Nước thải trong ngành công nghiệp sản xuất mía đường chứa một lượng lớn các chất hữu cơ và trong đó có hàm lượng hợp chất chứa nitơ và photpho. Trong trường hợp nguồn nước thải này không được xử lý trước khi xả thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng. Vậy xử lý nước thải mía đường đạt chuẩn như thế nào, quy trình ra sao mời bạn đọc hãy cùng GMC Vina tìm hiểu chi tiết dưới đây nhé!
Tìm hiểu về ngành sản xuất mía đường
Mẹ thiên nhiên đã gửi tặng đến chúng ta những điều kiện vô cùng tuyệt vời thuận lợi cho sự phát triển của nền kinh tế công nghiệp. Bên cạnh diện tích trồng lúa, khoai mì... thì diện tích trồng mía phục vụ cho ngành sản xuất mía đường tại nước ta ngày càng được nhân rộng.
Có thể nói, ngành công nghiệp sản xuất mía đường đã và đang là khối ngành công nghiệp chiếm vị trí quan trọng đối với nền kinh tế trong nước. Sản lượng sản xuất ngày một tăng cao để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài.
Ngành sản xuất mía đường tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ
Bên cạnh những điều kiện thuận lợi thì các nhà máy sản xuất mía đường đang phải đối mặt đó là nguồn nước thải trong quá trình sản xuất, nếu không được xử lý một cách triệt để thì khả năng cao sẽ có những tác động tiêu cực ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường cũng như đời sống của người dân.
Nguồn gốc phát sinh nước thải của ngành sản xuất mía đường
Nước thải mía đường được hình thành từ nhiều khâu và mức độ nhiễm bẩn của các loại nước này cũng khác nhau. Các nguồn phát sinh chủ yếu của các loại nước thải trong nhà máy mía đường chủ yếu được hình thành từ các công đoạn sau:
- Nước thải phát sinh trong công đoạn băm, ép và hòa tan: nước sử dụng để ngâm và ép đường trong mía làm mát ổ trục do đó nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao do chứa lượng đường thất thoát và do làm mát ổ trục vì vậy nước thải bị ô nhiễm dầu nhớt. Loại nước thải này có BOD cao và chứa dầu mỡ nhiều.
- Nước thải được phát sinh trong công đoạn làm trong và làm sạch
- Làm mát lò hơi và ngưng tự sau khi cấp nhiệt độ cho các thiết bị gia nhiệt, cô đặc, nấu đường, làm nguội máy, làm nguội đường thường được sử dụng với số lượng lớn. Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và chất lơ lửng cũng rất cao.
- Nước làm mát được sử dụng với lượng lớn và được tuần hoàn hầu hết hoặc một phần trong quy trình sản xuất. Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi trong suốt quá trình nấu hoặc trong 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 vận hành không tốt nên lượng đường đáng kể sẽ vị thất thoát trong quá trình làm mát. Lượng nước này sẽ được thải đi.
- Nước thải phát sinh trong công đoạn kết tinh và hoàn thành, nước thải dùng làm lạnh các thiết bị và rò rỉ mật.
- Nước thải do một số nhu cầu khác: nước thải của các khu sinh hoạt của công nhân, phòng thí nghiệm và vệ sinh thiết bị công nghiệp.
Nước thải ngành sản xuất mía đường được hình thành trong quá trình sản xuất với nhiều đặc trưng
Đặc trưng của nước thải nhà máy đường
Nước thải trong ngành công nghiệp mía đường thường chứa một lượng lớn các chất hữu cơ, bao gồm các hạt nito, photpho hữu cơ. Giá trị BO5 cao và có mức biến động lớn 350 – 2750 mg/l), nước thải có tính axit hoặc kiềm. Các chất này rất dễ bị phân hủy vởi các vi sinh vật gây mùi hôi thối làm nguồn tiếp nhận.
Nước thải sản xuất mía đường còn chứa thêm nhiều thành phần khác mang màu do các chất không đường dạng hữu cơ (axit hữu cơ), muối kim loại dạng vô cơ (Na+, Si4+, Ca2+, Mg2+, K+) đặc biệt hơn khi việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin.
Không những vậy, nước thải từ các công đoạn làm mát thường có nhiệt độ cao, làm ức chế hoạt động của các vi sinh vật và các loài động thực vật thủy sinh.
Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải nhà máy đường tồn tại ở dạng vô cơ. Khi thải ra môi trường tự nhiên, các chất thải này có khả năng lắng và tạo thành một lớp dày dưới đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá.
Các bùn lắng này chứa các chất hữu cơ, làm cạn oxy có trong nước và tạo các khí như H2S, CO2, CH4. Ngoài ra trong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn gây ô nhiễm đến các nguồn nước khác.
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.
Tác động của nước thải nhà máy sản xuất mía đường đến môi trường
Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao, nước thải của nhà máy mía đường đã và đang làm ô nhiễm các các nguồn tiếp nhận. Lượng đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucroza hoặc các loại đường khử như glucose, fructose. Các loại đường này dễ phân hủy trong nước, chúng có khả năng gây cạn kiệt oxy trong nước tác động không nhỏ đến quần thể sinh vật dưới nước.
Các chất lơ lửng trong nước thải lắng xuống đáy nguồn nước hình thành hiện tượng phân hủy kỵ khí làm cho nước có mùi hôi và có màu đen.
Nước thải của nhà máy đường có nhiệt cao sẽ làm ức chế hoạt động của vi sinh vật trong nước. Trong nước thải chứa các sản phẩm của lưu huỳnh và có thêm dầu mỡ của khu vực ép mía gây ô nhiễm nguồn nước, làm giảm khả năng tự làm sạch nguồn nước, khiến một số loài thủy sinh bị chết.
Sơ đồ công nghệ và quy trình xử lý nước thải mía đường
Tham khảo sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mía đường hiệu quả
Quy trình xử lý nước thải mía đường
Song chắn rác
Đây là công trình cơ học đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất mía đường. Để tách bã mía trong nước thải mọi người sử dụng song chắn rác. Hiệu suất của quá trình tách các tạp chất thô phụ thuộc vào đặc tính cơ học của song, lưới chắn rác, nồng độ chất rắn, kích thước của bã mía. Lượng rác được thu hồi sẽ được đưa về thùng rác mang đi xử lý.
Bể lắng cát
Mục đích loại bỏ cát và những mảnh vụn nhỏ vô cơ khó phân hủy trong nước thải. Cát thu hồi được đưa ra sân phơi cát.
Hố thu gom
Nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt được đưa về hố thu gom tập trung để chuyển đến hệ thống xử lý chung.
Bể điều hòa
Do lưu lượng, thành phần, tính chất của nước thải từ các nhà máy sản xuất mía đường tùy thuộc vào từng dây truyền nên thường dao động nhiều trong một ngày một đêm.
Do đó bể điều hòa được thiết lập nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ chất thải trong nước và trước khi đưa qua công trình xử lý hóa lý và sinh học. Có thể thấy rằng, bể điều hòa là công trình không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải mía đường.
Bên trong bể điều hòa có đặt thiết bị khuấy trộn để đảm bảo xáo trộn đều nguồn nước, tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí xảy ra dưới bể.
Bể UASB
Đây là bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược các chất hữu cơ trong nước thải được vi sinh vật kỵ khí phân giải thành các chất vô cơ đơn giản và khí biogas được hình thành theo phản ứng
VSV kỵ khí + CHC và CH4 + H2S+ CO2 + sinh khối mới
Quá trình khử bỏ nito và photpho cũng sẽ được diễn ra trong bể UASB
Bể Oxic
Là bể xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính. Các chất hữu cơ không được xử lý triệt để trong bể UASB do đó nước thải tiếp tục được dẫn qua bể xử lý sinh học hiếu khí. Các vi sinh vật hiếu khí khi phân giải các chất hữu cơ còn lại trong bể dưới điều kiện cung cấp oxy đầy đủ cho vi sinh vật hoạt động. Phản ứng diễn ra:
VSV hiếu khí + CHC + O2 và CO2 + H20 + sinh khối mới
Bể lắng sinh học
Giúp loại bỏ một phần chất rắn lơ lửng và chất hữu cơ trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học ở phía sau. Bùn cặn sau lắng được đưa về bể chứa bùn để xử lý.
Bể keo tụ tạo bông
Tại đây, các hóa chất NaOH, CaO được châm vào bể với liều lượng nhất định. Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các chặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành lên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ở bể lắng. Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể lắng.
Bể lắng hóa lý
Được đặt phía sau bể keo tụ bông, có nhiệm vụ lắng cặn hóa lý sinh ra từ quá trình xử lý nước. Một phần bùn cặn sau lắng sẽ được chuyển qua bể chứa bùn để xử lý, một phần bùn cặn sẽ được tuần hoàn về bể Aerotank nhằm đảm bảo mật độ sinh khối của vi sinh vật bên trong bể.
Thiết bị áp dụng
Giúp loại bỏ cặn, màu, mùi sót lại trong nước thải trước khi chuyển qua bể khử trùng để tiêu diệt vi khuẩn có hại còn sót lại trong nước thải. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý nước thải mía đường đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN/40:2011/BTNMT.
Nếu bạn muốn biết rõ hơn về xử lý nước thải mía đường nói riêng và các hoạt động xử lý nước thải nói chung có thể liên hệ trực tiếp đến GMC Vina qua số hotline: 0866.373.222 để được hỗ trợ, tư vấn các công nghệ xử lý nước thải tốt nhất, giá thành hợp lý và có chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn.
