-. Các chất thải
của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit
- Nhóm nước thải phát sinh từ các hoạt động khác:
+ Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các khu vực vệ sinh, sinh hoạt của công
nhân và nhân viên trong nhà máy, từ các khu nhà ăn,….
+ Nước mưa chảy tràn: Toàn bộ lượng nước chảy tràn trên bề mặt cuốn trôi
theo các chất ô nhiễm chảy về trạm xử lý.

Đặc trưng của nước thải sản xuất mía đường là lưu lượng lớn,hàm lượng chất
hữu cơ và chất dinh dưỡng cao và có tính axit nếu không được xử lý thì có khả
năng gây ô nhiễm các nguồn tiếp nhận đặc biệt là môi trường nước

Công ty Đường Quảng Ngãi gây ô nhiễm môi trường


Nước thải sản xuất mía đường có chứa nhiều đường sucroza và các loại đường
khử như glucose và fructose. Các loại đường này dễ phân hủy trong nước gây
kiệt oxi trong nước và làm ảnh hưởng đến hoạt động của quần thể vi sinh vật
nước.
Phần lớn các chất rắn lơ lửng có trong nước thải nghành công nghiệp mía
đường ở dạng vô cơ. Khi thải ra môi trường thì các chất này có khả năng lắng
và tạo thành một lớp dày ở đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật. Gây nên qua
trình phân hủy kị khí tạo ra các khí độc như: H 2S, CO2, CH4. Gây thiếu hụt oxy
trong nguồn nước.

2.Tác hại
Nước thải mía đường có chứa đường và các hợp chất dễ phân hủy sinh học rất
dễ phân hủy trong nước. Chúng có khả năng gây kiệt oxy trong nước, làm ảnh
hưởng đến hoạt động của quần thể vi sinh vật trong nước.
Trong quá trình công nghệ sản xuất đường, ở nhiệt độ cao hơn 55 0 C các loại
đường glucose và fructoze có thể bị phân hủy thành các hợp chất có màu rất
bền. Ở nhiệt độ cao hơn 2000 C, chúng chuyển thành caramen(C12 H18O9)n. Đây
là dạng bột chảy hoặc tan vào nước, có màu nâu sẫm, vị đắng. Phần lớn các sản
phẩm phân hủy của đường khử có phân tử lượng lớn nên khó thấm qua màng vi
sinh. Để chuyển hóa chúng, vi sinh phải phân rã chúng thành nhiều mảnh nhỏ
để có thể thấm vào tế bào. Quá trình phân hủy các sản phẩm đường khử đòi hỏ
thời gian phân hủy dài hơn, nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch trong

nguồn tiếp nhận. Các chất lơ lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng
xuống đáy nguồn nước. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất này sẽ làm cho
nước có màu đen và có mùi H2S.
Ngoài ra , nước thải nhà máy mía đường còn có nhiệt độ cao làm ức chế hoạt
động của vi sinh vật nước. trong nước thải có chứa các sản phẩm của lưu huỳnh
và đôi khi có lẫn dầu mỡ của khu ép mía mà 2 chất này có độc tính cao và tương
đối bền trong môi trường nước
III.CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT MÍA
ĐƯỜNG
1,Các công nghệ áp dụng xử lí nước thải ngành sản xuất mía đường:
1.1 Song chắn rác


Để tách bã mía trong nước thải người ta dùng song chắn rác. Hiệu suất của quá
trình tách chất rắn bằng phương pháp này phụ thuộc các yếu tố:
-

Đặc tính cơ học của song: khoảng cách giữa các thanh chắn, lưu lượng

-

dòng chảy và điều kiện dòng chảy
Tính chất nước thải, nồng độ chất rắn, kích thước của bã mía cần tách

Đối với nước thải nhà máy đường, có thể dùng song chắn rác với các thanh đan
xếp cạnh nhau trên mương dẫn nước trước hầm bơm và cào rác thủ công. Rác
thu được có thể thu hồi cùng bã mía tại khu ép mía để chế biến thành các sản
phẩm phụ như: làm bột giấy, làm chất độn trong sản xuất vật liệu xây dựng.
1.2. Bể lắng cát
Tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng

riêng của nước như xỉ than, cát… ra khỏi nước thải. Cát ở bể lắng này thường
được đem phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho mục
đích xây dựng.
1.3. Bể điều hòa
Do lưu lượng, thành phần, tính chất của nước thải nhà máy sản xuất mía đường
tùy thuộc vào dây chuyền sản xuất nên thường dao động nhiều trong một ngày
đêm. Đẻ ổn định dòng chảy cũng như chất lượng nước đầu vào cho các công
đoạn xử lí phía sau cần có một bể điều hòa lưu lượng và nồng độ. Dung tích bể
được chọn theo thời gian điều hòa, dựa vào biểu đồ thay đổi lưu lượng, nồng độ
nước thải và yêu cầu mức độ điều hòa nồng độ nước thải.
Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều
nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ thể tích (để loại trừ sự quá tải về chất lượng
cho các công trình xử lí sinh học phía sau và không cho cặn lắng trong bể)
1.4. Bể UASB
Bể xử lí sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn,phát triển mạnh ở Hà
Lan. Xử lí bằng phương pháp kị khí là phương pháp được ứng dụng để xử lí các
loại nước thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao,khả năng phân hủy sinh học
tốt, nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới.
Vì quá trình phân hủy kị khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình sinh
học phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải có
độ hoạt tính methane. Độ hoạt tính này càng cao thì thời gian khởi động càng
ngắn. Bùn hoạt tính dùng trong bể nên lấy bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lí


kị khí là tốt nhất, có thể sử dụng bùn chứa nhiều hữu cơ như bùn từ bể tự hoại,
từ phân gia súc hoặc phân chuồng.
Bể UASB là bể xử lí với lớp bùn dưới đáy, có hệ thống tách và thu khí, nước ra
ở phía trên. Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lên sẽ đi qua lớp bùn,
các vi sinh vật kị khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy các chất hữu cơ có
trong nước thải. Bên trong bể có các tấm chắn có khả năng tách bùn bị lôi kéo

theo nước đầu ra.
Cả ba quá trình phân hủy – lắng bùn – tách khí được lắp đặt trong cùng một
công trình. Sau khi hoạt động ổn định trong bể hình thành loại bùn hạt có mật
độ vi sinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính
hiếu khí dạng lơ lửng.
Khi COD nhỏ hơn 100mg/l xử lí nước thải bằng UASB không phù hợp. Khi
COD lớn hơn 50000mg/l cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra.
UASB không thíc hợp với nước thải có hàm lượng SS lớn. Khi nồng độ cặn lơ
lửng lớn hơn 3000mg/l cặn này khó có thể phân hủy sinh học được trong thời
gian lưu nước ngắn và sẽ tích lũy dần trong bể gây trở ngại cho quá trình phân
hủy nước thải.
Bể UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amoniac lớn hơn 2000
mg/l hoặc nước thải có hàm lượng sun phát vượt quá 500mg/l.
Dựa vào các yếu tố trên có thể khẳng định sử dụng bể UASB trong xử lí nước
thải ngành mía đường.
1.5. Bể Aerotank
Mô hình thực hiện bằng cách cung cấp oxi cho vi sinh vật sinh trưởng và phát
triển qua việc tiêu thụ chất hữu cơ.
Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxi hóa và
khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở
trạng thái lơ lửng và đảm bảo oxi cung cấp cho vi sinh vật sử dụng trong quá
trình phân hủy chất hữu cơ phải luôn cung cấp đầy đủ không khí cho bể
aerotank hoạt động. Sau bể aerotank nước thải vào bể lắng sinh học để tách bùn
hoạt tính. Ở đây một phần bùn lắng được đưa trở lại bể để tạo mầm vi sinh vật
trong bể, phần khác đưa tới bể nén bùn.
Khối lượng bùn tuần hoàn và lượng không khí cần cung cấp phụ thuộc vào mức
độ yêu cầu xử lí của nước thải


1.6. Bể lọc sinh học

Nước thải sau khi qua bể UASB được bơm lên máng phân phối của bể lọc.
Nước phân phối đều trên diện tích đáy bể, hòa trộn cùng với không khí cấp từ
bên ngoài vào. Nước đi từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc. Trong lớp vật liệu này
xảy ra quá trình khử BOD và chuyển hóa NH4+ thành NO3-, lớp vật liệu lọc có
khả năng giữ lại lớp cặn lơ lửng.
1.7. Bể lắng sinh học
Đặt sau aerotank nhiệm vụ làm trong nước ở phần trên để xả ra nguồn tiếp nhận,
cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để tuần hoàn lại
aerotank.
Thường có dạng hình tròn (bể lắng đứng, bể radial) hoặc dạng hình chữ nhật
( bể lắng ngang). Bể dạng hình chữ nhật thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể
tròn vì cặn tích lũy ở góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo dòng
nước vào máng thu nước ra.
1.8. Bể keo tụ, tạo bông
Nhằm loại bỏ các hợp chất rắn khó lắng hay cải thiện hiệu suất lắng của bể lắng.
Cấu tạo là loại bể lắng cơ học thông thường, nhưng trong quá trình vận hành
chúng ta thêm vào một số chất keo tụ như phèn, polimer để tạo điều kiện cho
quá trình keo tụ và tạo bông cặn để cải thiện hiệu suất lắng.
1.9. Bể khử trùng
Phần nước trong từ bể lắng hóa lí chảy sang bể tiếp xúc để tiến hành khử trùng.
Mục đích việc khử trùng là tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh cho người và động
vật nhờ các chất oxi hóa mạnh trước khi xả nước thải ra nguồn tiếp nhận. Chất
khử trùng được chọn là Chlorine (giá thành rẻ, phổ biến). Thiết bị Chlorator
được sử dụng để định lượng Chlorine cho vào nước.
Nước thải sau khi hòa trộn với Chlo phải có đủ thời gian lưu để tiêu diệt hoàn
toàn các vi khuẩn gây bệnh có trong nước trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.
2.Phân tích mỗi quan hệ giữa thành phần trong nước thải với công nghệ
được áp dụng
Nước thải nhà máy mía đường bao gồm ba loại:
•

Nước thải loại 1: là nước thải từ các cột ngưng tụ tạo chân không của các
cột thiết bị (bốc hơi, nấu đường). Đây là loại nước thải bị ô nhiễm rất nhẹ,


thường có trị số BOD5 rất thấp ( 20-25mg/l), SS=30-50mg/l, COD=5060mg/l.
• Nước thải loại 2: là nước thải từ các nguồn nước làm nguội máy, thiết bị
trong dây truyền sản xuất của nhà máy bao gồm: nước làm nguội dầu
( nhiễm bẩn dầu nhớt), nước làm nguội đường ( nhiễm bẩn dường) do
không tránh khỏi rò rỉ nhất định, nước làm nguội máy, thiết bị khi thải ra
sẽ bị nhiễm bẩn ( dầu mỡ, đường). giá trị BOD5 thường dao động từ 200400mg/l.
• Nước thải loại 3: gồm tất cả các nguồn nước thải còn lại như nước rửa vệ
sinh ở khu vực trong nhà máy, nước thải phòng thí nghiệm, nước rò rỉ
đường ống, nước thải lọc vải… Nước thải loại 3 có nồng độ ô nhiễm rất
cao BOD5= 1200-1700mg/l, COD thong thường khoagr 2200mg/l,
PH<5, SS=780-900mg/l, ngoài ra còn dầu mỡ, màu, mùi.
Phần lớn chất rắn lơ lủng là chất vô cơ. Ngoài ra trong nước thải nhà máy
đường còn chứa lượng đường rất lớn gây thiệt hại cho nhà máy. Trong 3 loại
nước thải trên thì nước thải loại 3 có mức độ ô nhiễm cao nhất chi phối, ảnh
hưởng toàn bộ nước thải của nhà máy. Nước thải loại này chủ yếu từ khu sản
xuất, sinh hoạt của nhà máy.
Hiện nay, đã có nhiều phương pháp để xử lý nước thải nhà máy mía đường như
vật lý, hóa học, sinh học. Tuy nhiên biện pháp sinh học được chú ý hơn cả. Biện
pháp sinh hoc sử dụng các đặc tính của vi sinh vật để xử lý nước thải như khả
năng đồng hóa được nhiều nguồn cơ chất khác nhau từ tinh bột, cellulose, cả
nguồn dầu mỏ và dẫn xuất của nó đến các hợp chất cao phân tử như protein,
lipit… Thực chất của quá trình này là nhờ vào hoạt động sống của vi sinh vật để
biến đổi các chất hữu cơ cao phân tử có trong nước thải thành các hợp chất đơn
giản.
Để lựa chọn quy trình công nghệ xử lý hợp lý, phải dựa vào thành phần, tính

chất của nước thải, bản chất của chất nhiễm bẩn, các điều kiện hợp lý để bảo vệ
môi trường. Do trong thành phần nước thải của nhà máy mía đường có tính chất
đặc trưng là nồng độ chất hữu cơ rất cao, hàm lượng BOD cao, hàm lượng SS <
900mg/l vì vậy thích hợp với công nghệ xử lý có hệ thống bể phân hủy chất hữu
cơ. Bể UASB và bể Aerotank có khả năng phân hủy chất hưu cơ với hiệu suất
cao và xử lý được đến tiêu chuẩn cho phép nên được ưu tiên lựa chọn trong hệ
thống xử lý nước thải.


Trong xử lý nước thải người ta chia quá trình xử lý thành 3 công đoạn: xử lý thứ
cấp, xử lý sơ bộ và xử lý bổ sung.
•

Xử lý sơ bộ

Công đoạn này loại bỏ phần lớn các tạp chất thô cứng, vật nổi, vật nặng ( cát,
đá, sỏi, dầu mỡ....) để bảo vệ bơm, đường ống, thiết bị tiếp theo và đưa nước
thải vào xử lý thứ cấp có hiệu quả hơn. Công đoạn này thường bao gồm: song
chắn hoặc lưới chắn rác, có thể có máy nghiền và cắt vụn rác, lắng cát, bể điều
hoà, bể trung hoà, tuyển nổi và lắng sơ cấp. Bể điều hoà đôi khi có sục khí, bổ
sung Clo để khử mùi, khử màu và làm tăng cường oxy hoá.
•

Xử lý thứ cấp

Xử lý cơ bản chủ yếu là ứng dụng các quá trình sinh học. Công đoạn này phân
huỷ sinh học các chất hữu cơ, chuyển các chất hữu cơ dễ phân huỷ thành các
chất vô cơ và chuyển các chất hữu cơ ổn định thành bông cặn dễ loại bỏ ra khỏi
nước. Các công trình và thiết bị loại này thường chia ra các nhóm:
-

Bể hiếu khí với bùn hoạt tính (Aerotank)

-

Lọc sinh học hoặc qua cánh đồng lọc

-

Ao hồ hiếu khí (Hồ sinh học)

-

Đĩa quay sinh học

-

Lắng thứ cấp

Nhiều trường hợp công đoạn này chỉ gồm có một trong các công trình hoặc thiết
bị trên kết hợp với lắng thứ cấp. Có trường hợp công đoạn xử lý thứ cấp này
không phải xử lý theo sinh học mà theo qúa trình hoá học hoặc lý học như: Keo
tụ, hấp phụ, trao đổi ion… cũng có khi chỉ là lọc đơn thuần
•

Xử lý bổ sung

Thông thường công đoạn này chỉ cần khử khuẩn để đảm bảo nước trước khi
được đổ vào thuỷ vực không còn vi sinh vật gây bệnh, khử màu, khử mùi và
giảm nhu cầu oxy sinh học cho nguồn tiếp nhận. Các phương pháp khử khuẩn

thường được sử dụng là:Hấp phụ bằng than hoạt tính, Clo hoá, ozon, tia cực
tím.... Nhiều trường hợp, trong hệ thống xử lý nước thải người ta dùng các quá
trình công nghệ tổng hợp gồm cả phương pháp cơ học, hoá lí, sinh học.


•

Xử lý bùn cặn

Trong quá trình xử lý nước thải, thu được một lượng lớn bùn cặn, đó là các tạp
chất vô cơ, hữu cơ. Bùn cạn ở công đoạn xử lý sơ bộ chủ yếu là các cặn vô cơ,
bùn cặn thu được ở lắng thứ cấp chủ yếu là tạp chất hữu cơ chứa nhiều sinh
khối vi sinh vật. Các công trình thiết bị trong công đoạn này: bể cô đặc cặn bằng
trọng lực hay tuyển nổi, bể xử lý bùn cặn hiếu khí hoặc yếm khí và cô đặc cặn,
bể lọc bùn chân không, máy lọc ly tâm, máy lọc ép băng tải, sân phơi bùn... Bùn
cặn hữu cơ sau ki xử lý, nếu không có chất độc được sử dụng làm phân bón tốt
hoặc có thể dùng làm chất đốt.
IV. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN
XUẤT MÍA ĐƯỜNG CỤ THỂ.
1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mía đường cụ thể.
Qua tham khảo tài liệu xử lý nước thải nhà máy đường thì công nghệ xử lý cho
nước thải công ty cổ phần mía đường Hiệp Hòa - Long An được đề nghị theo
hai phương án:
1.1. Sơ đồ công nghệ 1.

Nước thải
SCR
Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể lắng 1

Bể UASB
bùn dư

Bể chứa
bùn

Bể lọc sinh học tuần
nhỏ giọt
hoàn
Bể lắng 2

Bể nén bùn


Cột lọc áp lực

Sân phơi bùn

Bể tiếp xúc khử trùng
Clorin
Nguồn tiếp nhận
1.2. Sơ đồ công nghệ 2.

Nước thải
SCR
Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể lắng 1
Bể UASB
bùn dư
Bể Aerotank

Bể chứa
bùn

tuần
hoàn

Clorin

Bể lắng 2

Bể nén bùn

Cột lọc áp lực

Máy ép bùn

Bể tiếp xúc khử
trùng

Nguồn tiếp nhận
Mục tiêu xử lý : nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A.


Quy trình công nghệ xử lý nước thải của công ty cổ phần mía đường Hiệp Hòa

lựa chọn theo 2 phương án:
Q = 500m3/ngày đêm

Chỉ tiêu
PH
BOD5
COD
SS

Đơn vị

Thông số đầu vào

Thông số đầu ra
QCVN 24-2010
cột A
7,5 - 8
6-9
mg/l
3000
30
mg/l
1800
50
mg/l
600
15
Chỉ tiêu chất lượng nước nhà máy đường Hiệp Hòa

Một cách tổng quát thì cả 2 phương án đều là những mô hình xử lý nước thải

đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam. Hai phương án đều có thể vận hành
dễ dàng trong điều kiện nước ta. Đối với dây chuyền xử lý nước thải sử dụng bể
aerotank thì ta nên chú ý đến liều lượng bùn, lưu lượng khí...phải điều chỉnh
ngay khi cần thiết. Còn đối với dây chuyền xử lý sử dụng lọc sinh học nhỏ giọt
thì ta chú ý đến khả năng xủ lý của lớp vật liệu lọc, việc quản lý phải bao gồm
cả việc vệ sinh và thay thế lớp vật liệu lọc nếu cần.
Trong phương án 1 việc xây dựng sân phơi bùn đòi hỏi phải cần diện tích lớn
hơn là đầu tư máy ép bùn.
Vì vậy, nếu xét về phương diện mặt bằng cần thiết để xây dựng hệ thống xử lý
nước thải thì phương án 2 khả thi hơn phương án 1.
2.Thuyết minh sơ đồ công nghệ.
Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý
nước thải. Dòng thải sau khi qua song chắn rác (SCR) ở đầu mỗi cống thu sẽ
chảy qua hố thu. Ở đây cát và các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn sẽ bị giữ
lại. Phần rác thải thu được có thể dùng để sản xuất giấy, phân bón.
Nước thải sau khi lắng cát sẽ tự chảy qua hầm tiếp nhận. Tiếp theo, nước thải sẽ
được bơm qua bể điều hòa giúp điều hòa lưu lượng nước thải được ổn định. Tại
đây, nước được thổi khí để làm thoáng sơ bộ và phân bố chẩt bẩn đồng đều khắp
bể.


Sau đó, tiếp tục bơm nước thải qua bể lắng 1 để loại bỏ BOD5, COD và SS. Tiếp
theo, nước thải tự chảy qua bể kị khí kiểu đệm bùn chảy ngược UASB để xử lý
sơ bộ nhờ áp lực thủy tĩnh, vì nước thải mía đường có đặc trưng là COD đầu
vào rất lớn 3000mg/l. Sau khi xử lý yếm khí, đầu ra bể UASB là khí sinh học
được thu giữ lại làm biogas, phần nước đã được giảm bớt tải lượng chất hữu cơ
tự chảy qua Aerotank để xử lý hiếu khí. Tại đây xảy ra quá trình xử lý sinh học,
khí được thổi vào bể bằng các đĩa phân phối khí nhằm tăng cường sự xáo trộn
chất bẩn và oxi trong không khí đồng thời giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng.
Sau thời gian lưu, nước từ Aerotank tự chảy qua bể lắng 2 để lắng bùn. Tiếp

theo, nước trong từ máng thu nước Aerotank tự chảy qua bể tiếp xúc, khử trùng
bằng Clo, sau 20 phút chảy ra cống thu nước và xả ra sông Vàm Cỏ.
Bùn từ bể lắng được đưa vào bể chứa bùn. Sau khi ổn định, bùn được bơm tuần
hoàn 1 phần vào bể Aerotank, phần còn lại bơm qua bể nén bùn trọng lực . Sau
đó, bơm qua máy ép bùn băng tải, bùn sau khi ra khỏi máy ép bùn băng tải sẽ
tạo thành bánh bùn được bón ruộng, trồng cây hoặc chôn lấp hợp vệ sinh.
V.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Nước thải nhà máy mía đường có hàm lượng chất hữu cơ cao là là đe dọa, mối
hiểm họa cho nguồn nước và các môi trường xung quanh nên cần được xử lí
triệt để trước khi thải ra môi trường.
- Nguồn hữu cơ chủ yếu trong quá trình quá trình vệ sinh thiết bị nhà xưởng cần
có biện pháp thay đổi thiết bị vệ sinh.
- Nước thải mía đường có hàm lượng hữu cơ cao vì vậy trong công nghệ xử lí
đòi hỏi hệ thống xử lí cần có bể phan hủy hữu cơ. Bể UASB và bể Aerotank có
khả năng phân hủy chất hữu cơ với hiệu suất cao và xử lí đến tiêu chuẩn cho
phép nên được quan tâm đầu tiên trong hệ thống xử lí đã chọn. Đối với bể
Aerotank cần phải loại bỏ bớt rác qua song chắn rác trước khi đưa vào hệ thống
để giảm bớt nồng độ chất hữu cơ.
- Để đạt hiệu quả cao thì bể aerotank cần được cung cấp đầy đủ oxy để khuấy
trộn các chất hữu cơ trong nước thải, cung cấp đầy đủ lượng bùn hoạt tính tuần
hoàn trong bể UASB giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
Kiến nghị.


- Đào tạo cán bộ chuyên trách để vận hành hệ thống hiệu quả, theo dõi hiện
trạng môi trường của nhà máy.
- Hạn chế mùi phát sinh từ phân hủy bằng các biện pháp: tăng cường sử dụng
nước tuần hoàn, kiểm soát chặt chẽ nước thải ra trong mỗi quy trình.

Tài liệu tham khảo :

•
•
•
•
•
•
•

/> /> /> /> /> /> />