Ngành công nghiệp mía đường

1. LỜI MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp mía đường là một trong những ngành công nghiệp chiếm vị trí
quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Trong năm 1998, cả nước đã sản xuất được
700.000 tấn đường, đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước.Trước năm 1990,
hầu hết trang thiết bị, máy móc, dây chuyền công nghệ trong các nhà máy đường
đều cũ kỷ, 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.
Tuy nhiên nước thải của ngành công nghiệp mía đường luôn chứa một lương lớn
các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nitơ, phốtpho. Các chất này dễ bị
phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận.
Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải ngành công nghiệp đường ở dạng vô
cơ. Khi thải ra môi trường tự nhiên, các chất này có khả năng lắng và tạo thành một
lớp dày ở đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá. Lớp bùn lắng
này còn chứa các chất hữu cơ có thể làm cạn kiệt oxy trong nước và tạo ra các lọai
khí như H2S, CO2, CH4. Ngoài ra, trong nước thải còn chứa một lượng đường khá
lớn gây ô nhiễm nguồn nước.
Chính vì tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trường, vấn đề xử lý nước thải
ngành công nghiệp mía đường mang tính thực tế. Đề tài sẽ góp phần đưa ra các quy
trình xử lý chung cho loại nước thải này, giúp các nhà máy có thể tự xử lý trước khi
xả ra cống thóat chung, nhằm thực hiện tốt những quy định về môi trường của nhà
nước.
2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY ĐƯỜNG
2.1. TRÊN THẾ GIỚI
Việc nghiên cứu xử lý nước thải sản Đường Mía bằng phương pháp sinh học đã
được các nước phương tây nghiên cứu và đưa vào ứng dụng ở nhiều nơi trên thế
giới.Các hệ thống xử lý bằng bể bùn hoạt tính; hệ thống xử lý kỵ khí kiểu UASB,
kiểu tầng sôi; các kiểu dạng khác nhau của lọc sinh học kỵ khí và hiếu khí; hệ thống
xử lý kết hợp kỵ khí/hiếu khí và hệ thống kết hợp xử lý bằng bùn hoạt tính với thực
vật thuỷ sinh...
2.2. Ở VIỆT NAM

Sự phát triển của ngành Mía Đường Việt Nam đã đem lại nhiều nguồn lợi ích cho
đất nước, song chính nó cung đã thải vào môi trường một lượng chất thải khổng lồ
gây ô nhiễm môi trường và gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Trước hiện
trạng đó để giải quyết vấn đề này nước ta nghiên cứu một số ứng dụng để giảm
thiểu xử lý một phần chất thải gây ra, đồng thời với mục đích tái chế những phế thải
đó sử dụng cho mục đích khác.
2.3. HIỆN TRẠNG
Qua điều tra hiện nay cho thấy sự ô nhễm môi trường nước từ nguồn nước thải của
nhà máy đường đang đe doạ đến sức khoẻ và cuộc sống của nhiều hộ dân đang sinh
sống ở các khu vực 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 một khu vực sông.
Phần lớn người dân sử dụng nguồn nước từ các con sông để phục vụ mục đích
sinh hoạt, không chỉ gây ô nhiễm nguồn nước mà còn gây ô nhiễm không khí do tro
bụi và khói .
Công nghệ xử lý chất thải nhà máy đường để sản xuất phân sinh hóa cao cấp đă
được áp dụng thành công tại Công ty Thiên Sinh, Nhà máy Đường Hiệp Hoà, Nhà
máy Đường Phan Rang, cũng như được triển khai tại các nhà máy Bến Tre, Hậu
Giang ....
3. NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤTĐƯỜNG
Dođặcđiểm của công nghệ sản xuấtđường, ngoài các bã lắng, bã bùn,
bã lọcđược tách riêng, nước thảiđược phân thành các nhóm sau:
3.1. Nước thải từ khu ép mía
Ở đây, nước dùng để ngâm ép đường trong mía và làm mát các ổtrục
của máy ép. Lọai nước thải này có BOD cao(do cóđường thất thoát) và có
chứa dầu mỡ.
3.2. 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 mátđược dùng với lượng lớn và thườngđược tuần hoàn hầu hết

hoặc một phần trong quy trình sản xuất. Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số
chất hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi trong nồi nấu hoặc nồi chân không.
Nước chảy tràn từ các tháp làm mát thường có giá trị BOD thấp. Tuy nhiên, do chế
độ bảo dưỡng kém vàđiều 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 vàđược xả định kỳ nhưng có hàm lượng
BOD rất cao.
3.3. Nước thải khu lò hơi
Nước thải khu lò hơiđược xả định kỳ, vớiđặcđiểm là chất rắn lơ lửng cao và giá trị
BOD thấp, nước thải mang tính kiềm.
3.4.Đặc trưng của nước thải nhà máyđường
Đặ
c tr
ư
ng l
ớ
n nh
ấ
t c
ủ
a n
ướ
c th
ả
i nhà máy
đườ
ng là có giá tr
ị
BOD cao
và

dao
độ
ng nhi
ề
u.
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa

các hợp
chất vô cơ. Trongđiều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội,

rửa than và
nước thải từ các quy trình khác có tổng chất rắn lơ lửng khôngđáng

kể. Chỉ có một
phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước, một ít bột trợ lọc,

vải lọc do mục nát tạo
thành các sợi nhỏ lơ lửng trong nước. Nhưng trongđiều

kiện các thiết bị lạc hậu, bị
rò rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù trong

nước thải có thể tăng cao.

Bảng BOD5 trong nước thải ngành công nghiệp đường
Các loại nước thải Nhà máy đường
thô(mg/l)
Nhà máy tinh chế
đường (mg/l)
Nước rửa mía cây 20-30

Nước ngưng tụ 30-40 4-21
Nước bùn lọc 2.900-11.000 730
Chất thải than - 750-1.200
Nước rửa xe các loại - 1.500-1.800
STT Chỉ Tiêu Đơn Vị Gía Trị Chất lượng(loại b)
1 Ph mg/l 7,5-8 5,5-9
2 SS mg/l 1250 100
3 BOD mg/l 5000 50
4 COD mg/l 7000 80
5 N mg/l 16,4 30
6 P mg/l 7,5 6
Các chất thải của nhà máyđường làm cho nước thải có tính axit. Trong trường hợp
ngoại lệ,độ pH có thể tăng cao do có trộn lẫn CaCO3 hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngoài các chấtđã nói trên, trong nước thải nhà máyđường còn thất thoát
lượngđường khá lớn, gây thiệt hạiđáng 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 khôngđường dạng hữu cơ (các axit
hữu cơ), dạng vô cơ (Na2O, SiO2, P 2O5, Ca, Mg và K2O). Trong nước thải xả
rửa các cột resin thường có nhiều ion H+, OH-. đểgiải quyết các chất ô nhiễm ngay
trong khâu sản xuất. Ngoài ra, cấn phải ápdụng quy trình xử lý nước thải, nhằm làm
giảm việc thải các chất ô nhiễm vào nguồn nước hay vào hệ thống thoát nước chung
của thành phố.
Theo tin trên báo Tuổi Trẻ, số ra ngày 23/2/1999, Nhà máyđường Sóc Trăng phối
hợp với Trung Tâm Công Nghệ Khoa Học và Môi Trường Quốc Gia vừa thử
nghiệm thành công vàđưa vào sản xuất loại phân hữu cơ vi sinh từ bã bùn.Đây cũng
là một biện pháp giải quyết chất thải ô nhiễm của Nhà máy đường rất hiệu
4. KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH
CÔNG NGHIỆP ĐƯỜNG
Hiện nay, phần lớn các nhà máyđường và nhiều tổ hợp 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 máyđườngđã vàđang làm ô nhiễm các nguồn tiếp nhận.
Các loạiđường này dễ phân hủy trong nước. Chúng có khả năng gây kiệt oxy trong
nước, làmảnh hưởngđến hoạtđộng của quần thể vi sinh vật nước.
Trong quá trình công nghệ sản xuấtđường,ở nhiệtđộ cao hơn 55
0
C các
loạiđường glucose và fructoze bị phân hủy thành các hợp chất có màu rất bền.
Ơnhiệt độ cao hơn 200
0
C, chúng chuyển thành caramen(C12H18O9)n. Đây là dạng
bột chảy hoặc tan vào nước, có màu nâu sẫm, vị đắng. Phần lớn các sản phẩm phân
hủy củađường 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 hỏi thời gian phân hủy dài
hơn, nên sẽảnh hưởngđến quá trình tự làm sạch trong nguồn tiếp nhận. Các chất lơ
lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng xuốngđáy nguồn nước. Quá trình
phân hủy kỵ khí các chất này sẽ làm cho nước có màuđen và có mùi H2S.
Ngoài ra, nước thải nhà máyđường còn có nhiệtđộ cao, làmức 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. Ngày 26/11/1998, Chương trình công nghệ và môi
trườngĐài truyền hình tỉnh Bình Dương có báođộng về tình hình ô nhiễm nước thải
do nhà máyđường Bình Dương gây ra trên Rạch Bà Lụa, thuộc phường Phú Thọ, thị
xã Thủ Dầu Một. Với khối lượng lớn nước thải chưa xử lýđược thải ra hàng ngày,
Rạch Bà Lụa khôngđủ khả năng tự làm sạch và hậu quả là trong khu vực lân
cậnđiểm xả, thực vật nước không phát triểnđược, một số loài thủy sinh bị chết. Biện
pháp hữu hiệu nhất là quản lý tốt quy trình sản xuất nhằm hạn chế tải lượng các chất
ô nhiễmđượcđưa vào nước. Ngoài ra, cần phải xử lý nước thải nhà máy đường để
góp phần bảo vệ môi trường.
 Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các
hợp chất vô cơ. Trong điều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa

than và nước thải từ các quy trình khác có tổng chất rắn lơ lửng không đáng
kể.
 Chỉ có một phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước, một ít bột trợ lọc, vải
lọc do mục nát tạo thành các sợi nhỏ lơ lửng trong nước. Nhưng trong điều
kiện các thiết bị lạc hậu, bị rò rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù trong
nước thải có thể tăng cao.
 Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit. Trong
trường hợp ngoại lệ, độ pH có thể tăng cao do có trộn lẫn CaCO3 hoặc nước
xả rửa cột resin.
 Ngoài các chất đã nói trên, trong nước thải nhà máy đường còn thất thoát
lượng đường khá lớn, gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy. Ngoài ra còn có
các chất màu anion và cation (chất màu của các axit hữu cơ, muối kim loại
tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất không
đường dạng hữu cơ (các axit hữu cơ), dạng vô cơ (Na2O, SiO2, P2O5, Ca,
Mg và K2O).
Hiện nay, phần lớn các nhà máy đường và nhiều tổ hợp 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 các nguồn tiếp nhận.
Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucroza và các loại đường khử như
glocose và fructoze, trong đó:
 Fructoze, C6H12O6 tan trong nước
 Sucroze, C12H22O11 là sản phẩm thủy phân của Fructose và Glucose, tan
trong nước .
Các loại đường này 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 nước.
 Theo điều tra cho tháy nước thải sản xuất đường có pH biến động lớn (nước
thải khâu lọc có pH = 9,5), hàm lượng BOD5 và COD rất cao (BOD5 :
300-2000mg/l; COD : 600- 4350mg/l), hàm lượng cặn tổng số lên đến 870
-3.500mg/l- Nước thải từ khu ép mía :BOD cao,có chứa nhiều dầu mỡ.
5. ĐẶC ĐIỂM CỦA VI SINH VẬT