Đồ án Xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng bèo lục bình
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ
BẰNG BÈO LỤC BÌNH
Ngành:CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : ThS. VŨ HẢI YẾN
Sinh viên thực hiện
: HUỲNH THỊ THUẬN
Lớp: 05DSH
MSSV: 105111079
TP. Hồ Chí Minh, 03/2011
LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ người đã sinh thành, nuôi
nấng dạy dỗ và tạo mọi điều kiện cho con có được ngày hôm nay. Xin cảm ơn các anh,
chị và những người bạn thân đã luôn động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại Học
Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Môi trường
và Công nghệ sinh học đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý
báu trong suốt khóa học tại trường.
Xin chân thành cảm tạ và biết ơn sâu sắc Cô Đặng Vũ Hải Yến, người đã tận tình
hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Xin cảm ơn tất cả những người bạn đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian học tập, nghiên cứu tại trường.
Xin chân thành cảm ơn!
TPHCM, ngày
tháng năm 2011
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Thị Thuận
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Nhận xét của GVHD
Mục lục
Danh mục bảng
Danh mục biểu đồ
Danh mục hình
Danh mục chữ viết tắt
Chương I: Mở đầu...............................................................................................1
I.1 Đặt vấn đề......................................................................................................1
I.2 Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................2
I.3 Nội dung nghiên cứu......................................................................................2
I.4 Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................2
I.5 Phương pháp nghiên cứu................................................................................2
I.6 Phạm vi nghiên cứu........................................................................................2
Chương II: Tổng quan về nước thải tinh bột mì...................................................3
II.1 Tổng quan về cây khoai mì ...........................................................................3
II.1.1 Phân loại khoai mì .....................................................................................3
II.1.2 Cấu tạo cây khoai mì..................................................................................4
II.1.3 Thành phần hóa học...................................................................................4
II.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột mì .............................................7
II.2.1 Giới thiệu chung ........................................................................................7
II.2.2 Hiện trạng ngành chế biến tinh bột mì ở Việt Nam.....................................8
II.2.2.1 Giới thiệu chung .....................................................................................9
II.2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì trong nước...............................................9
II.2.2.3 Định hướng phát triển bền vững (Nông nghiệp) .................................... 10
II.2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì.............................................. 10
II.3 Hiện trạng ô nhiễm của ngành sản xuất tinh bột khoai mì ........................... 12
II.4 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Miwon – Tây Ninh........ 13
II.4.1 Tình hình chung về ô nhiễm nước thải tinh bột khoai mi ở Tây Ninh....... 13
II.4.2 Tổng quan về nhà máy sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh ..................... 13
II.4.2.1 Giới thiệu chung về nhà máy................................................................. 13
II.4.2.2 Dây chuyền sản xuất bột mì của nhà máy.............................................. 14
II.4.2.3 Nhu cầu nguyên liệu sản xuất................................................................ 15
II.5 Nước thải trong chế biến tinh bột khoai mì ................................................. 15
II.5.1 Nguồn phát sinh....................................................................................... 15
II.5.2 Đặt tính nước thải của ngành sản xuất tinh bột khoai mì. ......................... 16
II.5.3 Tác động của nước thải chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường nước. 16
II.5.3.1 Ảnh hưởng của pH ............................................................................... 16
II.5.3.2 Ảnh hưởng của các chất hữu cơ ............................................................ 16
II.5.3.3 Ảnh hưởng của chất lơ lửng.................................................................. 16
II.5.3.4 Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng ..................................................... 17
II.5.3.5 Ảnh hưởng của Cyanua......................................................................... 17
II.6 Phương pháp xử lý nước thải tinh bột khoai mì........................................... 17
II.6.1 Xử lý cơ học ............................................................................................ 17
II.6.2 Xử lý hóa học .......................................................................................... 17
II.6.3 Xử lý hóa lý............................................................................................. 18
II.6.4 Xử lý sinh học.......................................................................................... 19
II.6.5 Các công nghệ xử lý đang được áp dụng và nghiên cứu tại Việt Nam ...... 19
Chương III: Tổng quan cây lục bình.................................................................. 23
III.1 Cây Lục Bình ............................................................................................ 23
III.1.1 Nguồn gốc .............................................................................................. 23
III.1.2 Nơi sống................................................................................................. 23
III.1.3 Phân loại................................................................................................. 24
III.1.4 Cấu tạo ................................................................................................... 24
III.1.5 Đặc điểm sinh trưởng ............................................................................. 25
III.1.6 Sinh sản.................................................................................................. 26
III.2 Tổng quan về hồ sinh học.......................................................................... 26
III.2.1. Hồ hiếu khí ........................................................................................... 26
III.2.2. Hồ kỵ khí .............................................................................................. 26
III.2.3. Hồ tùy nghi ........................................................................................... 27
III.3 Ưu – nhược điểm sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải ........... 28
III.3.1 Ưu điểm: ................................................................................................ 28
III.3.2 Nhược điểm............................................................................................ 28
Chương IV: Nội dung và phương pháp thí nghiệm ............................................ 29
IV.1 Nghiên cứu tài liệu .................................................................................... 29
IV.2 Nghiên cứu mô hình thực nghiệm.............................................................. 29
IV.2.1 Mô hình thí nghiệm................................................................................ 30
IV.2.1.1 Chuẩn bị Lục Bình và vật liệu thí nghiệm............................................ 30
IV.2.1.2 Xây dựng mô hình............................................................................... 30
IV.2.1.3 Thành phần nước thải đầu vào............................................................. 30
IV.2.2 Thí nghiệm............................................................................................. 30
IV.2.2.1 Khảo sát 1: Khảo sát ngưỡng nồng độ thích hợp cho Lục Bình............ 30
IV.2.2.2 Khảo sát 2: xác định nồng độ nước thải cây xử lý tốt nhất ................... 31
IV.2.2.3 Khảo sát 3: khảo sát thời gian lưu nước ............................................... 32
IV.2.2.4 Các chỉ tiêu theo dõi............................................................................ 32
IV.2.3 Phương pháp xử lý kết quả thí nghiệm ................................................... 33
Chương V: Kết quả - Thảo luận ........................................................................ 34
V.1 Thí nghiệm ................................................................................................. 34
V.1.1 Khảo sát 1: Khảo sát ngưỡng nồng độ thích hợp của Lục Bình. ............... 34
V.1.2 Khảo sát 2: khảo sát nồng độ thích hợp mà Lục Bình cho kết quả xử lý tốt
nhất. ................................................................................................................. 36
V.1.2.1 Chỉ tiêu về lượng nước bay hơi của mô hình......................................... 36
V.1.2.2 Các chỉ tiêu hóa sinh học của nước thải đầu ra...................................... 37
V.2 Thảo luận chung......................................................................................... 51
Chương V: Kết luận và kiến nghị ...................................................................... 53
VI.1 Kết luận..................................................................................................... 53
VI.2 Kiến nghị .................................................................................................. 53
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ V.1: Cân bằng nước trong mô hình` ..................................................... 36
Biểu đồ V.2: Biến thiên BOD ở nồng độ 3% ..................................................... 39
Biểu đồ V.3: Biến thiên BOD ở nồng độ 5% ..................................................... 39
Biểu đồ V.4: Biến thiên BOD ở nồng độ 8% ..................................................... 39
Biểu đồ V.5: Biến thiên BOD ở nồng độ 10% ................................................... 39
Biểu đồ V.6: Biến thiên COD ở nồng độ 3%..................................................... 42
Biểu đồ V.7: Biến thiên COD ở nồng độ 5% ..................................................... 42
Biểu đồ V.8: Biến thiên COD ở nồng độ 8% ..................................................... 42
Biểu đồ V.9: Biến thiên COD ở nồng độ 10% ................................................... 42
Biểu đồ V.10: Biến thiên N ở nồng độ 3%......................................................... 44
Biểu đồ V.11: Biến thiên N ở nồng độ 5%......................................................... 44
Biểu đồ V.12: Biến thiên N ở nồng độ 8%......................................................... 44
Biểu đồ V.13: Biến thiên N ở nồng độ 10%....................................................... 44
Biểu đồ V.14: Biến thiên P ở nồng độ 3% ......................................................... 47
Biểu đồ V.15: Biến thiên P ở nồng độ 5% ......................................................... 47
Biểu đồ V.16: Biến thiên P ở nồng độ 8% ......................................................... 47
Biểu đồ V.17: Biến thiên P ở nồng độ 10% ....................................................... 47
Biểu đồ V.18: Biến thiên SS ở nồng độ 3% ....................................................... 50
Biểu đồ V.19: Biến thiên SS ở nồng độ 5% ....................................................... 50
Biểu đồ V.20: Biến thiên SS ở nồng độ 8% ....................................................... 50
Biểu đồ V.21: Biến thiên SS ở nồng độ 10% ..................................................... 50
DANH MỤC HÌNH
Hình II.1 Cây khoai mì........................................................................................3
Hình II.2: Sơ đồ quy trình chế biến tinh bột khoai mì ........................................ 11
Hình II.3 Sơ Đồ Công Nghệ Chế Biến Tinh Bột Mì .......................................... 14
Hình III.1: Cây lục bình .................................................................................... 23
Hình IV.1. Mô hình thí nghiệm ......................................................................... 30
Hình V.1: Phản ứng của lục bình ở nồng độ 3% ................................................ 35
Hình V.2: Phản ứng của lục bình ở nồng độ 5% ................................................ 35
Hình V.3: Phản ứng của lục bình ở nồng độ 15% .............................................. 35
Hình V.4: Phản ứng của lục bình ở nồng độ 20% .............................................. 35
Hình V.5. Biến thiên BOD ở nồng độ 3%.......................................................... 38
Hình V.6. Biến thiên BOD ở nồng độ 5%.......................................................... 38
Hình V.7. Biến thiên BOD ở nồng độ 8%.......................................................... 39
Hình V.8. Biến thiên BOD ở nồng độ 10%........................................................ 39
Hình V.9. Biến thiên COD ở nồng độ 3%.......................................................... 41
Hình V.10. Biến thiên COD ở nồng độ 5%........................................................ 41
Hình V.11. Biến thiên COD ở nồng độ 8%........................................................ 41
Hình V.12. Biến thiên COD ở nồng độ 10%...................................................... 41
Hình V.13. Biến thiên N ở nồng độ 3%............................................................. 43
Hình V.14. Biến thiên N ở nồng độ 5%............................................................. 43
Hình V.15. Biến thiên N ở nồng độ 8%............................................................. 44
Hình V.16. Biến thiên N ở nồng độ 10% ........................................................... 44
Hình V.17. Biến thiên P ở nồng độ 3%.............................................................. 46
Hình V.18. Biến thiên P ở nồng độ 5%.............................................................. 46
Hình V.19. Biến thiên P ở nồng độ 8%.............................................................. 47
Hình V.20. Biến thiên P ở nồng độ 10%............................................................ 47
Hình V.21. Biến thiên SS ở nồng độ 3%............................................................ 48
Hình V.22. Biến thiên SS ở nồng độ 5%............................................................ 48
Hình V.23. Biến thiên SS ở nồng độ 8%............................................................ 49
Hình V.24. Biến thiên SS ở nồng độ 10%.......................................................... 49
DANH MỤC BẢNG
Bảng II.1: Thành phần hóa học của củ khoai mì..................................................5
Bảng II.2: Thành phần hóa học của củ và bã khoai mì.........................................5
Bảng II.3: Thống kê số liệu về diện tích, sản lượng và năng suất khoai mì tính trên
cả nước trong giai đoạn 2001 – 2006...................................................................8
Bảng II.4: Một số nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tại các tỉnh miền Nam......9
Bảng II.5: Tải lượng ô nhiễm do nước thải tinh bột khoai mì tại Việt Nam........ 12
Bảng II.6: các thông số nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì................... 16
Bảng II.7: Hiện trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải tại một số nhà máy chế
biến tinh bột khoai mì........................................................................................ 21
Bảng III.1: Thành phần hóa học và gía trị dinh dưỡng của Lục Bình ................. 25
Bảng IV.1. Thành phần nước thải đầu vào......................................................... 30
Bảng IV.2. Các chỉ tiêu hóa sinh học của nước thải tinh bột khoai mì pha loãng31
Bảng IV.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.................................................................... 32
Bảng IV.5 Các phương pháp dùng để phân tích các chỉ tiêu môi trường............ 33
Bảng V.1. Biểu hiện của Lục Bình trong quá trình khảo sát............................... 34
Bảng V.2. Lượng nước sử dụng cho các thành phần trong mô hình ................... 36
Bảng V.3. Chỉ tiêu BOD5 của nước thải sau xử lý ............................................. 38
Bảng V.4. Chỉ tiêu COD của nước thải sau xử lý............................................... 41
Bảng V.5 Chỉ tiêu N tổng của nước thải sau khi xử lý. ...................................... 43
Bảng V.6. Chỉ tiêu Phospho tổng của nước thải sau khi xử lý............................ 46
Bảng V.7Chỉ tiêu SS của nước thải sau khi xử lý .............................................. 49
Bảng V.8. Các chỉ tiêu nước thải sau thời gian lưu 7 ngày................................. 51
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5
COD
NTổng
PTổng
Nhu cầu oxy sinh học
Nhu cầu oxy hóa học
Tổng hàm lượng Nitơ
Tổng hàm lượng phốt pho
Chất rắn lơ lửng
SS
TCVN
QCVN
TBKM
Tiêu chuẩn Việt Nam
Quy chuẩn Viêt Nam
Tinh bột khoai mì
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
CHƢƠNG I
MỞ ĐẦU
I.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, trên thế giới và cả ở nước ta, tinh bột khoai mì (TBKM) là
nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp lớn như làm
hồ, in, định hình và hoàn tất trong công nghiệp dệt, làm bóng và tạo lớp phủ bề
mặt cho công nghiệp giấy. Đồng thời nó còn dùng trong sản xuất cồn, bột nêm,
mì chính, sản xuất men và công nghệ lên men vi sinh và chế biến các thực
phẩm khác như bánh phở, hủ tiếu, mì sợi, bánh canh,…Chính vì lẽ đó, Khoai
mì được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Năm 2006 và
2007, sản lượng sắn thế giới đạt 226,34 triệu tấn củ tươi. Trong đó, Việt Nam
đứng thứ mười với 7,71 triệu tấn.
Nhu cầu sử dụng nước trong sản xuất tinh bột khoai mì là rất lớn nên
sau khi sử dụng cũng thải ra môi trường một lượng nước thải tương đương.
Nếu không có biện pháp xử lý trước khi thải bỏ, hàm lượng chất hữu cơ trong
nước thải sẽ gây ô nhiễm đến nguồn nước mặt và diện tích đất đai xung quanh
vùng xã thải do quá trình phân hủy chất hữu cơ trong tự nhiên. Nghiêm trọng
hơn nếu chất hữu cơ ngấm xuống tầng nước ngầm, chúng sẽ phá hủy chất
lượng nguồn nước ảnh hưởng đến môi trường sống của cả cộng đồng dân cư
trong khu vực. Nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội trong xu hướng phát triển bền
vững của nước ta cũng như thế giới. Việc nghiên cứu biện pháp quản lý và xử
lý thích hợp đối với chất thải từ sản xuất tinh bột khoai mì là điều cần thiết.
Công nghệ xử lý nước thải nói chung và nước thải sản xuất tinh bột
khoai mì nói riêng ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học. Hơn nữa,
đặt trưng của nước thải tinh bột là hàm lượng chất hữu cơ cao dễ phân hủy, giá
trị BOD, COD cao thì việc áp dụng phương pháp sinh học là một giai đoạn
không thể thiếu trong hệ thống xử lý. Hiện nay, thực vật thủy sinh cũng là một
lựa chọn chiếm ưu thế trong việc xử lý nước thải do hiệu quả cao và giá thành
thấp. Xuất phát từ nhu cầu trên, đề tài của tôi trong khóa luận này là “nghiên
cứu hiệu quả xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng Lục Bình”.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 1
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
I.2 Mục tiêu nghiên cứu
_ Dùng cây bèo Lục Bình để xử lý nước thải chế biến tinh bột khoai mì.
Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng Lục Bình.
I.3 Nội dung nghiên cứu
Tiến hành phân tích các chỉ tiêu đầu vào của nước thải sau khi lấy từ nhà máy
sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh.
Tiến hành chạy mô hình thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu đầu ra.
Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng Lục Bình.
I.4 Đối tƣợng nghiên cứu
Bèo Lục Bình.
Nước thải nhà máy sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh.
I.5 Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập tài liệu: tổng hợp các tài liệu liên quan về nước thải,
nước thải tinh bột khoai mì, công nghệ sinh học xử lý nước thải bằng thực vật
thủy sinh.
- Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm: xây dựng mô hình thí nghiệm
quy mô phòng thí nghiệm nhằm xác định các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất
lượng nước.
- Phương pháp phân tích mẫu: phân tích các chỉ tiêu pH, SS, COD, BOD5, Nitơ
Kjeidalh, Phospho tổng.
- Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu: số liệu thu được trong quá
trình nghiên cứu được tổng hợp bằng phần mềm Microsoft Excel 2007.
I.6 Phạm vi nghiên cứu
- Mô hình hồ sinh học.
- Áp dụng cho nước thải sản xuất tinh bột khoai mì.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 2
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
CHƢƠNG II
TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI TINH BỘT MÌ
II.1 Tổng quan về cây khoai mì
II.1.1 Phân loại khoai mì
Giới (regnum): Plantae
Ngành (divisio): Magliophyta
Lớp (Class): Magnoliopsida
Bộ (ordo): Malpighiales
Họ (familia): Euphorbiaceae
Phân họ (subfamilia): Crotonoideae
Tông (tribus): manihoteae
Chi (genus): Manihot
Hình II.1 Cây khoai mì
Loài (species): M. esculenta
1976) và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Trung tâm phát sinh
nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965).
2000 năm trước Công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía
trong phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200
trước Công nguyên (Rogers 1963, 1965).
Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991). Hiện chưa có tài
liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 3
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Ở nước ta cây mì được trồng khắp nơi từ Bắc vào Nam, nhiều nhất là ở vùng
trung du miền núi. Hiện nay mì là một trong những loại cây hoa màu quan trọng trong
cơ cấu lương thực của nước ta.
II.1.2 Cấu tạo cây khoai mì
Cây khoai mì là loại cây lương thực đứng thứ ba trên thế giới sau mía và gạo.
Khoai mì có hàm lượng carbonhydrat cao hơn 40% so với gạo, 25% so với ngô.
Củ mì thường có dạng hình trụ, vuốt hai đầu. Kích thước tùy thuộc vào thành phần
dinh dưỡng của đất và điều kiện trồng, dài 0,1 – 1m, đường kính 2 – 10cm. Cấu tạo
gồm bốn phần chính: lớp vỏ gỗ, vỏ cùi, phần thịt củ và phần lõi.
Vỏ gỗ gồm những tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu là cellulose và
hemicellulose, không có tinh bột, có vai trò bảo vệ củ khỏi những tác động bên ngoài.
Vỏ gỗ mỏng, chiếm 0,5 – 5% trọng lượng củ. Khi chế biến, phần vỏ gỗ thường kết
dính với các thành phần khác như: đất, cát, sạn và các chất hữu cơ khác. Vỏ cùi dày
hơn vỏ gỗ, chiếm 5 – 20% trọng lượng củ. Gồm các tế bào thành dày, thành tế bào
chủ yếu là cellulose, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, các chất chứ nitrogen và dịch
bào. Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme,…Vỏ cùi có nhiều tinh bột (5
– 8%) nên khi chế biến nếu tách bỏ đi thì sẽ tổn thất tinh bột trong củ, nếu không tách
thì nhiều chất dịch sẽ làm ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột.
Thịt củ khoai mì là thành chủ yếu trong củ, gồm các tế bào nhu mô thành
mỏng là chính, thành phần chủ yếu là cellulose, pentosan. Bên trong tế bào là các hạt
tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan và nhiều nguyên tố vi lượng khác. Những
tế bào xơ bên ngoài chứa nhiều tinh bột, càng vào phía trong hàm lượng tinh bột cang
giảm. Ngoài các tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu
tạo từ cellulose nên cứng như gỗ gọi là xơ.
Lõi củ khoai mì ở trung tâm dọc từ cuống đến chuôi củ. Ờ cuống lõi to nhất
rồi nhỏ dần tới chuôi, chiếm 0,3 – 1% trọng lượng củ. Thành phần lõi là cellulose và
hemicellulose.
II.1.3 Thành phần hóa học
Thành phần hóa học thay đổi tùy theo giống cây trồng, tính chất, độ dinh
dưỡng của đất, độ phát triển của cây và thời gian thu hoạch.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 4
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Bảng II.1: Thành phần hóa học của củ khoai mì
Thành phần
Tỷ trọng (%trọng lƣợng)
Nước
Tinh Bột
Chất đạm
Chất béo
Chất xơ
70,25
21,45
1,12
5,13
5,13
Độc tố (CN-)
0,001 – 0,04
Đường trong củ khoai mì chủ yếu là glucose và một ít maltose. Khoai
càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong quá trình chế biến thì đường
sẽ hòa tan với nước và thải ra ngoài. Chất đạm trong khoai mì cho đến nay vẫn
chưa được nghiên cứu kỹ, tuy nhiên do hàm lượng thấp nên ít ảnh hưởng đến
môi trường. Ngoài những thành phần có giá trị dinh dưỡng, trong củ khoai mì
còn chứa các độc tố, tanin, sắc tố và hệ enzyme phức tạp. Theo một số các
nghiên cứu trong số các enzyme thì polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy
hóa polyphenol như acdamin tạo thành các chất có màu. Những chất này gây
khó khăn trong quá trình chế biến nếu quy trình công nghệ không thích hợp sẽ
cho sản phẩm kém chất lượng.
Bảng II.2: Thành phần hóa học của củ và bã khoai mì
Thành phần
Độ ẩm
Vỏ củ mì (mg/100mg)
10,8 – 11,4
28 – 38
Bã phơi khô
12,5 – 13
Tinh bột
51,8 – 63
Sợi thô
8,2 – 11,2
0,85 – 1,12
1 – 1,45
12,8 – 14,5
1,5 – 2
Protein thô
Độ tro
0,58 – 0,65
0,37 – 0,43
0,008 – 0,009
1,95 – 2,4
4 – 8,492
Đường tự do
HCN
1 – 1,4
Vết
Pentosan
Vết
Các loại Polysaccharide
6,6 – 10,2
(Hội thảo giảm thiểu ô nhiễm công nghiệp chế biến tinh bột mì Hà Nội, 1/98)
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 5
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Đặc biệt trong củ khoai mì còn chứa độc tố Cyanua CN- thường có trong
các chóp củ, nhất là các vùng bị rễ tranh ăn luồn vào hay khi chăm bón đụng
phải. Khi củ chưa đào nhóm này ở dạng glucozite gọi là phaseolutanin
(C10H17NO6). Dưới tác dụng của enzyme hay môi trường acid, chất này phân
hủy thành glucose, acetone và acid cyahyrit (HCN). Như vậy sau khi đào củ
khoai mì mới xuất hiện HCN tự do, vì khi đào để tự vệ thì các enzyme trong củ
mới bắt đầu hoạt động mạnh, đặc biệt xuất hiện nhiều trong khi chế biến và sau
khi ăn (trong dạ dày người có chứa acid và dịch trong chế biến cũng là môi
trường acid). Phaseolutanin tập trung ở vỏ cùi, dễ tách trong quá trình chế biến,
hòa tan tốt trong nước, kém tan trong rượu etylic và metylic, rất ít hòa tan trong
cloroform và hầu như không tan trong ether.
Các hợp chất Cyanua được phân thành bốn nhóm chính:
_ Nhóm hợp chất cyanua đơn giản, tan và độc như: axit cyahyric
(HCN) và muối cyanua NaCN, KCN,..
_ Nhóm hợp chất cyanua đơn giản không tan Fe(CN)2,… chúng ở
dạng phân tán nhỏ, chúng xâm nhập vào cơ thể dưới tác dụng của môi trường
axit của dịch vị chúng sẽ chuyển sang trạng thái đơn giản tan và gây nhiễm độc
cơ thể.
_ Nhóm pức chất cyanua tan và độc: [Cu(CN)]2- , [Cu(CN)3]2-,
[Zn(Cn)]3-, [Zn(CN)4]3-. Trong đó ổn định nhất [Cu(CN)3]2-
_ Nhóm chưa các phức chất cyanua tan không độc: các phức chất
fericyanua [Fe(CN)6]4- và Fe(CN)6]3-. Sau khi xử lý nước thải bằng phương
pháp sunfat, những phức chất dễ dàng chuyển hóa thành các cyanua tan và độc.
Vì hòa tan độc tố trong nước nên khi chế biến, độc tố sẽ theo nước dịch ra ngoài. Tuy
thuộc vào giống đất và cây trồng mà hàm lượng độc tố có thể thay đổi từ 0,0001 –
0,004% CN- gây độc tính cao đối với người và thủy sinh vật. Cân CN- ngăn cản các
quá trình chuyển hóa các ion vào da, túi mât, thận ảnh hưởng tới quá trình phân hóa tế
bào thần kinh. Hàm lượng cyanua cao ảnh hưởng tới mạch máu não. Triệu chứng ban
đầu là co giật sau đó dẫn đến vỡ mạch máu não. CN- gây độc cho cá, động vật hoang
dã, vật nuôi. Đối với cá, CN- độc ở liều lượng 4 – 5 mg/l. Đó là lý do tại sao việc khử
CN- rất quan trọng đối với hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột mì.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 6
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai mì phát triển ở thế kỷ 16, ở những năm gần
đây do nhu cầu phát triển của ngành chăn nuôi và ngành chế biến thực phẩm tinh bột
mì bắt đầu gia tăng, sản lượng bột mì hàng năm đạt hơn 3 triệu tấn. theo Bộ Nông
Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn dự báo sản lượng tinh bột mì vào năm nay của nước
ta đạt khoảng 600.000 tấn. Theo sự gia tăng về sản lượng là lượng nước thải sản xuất
cũng theo đó tăng lên. Ước tính trung bình những năm gần đây, ngành chế biến tinh
bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến và hộ gia đình) đã thải ra môi trường
500.000 tấn bã thải và 15 triệu m3 nước thải mỗi năm. Thành phần chủ yếu của các
loại nước thải này là các hợp chất hữu cơ, các chất này khi thải ra ngoài môi trường
nhanh chóng bị phân hủy và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước,
không khí,… ảnh hưởng đến cộng đồng dân cư trong khu vực. Hiện nay, ở một số nhà
máy nồng độ COD trong nước thải vượt TCVN hàng trăm lần. Đó là lý do vì sao việc
xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì là vấn đề quan trọng hiện nay.
II.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột mì
II.2.1 Giới thiệu chung
Tinh bột khoai mì là nguồn cung cấp thực phẩm cho hơn 500 triệu người trên
thế giới (theo Cock, 1985; Jackson & Jackson, 1990). Tinh bột khoai mì cung cấp
37% calories trong thực phẩm của Châu Phi, 11% ở Mỹ La Tinh và 60% ở các nước
Châu Á (Lancaster etal, 1982).
Tinh bột mì được các nước trên thế giới sản xuất nhiều để tiêu thụ và xuất
khẩu. Brazil sản xuất khoảng 25 triệu tấn/năm, Nigeria, Indonesia và Thái Lan cũng
sản xuất một lượng lớn chủ yếu để xuất khẩu (CAIJ, 1993). Châu Phi sản xuất khoảng
85,2 triệu tấn/năm (1997), Châu Á 48,6 triệu tấn/năm và 32,4 triệu tấn do Mỹ La Tinh
và Caribbean (FAO, 1998).
Ở Việt Nam, do không có đủ điều kiện xây dựng các nhà máy chế biến nên
ngành công nghiệp chế biến tinh bột mì bị hạn chế. Các cơ sở sản xuất phân bố theo
quy mô hộ gia đình, sản xuất trung bình và sản xuất lớn.
II.2.2 Hiện trạng ngành chế biến tinh bột mì ở Việt Nam
II.2.2.1 Giới thiệu chung
Việt Nam đứng thứ 3 trên thế giới trong lĩnh vực xuất khẩu tinh bột mì hiện
nay (sau Indonesia và Thái Lan).
Sản lượng tinh bột mì xuất khẩu đạt 180 – 350 nghìn tấn/năm.
Thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật,
Singapore, Malaysia, Hàn quốc và Đông Âu.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 7
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Sản phẩm được chế biến từ khoai mì: tinh bột mì, bột ngọt, acid glutamate, acid amin,
thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ,…
II.2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì trong nƣớc
Diện tích trồng mì trên cả nước chủ yếu tập trung ở các khu vực:
_ Đông Bắc sông Hồng: Vĩnh Phúc, Hà Tây.
_ Đông Bắc: Yên Bái, Phú Thọ, Lào Cai.
_ Tây Bắc: Sơn La, Hòa Bình.
_ Bắc Trung Bộ: Thanh Hóa, Nghệ An.
_ Duyên Hải Nam Trung Bộ: Quãng Nam, Quãng Ngãi, Bình Định,
Phú Yên.
_ Tây Nguyên: Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông.
_ Đông Nam Bộ: Bình Phước, Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Thuận.
Trong đó. Gia Lai là tỉnh có diện tích trồng khoai mì lớn nhất nước (Gia Lai:
47.695 ha; Tây Ninh: 45.137 ha – số liệu thống kê 2006).
Theo ước tính:
Khoảng 12% khoai mì được tiêu thụ trực tiếp.
17% dùng trong trang trại
22% dùng cho thức ăn gia súc.
49% củ khoai mì được bán dùng trong quá trình sản xuất tinh bột mì.
Bảng II.3: Thống kê số liệu về diện tích, sản lƣợng và năng suất khoai mì tính
trên cả nƣớc trong giai đoạn 2001 – 2006.
Năm
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Diện tích 292.300
337.860
371.860
388.676
423.800
474.908
(ha)
Sản
lượng
(tấn)
3.509.200 4.438.000 5.308.860 5.820.672 6.646.000 7.714.096
Năng
suất
12.01
13.17
14.28
14.98
15.68
16.24
(tấn/ha)
(Hội thảo chuyên đề: Phát triển ngành chế biến tinh bột khoai mì ở Việt Nam, 2006)
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 8
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Bảng II.4: Một số nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tại các tỉnh miền Nam
Tên công ty
Tỉnh
Công suất
(tấn tinh bột/ngày)
Phước Long (VEDAN)
KMC (Thị Trấn Chơn
Thành)
Bình Phước
Bình Phước
Bình Phước
Bình Phước
Bình Phước
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
Tây Ninh
600
100
100
100
100
100
120
100
100
80
Tồn Năng
Đức Liên
Wusons
Tân Châu – Singapore
Tây Ninh - Tapioka
Tồn Năng
Trường Thịnh
Hinh Chang
60
Phước Hưng
Thanh Bình
60
60
Cẩm Vân
60
Việt Ma
60
(Hội thảo chuyên đề: Phát triển cụm công nghiệp sinh thái cho ngành chế biến tinh
bột khoai mì tại Việt Nam, 2007).
II.2.2.3 Định hƣớng phát triển bền vững (Nông nghiệp)
Theo Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn đến năm 2010, các giống
khoai mì được tiến hành trồng rộng rãi là: KM60, KM64, KM94, KM95, H34, Ấn Độ.
Ở các vùng như: Duyên Hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Tây Ninh, Kon Tum, Bình
Phước.
Thúc đẩy liên kết giữa các nông trại trồng trọt và công ty chế biến khoai mì
quy mô nhỏ với các tổ chức, hội phát triển cây khoai mì trong và ngoài nước.
II.2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột mì.
Nguồn nguyên liệu chính sản xuất tinh bột khoai mì có hai loại: củ mì tươi và
mì lát khô.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 9
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Tóm tắt quy trình chế biến khoai mì từ khoai mì tƣơi:
Củ từ bải nguyên liệu được băng tải chuyển lên khâu rữa.
Khâu rữa có hai phần: rửa sơ bộ và rửa ướt. Quá trình rữa sơ bộ là để tách
lượng đất cát trên củ, khâu rửa ướt tách hết phần đất cát còn lại và một phần lớn vỏ củ
(lớp vỏ mỏng ngoài).
Sau khi rửa, củ được đưa vào máy cắt, cắt thành những lát nhỏ giúp cho quá
trình mài sát được thuận lợi.
Những mảnh nguyên liệu được đưa vào máy nghiền (mài xát + xay). Tại đây
chúng được nghiền nhỏ và giải phóng một lượng lớn tinh bột tự do làm tăng hiệu xuất
thu hồi bột của cả quá trình.
Sau khi nghiền, hỗn hợp sệt được ly tâm để lấy dịch bào.
Sau khi tách được một lượng lớn dịch bào, hỗn hợp sệt được đưa vào ly tâm
tách bã với kích thước lỗ rây giảm dần từ khâu đầu đến khâu cuối. Trong khâu này có
bổ sung vào SO2 0,05% khối lượng để kiềm chế các quá trình sinh hóa (phân hủy gây
chua bột), đồng thời giữ màu tắng cho tinh bột.
Sữa bột thu từ quá trình tách bã trên sẽ được đưa qua hệ ly tâm siêu tốc nhằm
tách hết lượng dịch bào còn lại và thu hồi tinh bột.
Lượng sữa bột tinh thu được, được đưa qua hệ thống ly tâm tách nước,
nha92m mục đích giảm lượng nước để tăng cường hiệu quả cho quá trình sấy phía
sau. Lượng bột ẩm thu được sẽ đưa qua hệ thống sấy khhgi1 thổi. Sau đó dược làm
mát, sàng và đóng bao.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 10
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Củ
Băng tải
Nước
Rửa
Cắt khúc
Nghiền
Nước
Li tâm lắng tách dịch bào
lần 1
Nước
Dung dịch hấp thụ
Bơm
SO2
Ép bã
Bã
Li tâm tách bã
Nước
Bã khô
Li tâm siêu tốc tách
dịch bào lần 2
NƯỚC THẢI
CẦN XỬ LÝ
Tách nước
Sấy
Kho
Bột thành phẩm
Hình II.2: Sơ đồ quy trình chế biến tinh bột khoai mì
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 11
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.3 Hiện trạng ô nhiễm của ngành sản xuất tinh bột khoai mì
Khu vực miền Nam có khoảng 15 – 20 nhà máy chế biến tinh bột khoai mì
quy mô lớn, có thể kể đến như: nhà máy chế biến tinh bột khoai mì KMC (Bình
Phước), nhà máy chế biến tinh bột khoai mì của công ty VEDAN (Bình Phước), công
ty liên doanh bột mì VINAFOOD-GCR, nhà máy tinh bột khoai mì Bình Thuận, xí
nghiệp liên doanh TAPIOCA Việt Thái, công ty tinh bột sắn Phú Yên, công ty tinh
bột khoai mì Quãng Ngãi,…
Tại Bình Định, các cơ sở sản xuất như: Quốc Khánh và Tiến Phát, chất thải đã
gây ô nhiễm nghiêm trọng trên một vùng rộng lớn. Tuy nhà máy có hầm chứa nhưng
không hề qua một hệ thống xử lý nào. Nước thải rút xuống hầm rồi đổ ra suối Hố
Mây, tràn vào đồng ruộng làm hư hại hoa màu của dân. Cứ mùa mưa đến là nước bẩn
mang theo bã mì rồi trôi lềnh bềnh trên ruộng, gây ghẻ lở cho người dân.
Số liệu thống kê về tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải của một số nhà máy
chế biến tinh bột khoai mì quy mô lớn tại Việt Nam thể hiện trong bảng sau:
Bảng II.5: Tải lƣợng ô nhiễm do nƣớc thải tinh bột khoai mì tại Việt Nam.
STT Tên cơ sở công nghiệp
Tải lƣợng ô nhiễm (kg/ngày)
SS
BOD5
30.060
15.030
COD
38.700
19.350
Norg
326,4
163,2
P-PO4
8,28
1
2
Công ty cổ phần Vedan
Công ty khoai mì Tây
Ninh
15.600
7.800
4.14
3
4
Nhà máy chế biến tinh bột
Tân Châu – Singapore
Phân xưởng sản xuất tinh
bột khoai mì Phước Long
(thuộc VEDAN)
3.900
7.515
9.675
81.6
2.07
46.800
90.180 116.100 979.2
24,80
5
Nhà máy chế biến tinh bột 109.200 210.420 270.900 22.848 57,96
khoai mì KMC
(Hội thảo chuyên đề: phát triển ngành chế biến tinh bột khoai mì tại Việt Nam, 2006)
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 12
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.4 Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Miwon – Tây Ninh
II.4.1 Tình hình chung về ô nhiễm nƣớc thải tinh bột khoai mi ở Tây Ninh
Theo con số thống kê của SKHCNMT, riêng tỉnh Tây Ninh có trên 300 cơ sở
sản xuất thủ công nằm tập trung ở một số huyện như: Tân Biên, Tân Châu, Châu
Thành, Dương Minh Châu,… Hầu hết hệ thống xử lý nước thải của các cơ sở rất sơ
sài, không đạt tiêu chuẩn, gây ô nhiễm môi trường khu dân cư xung quanh, nguồn
nước mặt sông và mạch nước ngầm bị ô nhiễm, …
Một số cơ sở có hệ thống xử lý nước thải bằng ao sinh học, song chưa xử lý
hoàn chỉnh cộng với diện tích ao nhỏ, sạt lỡ khiến nước thải tràn ra bên ngoài, tác
động xấu đến môi trường lân cận. Nước thải từ lò mì làm các giếng nước lân cận đó
không thể sử dụng được. Muốn có nước sạch dùng trong sinh hoạt, người dân phải
khoan giếng sâu từ 45m trở lên. Thậm chí có lò mì cách trường học Trần Phú huyện
Tân Biên gây mùi hôi thối nồng nặc. Tình trạng ô nhiễm từ nước thải của các cơ sở
sản xuất tinh bột khoai mì thủ công làm cho hàng loạt cá không thể sinh sống tại rạch
Bến Đá (đoạn đổ ra sông Vàm Cỏ), rạch Tây Ninh.
II.4.2 Tổng quan về nhà máy sản xuất bột mì Miwon – Tây Ninh
II.4.2.1 Giới thiệu chung về nhà máy
Tên nhà máy
Đại diện
: Nhà máy chế biến tinh bột mì Miwon.
: LEE KWANG YOUNG
: Giám đốc
Chức vụ
Địa điểm nhà máy: Ấp B2, xã Phước Minh, huyện Dương Minh Châu - Tây
Ninh.
Công ty Miwon Việt Nam đầu tư vào nhà máy chế biến tinh bột khoai mì tại
tỉnh Tây Ninh thông qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Tiếp nhận nhà máy chế biến khoai mì có sẵn của Công ty Tân
Hoàng Minh (công suất sản xuất 60 tấn/ngày) vào ngày 06/12/2004 và đã chính thức
đi vào hoạt động từ ngày 01/03/2005;
Giai đoạn 2 (giai đoạn mở rộng nhà máy): Sau khi nhà máy của giai đoạn 1
hoạt động ổn định thì tiến hành lắp đặt dây chuyền chế biến tinh bột biến tính (công
suất 50 tấn/ngày) và dây chuyền chế biến lỏng (công suất 20 tấn/ngày).
Sau khi tiếp nhận Công ty Tân Hoàng Minh, Công ty Miwon Việt Nam – Chi
nhánh Miwon Tây Ninh đã tiến hành lập báo cáo đăng ký đạt tiêu chuẩn môi trường
và đã được Sở Tài Nguyên và Môi Trường Tây Ninh cấp giấy chứng nhận số
458/STNMT – MT, ngày 19/08/2005.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 13
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Vị trí của nhà máy chế biến tinh bột mì Miwon – Tây Ninh được xác định như sau:
Toạ độ địa lý: 106019,195’ độ kinh Đông và 11019,695’ độ vĩ Bắc.
Ranh giới:
_ Bắc giáp tỉnh lộ 781 và hồ Dầu Tiếng;
_ Nam đất màu trồng cây tràm;
_ Đông giáp nhà máy Trường An;
_ Tây giáp kênh tiêu thoát ra sông Sài Gòn (chiều dài kênh tiêu từ nhà
máy đến điểm tiếp nhận nước thải tại sông Sài Gòn khoảng 4km).
II.4.2.2 Dây chuyền sản xuất bột mì của nhà máy
Củ mì tươi
Tách tạp chất, vỏ gỗ
Nước cấp
Nước thải
và bốc vỏ lụa
Băm nhỏ và
nghiền nát
Dung dịch
SO2
Tách bã
Bã, cát
Tách dịch
Nước thải
Nước thải
Tách bột (vắt
nước)
Sấy khô
Đóng bao
Thành phẩm
Hình II.3 Sơ Đồ Công Nghệ Chế Biến Tinh Bột Mì
Nguồn tin: Điều tra tổng hợp
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 14
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.4.2.3 Nhu cầu nguyên liệu sản xuất
Nguyên liệu chủ yếu của công ty là củ mì, Với lượng củ mì nhập vào
công ty hàng ngày là khoảng 300 tấn. Và nguyên liệu này chủ yếu là do người
dân trong xã trồng trọt và cung cấp cho nhà máy. Ngoài ra, các xã lân cận cũng
cung cấp một lượng lớn loại nguyên liệu này.
Ngoài củ mì, còn có các loại bao bì, bao nilon, v.v. Chủ yếu được thu
mua từ các công ty, các nhà máy sản xuất bao bì trong nước.
Các thiết bị máy móc của công ty phần lớn được nhập từ nước ngoài, chủ yếu được
nhập từ Nhật.
II.5 Nƣớc thải trong chế biến tinh bột khoai mì
II.5.1 Nguồn phát sinh.
Quy trình sản xuất khoai mì có nhu cầu sử dụng nước rất lớn (15 – 20m3/tấn
sản phẩm). Lượng nước thải mang theo một phần tinh bột không thu hồi hết trong sản
xuất, các protein, chất béo, các chất khoáng… Trong dịch bào của củ và các thành
2-
phần SO3 , SO42- từ công đoạn tẩy trắng sản phẩm. Lưu lượng thải lớn và có nồng độ
chất hữu cơ rất cao (16 – 20 Kg COD/m3 nước thải) là một nguồn gây ô nhiễm lớn
cho môi trường.
Trong quy trình sản xuất này, nguồn gây ô nhiễm nước gồm nước thải rửa củ,
nước thải nghiền củ, ly tâm, sàn loại sơ, lọc thô, khử nước và nước thải tách dịch:
Trong công đoạn rửa: nước sử dụng trong công đoạn rửa củ mì trước khi lột vỏ để loại
bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt. Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm cho
màu của tinh bột sau này rất xấu. Nước thải trong quá trình rửa củ, cắt vỏ có chứa
bùn, đất, cát, mảnh vỏ, HCN tạo ra do phân hủy phazeolutanin trong vỏ thịt nhờ xúc
tác của men cyanoaza…
Nước thải trong quá trình nghiền củ, lọc thô có nhiều tinh bột, protein và
khoáng chất tách ra trong quá trình nghiền thô.
Nước thải trong quá trình tách dịch có nồng độ chất hữu cơ cao (BOD), chất
rắn lơ lửng nhiều (SS). Ngoài ra trong nước thải này còn chứa các dịch bào có Tanin,
men và nhiều chất vi lượng có mặt trong củ mì.
Tóm lại, lượng nước thải phát sinh từ nhà máy dự kiến có 10% bắt nguồn từ nước rửa
củ và 90% xả ra từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 15
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.5.2 Đặt tính nƣớc thải của ngành sản xuất tinh bột khoai mì.
Nước thải chế biến tinh bột khoai mì có pH thấp, hàm lượng chất lơ
lửng lớn, ô nhiễm cất hữu cơ cao và bị nhễm chất độc Cyanua. Theo cảm quan
nước thải có màu trắng đục, mùi chua, độ đục cao.
Bảng II.6: các thông số nƣớc thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì
Chỉ tiêu
Đơn vị
Kết quả
TCVN 5945 – 2005
Loại A
6 – 9
30
Loại B
5,5 – 9
50
Loại C
Ph
3.8 – 4.5
1.540 – 8.750
2.500 –
5 – 9
100
BOD5
COD
mg/l
mg/l
50
80
400
10.000
SS
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
120 – 3000
150 – 800
4 – 91
50
15
100
30
6
200
60
8
Nitơ tổng
Photpho tổng
Cyanua
4
4 - 75
0,07
0,1
0,2
II.5.3 Tác động của nƣớc thải chế biến tinh bột khoai mì đến môi trƣờng
nƣớc
II.5.3.1 Ảnh hƣởng của pH
Độ pH quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận
do các loài vi sinh vật có trong tự nhiên trong nước bị kiềm hãm phát triển.
Ngoài ra nước có tính axit sẽ gây ăn mòn, làm mất cân bằng trao đổi chất, ức
chế sự phát triển bình thường của quá trình sống.
II.5.3.2 Ảnh hƣởng của các chất hữu cơ
Hàm lượng chất hữu cơ cao sẽ làm giảm nồng độ oxi hòa tan trong
nước, làm ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật của nguồn tiếp nhận. Ngoài ra,
nó còn gây nên tình trạng ô nhiễm mùi.
II.5.3.3 Ảnh hƣởng của chất lơ lửng
Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục và có màu, làm hạn chế nguồn
ánh sáng chiếu vào nước, cản trở quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh,
giam3 lượng oxi sinh ra. Mặt khác, phần cặn lắng xuống đáy sẽ gây bồi lắng
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 16
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
lòng sông, cản trở sự lưu thông và làm thay đổi dòng chảy. Phần cặn này sẽ bị
phân hủy kị khí gây nên mùi hôi cho khu vực xung quanh.
II.5.3.4 Ảnh hƣởng của các chất dinh dƣỡng
Hàm lượng chất dinh dưỡng (N, P) quá lớn sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng
hóa nguồn nước, sự phát triển khó kiểm soát của rong và tảo. Khiến môi trường
sống của nguồn tiếp nhận bị thay đổi và xấu đi.
II.5.3.5 Ảnh hƣởng của Cyanua
Cyanua tồn tại trong nước ở dạng muối, CN- và HCN. Nó gây ảnh hưởng độc
trực đến hệ thủy sinh thực vật. Nước ngấm xuống đất sẽ gây ô nhiễm nguồn
nước ngầm. Tuy nhiên, ở điều kiện thích hợp HCN sẽ phân hủy tạo thành
NH4+ là chất dinh dưỡng cho các thực vật thủy sinh.
II.6 Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải tinh bột khoai mì.
II.6.1 Xử lý cơ học
Tách các tạp chất thô ra khỏi nước như vỏ khoai mì và các đất cát trong
nước rữa củ,…Các phương pháp thường dùng là song chắn rác, lắng trọng lực,
lọc, tách ly. Đây là một phương pháp xử lý sơ bộ nhằm đảm bảo cho các quá
trình xử lý tiếp theo được ổn định.
II.6.2 Xử lý hóa học
Trung hòa: là phương pháp xử lý thông dụng và đơn giản đối với chất ô
nhiễm vô cơ, bằng cách thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH đến mức cho
phép (6 – 9). Đồng thời hổ trợ quá trình xử lý sinh học.
Oxy hóa khử: Phương pháp này có khả năng phân hủy hầu hết các chất
hữu cơ và vô cơ trong nước, chuyển chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành
dễ phân hủy (nâng tỉ lệ BOD/COD), nó còn ứng dụng để khử độc một số chất
hữu cơ: Cyanide, Ammonia,… Phương pháp này được thực hiện bằng cách
thêm vào tác nhân oxy hóa, tác nhân khử với pH thích hợp. Chất oxy hóa có
thể sử dụng là: Cl, KmnO4, H2O2, O3, MnO2,… Quá trình này tiêu tốn một
lượng lớn hóa chất nên chỉ sử dụng trong trường hợp những chất ô nhiễm
không thể xử lý được bằng các phương pháp khác.
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 17
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.6.3 Xử lý hóa lý
- Keo tụ - tạo bông: Khử chất ô nhiễm dạng keo bằng cách sử dụng chất
đông tụ để trung hòa điện tích các hạt keo nhằm liên kết chúng lại với nhau tạo
nên bông cặn lớn có thể lắng trọng lực. Chất đông tụ là muối nhôm, sắt hoặc
hỗn hợp, PAC hiệu quả hoạt động trong khoảng pH = 5 – 7,5. Ngoài ra có thể
kèm thêm các chất trợ keo tụ (Polimine) giúp nâng cao tóc độ lắng, rút ngắn
thời gian cũng như lưu lượng chất keo tụ. Phương pháp này giúp loại bỏ một
lượng lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải tinh khoai mì, đồng thời làm
giảm nồng độ COD, BOD.
- Tuyển nổi: Thường sử dụng tách hợp chất lơ lửng nhỏ, không tan, nhẹ
lắng chậm. Chúng cũng có thể sử dụng để tách chất hòa tan, hoạt động bề mặt.
Quá trình thực hiện bằng cách tạo các bọt khí nhỏ, các bọt khí dính kết với các
hạt kéo chúng lên bề mặt và sau đó được thu gom nhờ thiết bị vớt bọt. Phương
pháp có ưu điểm: cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đều tư và chi phí vận hành thấp,
có độ lựa chọn cao tách tạp chất, tốc độ cao hơn quá trình lắng.
- Cơ học và hấp phụ: Chất lơ lửng nhỏ mịn, các vi hữu cơ bị loại qua
quá trình lọc cát hay hấp phụ. Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để
làm sạch triệt để các chất hữu cơ hòa tan sau xử lý sinh học mà chúng có độc
tính cao hoặc không thể phân hủy sinh học. Chất hấp phụ là: thanh hoạt tính,
các chất tổng hợp; một số chất thải của sản xuất: tro, xỉ, mạc sắt, khoáng chất,
keo nhôm,… phương pháp này có hiệu quả cao ở xử lý giai đoạn cuối. Phương
pháp cũng có thể tái chế chất hấp phụ.
- Trao đổi ion: Làm sạch tách khỏi nước chứa Cyanua,… Đây là quá
trình mà các ion trên bề mặt vật rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong
dung dịch khi chúng tiếp xúc nhau. Chất trao đổi là các chất vô cơ có nguồn
gốc tự nhiên, chất vô cơ tổng hợp. Phương pháp có hiệu quả có ở giai đoạn
cuối nhưng khá tốn kém, đòi hỏi phải tái sinh ionit (chất trao đổi ion).
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 18
MSSV: 105111079
Ñoà aùn toát nghieäp
GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
II.6.4 Xử lý sinh học
- Xử lý hiếu khí: Bao gồm quá trình bùn hoạt tính, hồ ổn định có sục
khí, bể tiếp xúc sinh học, cánh đồng tưới,… Tuy nhiên các công trình xử lý
thường chiếm diện tích lớn, nước thải tinh bột khoai mì có hàm lượng ô nhiễm
rất cao nên xử lý hiếu khí tốn nhiều năng lượng do tiêu hao trong quá trình sục
khí. Phương pháp này chỉ thích hợp sau khi nước thải đã qua giai đoạn tiền xử
lý nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm.
- Xử lý kỵ khí: Gồm: USB, lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở. So với
hiếu khí, xử lý kỵ khí cho thấy tính khả thi cao hơn và có nhiều điểm vượt trội
hơn: chi phí đầu tư vận hành thấp, lượng hóa chất cần bổ sung ít, ít tốn năng
lượng và có thể thu hồi tái sử dụng biogas, lượng bùn sinh ra thấp hơn nên có
thể vận hành cao tải, giảm diện tích công trình.
II.6.5 Các công nghệ xử lý đang đƣợc áp dụng và nghiên cứu tại Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam đứng thứ 16 về chế biến tinh bột khoai mì trên thế
giới, với mức sản xuất tinh bột mì đạt tới 2.050.300 tấn mỗi năm (Diệu, 2003).
Củ mì tươi được xem như là nguồn nguyên liệu thô để chế biến tinh bột mì. Rất
nhiều nhà máy chế biến tinh bột khoai mì đã được xây dựng và đưa vào hoạt
động nhằm làm tăng giá trị của tinh bột mì, cung cấp tinh bột mì cho các ngành
công nghiệp như dệt, giấy, thực phẩm, xà phòng, chất tẩy, dược phẩm, mỹ
phẩm… Tinh bột khoai mì được sản xuất hàng năm tại Việt Nam khoảng
500.000 tấn (Diệu, 2003). Sự phát triển của ngành chế biến tinh bột mì đã dẫn
đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt đối với các nguồn tiếp nhận
nước thải. Để sản xuất một tấn tinh bột mì, các nhà máy chế biến thải ra môi
trường khoảng 12 – 15 m3 nước thải (Hiển và cộng sự, 1999; Mai, 2004).
Kết quả khảo sát và đánh giá các thành phần và tính chất nước thải sinh
ra từ các nhà máy chế biến tinh bột mì cho thấy loại nước thải này có hàm
lượng chất hữu cơ cao, COD (7.000 – 41.500 mg/l), BOD (6.200 – 23.000
mg/l) và SS (500 – 8.600 mg/l), pH thấp và dao động trong khoảng 4,2 – 5,7.
Bên cạnh đó hàm lượng độc tố CN- khá cao (19 – 96 mg/l). Khả năng phân hủy
kỵ khí của nước thải tinh bột mì rất cao có thể đạt đến 92,3 – 93,3% đối với
nước thải nguyên thủy, và đạt đến 94,6 – 94,7% đối với nước thải sau lắng sơ
SVTH: Huỳnh Thị Thuận
Trang 19
MSSV: 105111079
Tải về để xem bản đầy đủ
71 trang
28/11/2024
80
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng bèo lục bình", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_xu_ly_nuoc_thai_tinh_bot_khoai_mi_bang_beo_luc_binh.pdf
