Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên tôi xin đ-ợc bày tỏ lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo tr-ờng đại
học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quí báu trong thời gian
học tại tr-ờng (2010 2012).
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin đ-ợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
TS. Mai Văn Trịnh đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Tôi cũng xin đ-ợc bày tỏ lời cảm ơn tới Ban Giám đốc Viện Môi tr-ờng
Nông nghiệp, Lãnh đạo bộ môn Hóa Môi tr-ờng và toàn thể các đồng nghiệp đã
tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thnh cm ơn nhóm thực hiện đề ti Nghiên cứu ảnh h-ởng
và giải pháp quản lý nguồn n-ớc thải t-ới cho mía nhằm hạn chế ô nhiễm môi
trường từ các nh máy đường tại Thanh Hoá đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin đ-ợc bày tỏ lời cảm ơn tới ng-ời thân, bạn bè và gia đình
đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa học.
H ni, thỏng 10 nm 2012
Hc Viờn
Nguyn Th Thm
Luận văn thạc sỹ
Khóa 2010 - 2012
1.1. Tng quan ngnh cụng nghip mớa ng ............................................................. 3
1.1.1. Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th ng trờn th gii ......................................... 3
1.1.2. Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th ng Vit Nam .......................................... 4
1.2. Cụng ngh sn xut ng mớa ......................................................................... 7
1.2.1. Nhu cu nguyờn liu v húa cht.................................................................... 7
1.2.2. Cụng ngh sn xut ng mớa kốm theo dũng thi ....................................... 8
1.3. Cỏc sn phm t cụng nghip mớa ng ........................................................ 12
1.4. Vn nc thi ca nh mỏy sn xut mớa ng ............................................ 13
1.4.1. Ngun gc phỏt sinh...13
1.4.2. c trng nc thi.14
1.4.3. Thnh phn v tớnh cht nc thi..15
1.4.4. Mt s phng phỏp x lớ nc thi cho cỏc nh mỏy sn xut ng ......... 15
1.4.5. Mt s phng ỏn x lớ nc thi nh mỏy sn xut cn trờn th gii v
Vit Nam . ............................................................................................................. 25
1.5. nh hng ca cht thi nh mỏy ng v cn n mụi trng. .................... 29
1.6. S dng nc thi nh mỏy mớa ng ti cho cõy trng ........................... 30
1.7. Hin trng x lớ nc thi ca mt s nh mỏy ng v cn Thanh Húa .... 32
1.7.1. Mt s cụng ngh x lớ nc thi hin cú ca nh mỏy ............................... 32
1.7.2. Thc trng nc thi ca cỏc nh mỏy ng v cn Thanh Húa ................. 35
1.7.3. La chn cụng ngh x lớ nc thi cho nh mỏy ng v cn tỏi s dng
cho sn xut nụng nghip ............................................................................................. 37
Luận văn thạc sỹ
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
DANH MC CC Kí HIU VIT TT
TT
Ký hiu
Ting Vit
1
COD
Nhu cu oxy hoỏ hc
2
BOD
Nhu cu oxy sinh hoỏ
3
TS
Nc thi
9
T-N
Tng nit
10
T-P
Tng photpho
11
T K2 O
Tng kali
12
QCVN
Quy chun Vit Nam
13
VSV
Ti nguyờn mụi trng
19
BTNMT
B ti nguyờn mụi trng
20
KLN
Kim loi nng
21
HSH
H sinh hc
22
TXLSH
Trc x lớ sinh hc
23
SXLSH
Bng 3.5: Thnh phn nc thi dựng trong nghiờn cu ........................................ 56
Bng 3.6: nh hng ca cht keo t PAC ............................................................. 57
Bng 3.7: nh hng ca cht tr keo A101 n quỏ trỡnh ụng keo t................. 58
Bng 3.8: Thnh phn nc thi nghiờn cu ........................................................... 59
Bng 3.9: Kt qu nghiờn cu x lý nc thi sau ụng keo t bng b aeroten .... 60
Bng 3.10: Thnh phn nc thi sau 8h x lớ sinh hc bng b Aeroten ............... 61
Bng 4.1: c trng nc thi nh mỏy cn .......................................................... 64
Luận văn thạc sỹ
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
DANH MC HèNH NH V TH
Hỡnh 1.1: S cụng ngh sn xut ng rỳt gn kốm theo dũng thi .................... 9
Hỡnh 1.2: S cụng ngh sn xut cn t r ng ca nh mỏy ........................... 11
Hỡnh 1.3: S h thng XLNT bng b Aeroten nhiu bc ......................................... 23
Hỡnh 1.4: S h thng XLNT bng b Aeroten mt bc.24
Hỡnh 1.5: C ch quỏ trỡnh lc ................................................................................ 24
Hỡnh 1.6: S h thng thỏp lc sinh hc..25
Hỡnh 1.7: S h thng x lớ nc thi ca nh mỏy ng Nụng Cng ....................... 32
Hỡnh 1.8: S x lớ nc thi nh mỏy ng Lam Sn ....................................... 34
Hỡnh 1.9: S h thng x lớ nc thi nh mỏy cn Lam Sn 35
Hỡnh 2.1: S b Aeroten thc nghim ............................................................... 43
Hỡnh 3.1: Hm lng dinh dng trong nc thi nh mỏy ng 54
mớa 2000-2001 ộp c 7,2 triu tn mớa v thu c 645.593 tn ng thỡ ngnh
sn xut ng ó thi vo mụi trng khong 100 triu m3 nc thi, trong ú cú
25-30% lng nc thi cn x lý. Nh vy nu v mớa 2010-2011 ộp c 11 triu
tn mớa thỡ lng nc cn dựng l 143 - 165 triu m3 v lng nc thi s khong
152,8 triu m3. Nc thi ny cha lng ln cỏc cht hu c d b phõn hy bi
cỏc vi sinh vt gõy ra mựi thi lm ụ nhim ngun nc tip nhn. Phn ln cht rn
l lng cú trong nc thi ngnh cụng nghip ng dng vụ c, khi thi ra mụi
trng t nhiờn, cỏc cht ny cú kh nng lng v to thnh mt lp cn dy ỏy
ngun nc lm phỏ hy h sinh thỏi ca ng thc vt sng di nc [13]. Lp
bựn lng ny cũn cha cỏc cht hu c cú th lm cn kit oxy trong nc v to ra
cỏc lai khớ nh H2S, SO2, SO3, CO2, CH4, NOx gõy mựi hụi thi nng nc. Ngoi
ra, trong nc thi cũn cha mt lng ng khỏ ln d phõn hy nờn gõy ụ nhim
Luận văn thạc sỹ
1
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
ngun nc trm trng. Nh vy, nc thi ngnh cụng nghip mớa ng cha
hm lng cỏc cht ụ nhim cao nờn cn phi cú bin phỏp x lớ phự hp trc khi
thi ra ngun tip nhn. Hn th na, vi khi lng nc thi rt ln t cỏc nh
mỏy sn xut ng nh vy, nu chỳng ta x lý trit cú th tn dng nú lm
ngun nc ti cho canh tỏc nụng nghip, va kinh t, va gii quyt c vn
mụi trng. Trờn c s ú ti Nghiờn cu kh nng tỏi s dng nc thi ca
nh mỏy sn xut ng. xut cỏc gii phỏp x lý v tỏi s dng nc thi ỏp
2
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Chng 1
TNG QUAN NGNH CễNG NGHIP SN XUT MA NG V CC
VN MễI TRNG
1.1. Tng quan ngnh cụng nghip mớa ng
1.1.1. Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th ng trờn th gii
Ngnh mớa ng th gii phỏt trin khỏ lõu i v nú c hỡnh thnh u
tiờn Puerto Rico vo khong th k th 16, sau ú n Cuba, nguyờn liu sn xut
ng lỳc ú ch l cõy mớa. Mói n th k 19 ngi ta mi bit tinh lc ng t
c ci ng, t ú ó m ra mt ngnh cụng nghip sn xut ng Chõu u v
cú nhng bc t phỏ ln (t 820.000 tn lờn n 18 triu tn trc chin tranh th
gii ln th nht). Hin nay, trờn th gii sn lng ng t 160 triu tn/nm,
cỏc nc sn xut ng ln trờn th gii l Brazil, n , Trung Quc, Thỏi Lan
chim 50% sn lng v 56% xut khu ca th gii. Niờn v 2010 2011 cú 15
nc sn xut ng ln nht th gii l Brazil, n , Trung Quc, Thỏi Lan,
Pakistan, Mexico, Cuba, Columbia, Australia, M, Philippines, Nam Phi, Argentina,
Myanmar, Bangladesh [16].
Nm 2011 do thi tit xu lm nh hng n ngun nguyờn liu cung cp
cho sn xut nờn sn lng ng cng b gim, trong khi ú nhu cu tiờu th li
tng. Brazil, Quc gia sn xut ng ln nht th gii, trong v mựa 2011-2012
ti khu vc min nam trung tõm ca Brazil ngun cung st gim, giỏ ng tinh th
Ngnh cụng nghip mớa ng l mt trong nhng ngnh chim v trớ quan
trng trong nn kinh t nc ta. Nm 1995, vi ch trng u t theo chiu sõu,
m rng cỏc nh mỏy ng hin cú, xõy dng mt s nh mỏy vi quy mụ va v
nh nhng vựng nguyờn liu nh. nhng vựng nguyờn liu tp trung ln xõy
dng cỏc nh mỏy cú cụng ngh tiờn tin hin i nờn sn lng ng n nm
2000 t khong 1 triu tn [1]. Tng s nh mỏy ng ca c nc tớnh n nm
2000 l 44 nh mỏy vi tng cụng sut l 81.500 tn v c phõn b khp 3
min (Min Nam: 14 nh mỏy, Min Trung v Tõy Nguyờn: 15 nh mỏy v Min
Bc: 13 nh mỏy)[1]. Tuy nhiờn, phn ln cỏc nh mỏy ng Vit Nam ang
trong giai on va mi c xõy dng vi quy mụ va v nh nờn mi cú 37 nh
mỏy i vo hot ng, gm 6 nh mỏy cú vn u t nc ngoi vi tng cụng sut
27.000TMN, 31 nh mỏy cú vn u t trong nc (trong ú 25 nh mỏy c phn
hoỏ) tng cụng sut 48.800TMN. Do thit b v cụng ngh lc hu, nng lc cha
cao nờn hiu qu v cht lng sn phm cũn thp, giỏ thnh sn xut li cao. Vựng
nguyờn liu quy mụ nh, phõn tỏn dn n nng sut v cht lng mớa thp, bỡnh
quõn nng sut ch t 50 tn/ha v ng di 10ccs. So vi cỏc nc trờn th
gii nng sut mớa ng Vit Nam cũn rt thp, bỡnh quõn mi ch t 4-5 tn
ng/ha, trong khi ú Thỏi Lan l 7 - 8 tn/ha v c v Brazil l 9 - 12 tn/ha [16].
Luận văn thạc sỹ
4
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Vi quy mụ sn xut nh cha cú u t, ngun nguyờn liu manh mỳn cựng
5
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Bng 1.1: Kt qu sn xut niờn v 2010/2011 ca 7 doanh nghip ngnh mớa - ng[16]
Nh mỏy
Din tớch
Nng sut
(ha)
(tn/ha)
Cụng sut thit
k (tn mớa/
% sn lng
Sn lng
Sn lng
7,1
7.343
53,9
3.000
395.000
39.000
3,4
6.548
66,0
3.500
430.000
35.030
3,0
Gia Lai
5.238
1.500
180.000
18.480
1,6
C nc
218.666
60,5
112.200
12.470.900
1.150.460
Lam Sn
Bourbon Tõy
Ninh
Ninh Hũa
Biờn Hũa Tõy
Ninh
Ngun: Bỏo cỏo Hi ngh mớa ng nm 2011
nc ta, hng nm lng ng tiờu th khong 1,2-1,4 triu tn/nm,
Bng 1.2: Thnh phn ca mớa[6]
Thnh phn
T l
Nc
69 ữ 75
Sacrose
8 ữ 16
ng kh
0,5 ữ 2
Cht hu c (ngoi tr ng)
0,5 ữ 10
Cht vụ c
0,2 ữ 0,6
Hp cht Nit
0,5 ữ 1
Tro (phn ln l K)
0,5 ữ 1
7
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
b) Húa cht lm trong v ty mu
Thụng thng trong sn xut ng ngi ta s dng cỏc húa cht nh: Vụi,
SO2, CO2, H3PO4 lm trong v kh mu nc mớa.
CaCO3
- Cú tỏc dng trung hũa cỏc axit hu c cú trong nc mớa.
- Phn ng vi axit phtphoric to Ca (PO4) .
3
2
- Kt hp vi hp cht nit v pectin to kt ta.
- Lm kt ta cỏc hp cht to mu gc chlorophyll v anthocyanin.
- Tỏc dng vi sucrose to saccharates, glucosates.
Khớ SO2
- Trung hũa lng vụi tha
- Ty mu nc mớa.
Khớ CO : Dựng to tỏc nhõn hp ph mu nc mớa. .
2
Nc ra, bt vỏng
P2O5
CO2
Bó mớa
Khớ lũ,CO2, SO2
Du FO
Ca(OH)2
Lm sch nc mớa (SO2, CO2,
gia nhit)
S
Tro lm phõn
t S
Lng trong
Nc lm lnh,
ngng t, ra v
sinh
Sn xut in, hi
Nc ngng
Cn lng
Bó lc
Hỡnh 1.1: S cụng ngh sn xut ng rỳt gn kốm theo dũng thi
Luận văn thạc sỹ
9
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Thuyt minh dõy chuyn cụng ngh
Mớa thu hoch v c ra sch v em ộp di cỏc trc ộp ỏp lc, tn thu
ht lng ng trong cõy mớa ngi ta dựng nc hoc nc mớa phun vo bó mớa
mớa nh ng. Bó mớa mỏy ộp cui cũn cha mt lng nh ng cha ly
ht, x g v khong 40-50% nc. Sau khi ộp xong bó mớa em phi khụ lm
nhiờn liu t cho lũ hi v sn xut in. Nc mớa c x lớ bng cỏc húa cht
nh vụi, SO2, CO2, pht phỏt sau ú gia nhit ri lng. Quỏ trỡnh x lý ny cú tỏc
dng lm kt ta cỏc cht rn, huyn phự v lng cỏc cht bn. Dung dch trong
c lc qua mỏy lc chõn khụng, bó lc, cn lng c em lm phõn bún. Nc
mớa sau khi lc cũn cha khong 88% nc cho qua cụng on cụ c, nu ng,
nc ngng t cụng on ny c dựng tun hon tỏi s dng cho cỏc cụng
on sn xut hi. ng cụ c cho qua cụng on tr tinh, sau ú hn hp tinh
th v mt c thu vo mỏy ly tõm tỏch ng ra khi mt r. ng sau khi
tỏch ra c sy khụ v úng bao bỡ, cũn mt r c s dng sn xut cn.
Nc ngng t cụng on sy c tun hon li cho cụng on sn xut in, hi.
Nc thi mt s cụng on trong dõy chuyn cú hm lng ụ nhim cao a i x lớ.
Bx=28-32; pH=4,5-5
T=30-320C; t=72h
Thỏp ct thụ
Bx=2-4; cn = 8-100
Dch hốm
Aldehyt
Thỏp tỏch Aldehyt
Du Fusel
Thỏp tỏch du Fusel
cn 95o
Thỏp tinh ch
cn > 95o
Cn sn phm
Hỡnh 1.2: S cụng ngh sn xut cn t r ng ca nh mỏy
Luận văn thạc sỹ
11
Khóa 2010 - 2012
Bó mớa c dựng trong sn xut in nng, trong cụng nghip giy, trong
sn xut vt liu xõy dng, cụng nghip húa cht v nhiu ngnh khỏc. Cỏc
sn phm to ra nh in, hi, cht t, khớ mờ tan, celuloza, bt giy, giy,
bờ tụng bó mớa, Eurfurol, than hot tớnh, thc n gia sỳc,...
Luận văn thạc sỹ
12
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
1.4. Vn nc thi ca nh mỏy sn xut mớa ng
1.4.1. Ngun gc phỏt sinh
Nc thi nh mỏy ng
Lng nc thi trong quỏ trỡnh sn xut ng thụ l rt ln bao gm:
+ Nc t khu ộp mớa: Nc ra mớa v lm mỏt trc cho mỏy.
+ Nc thi ra lc, lm mỏt, ra thit b v ra sn.
+ Nc thi khu lũ hi
Nc thi t cỏc cụng on nh mỏy c phõn thnh cỏc loi sau:
Nc thi loi 1: L nc thi t cỏc ct ngng t to chõn khụng ca cỏc
thit b (bc hi, nu ng). õy l loi nc thi khụng b nhim bn, hm lng
BOD5 = 20-25mg/l, SS = 30-50mg/l, COD = 50-60mg/l. Lu lng nc thi loi
ny thng t 0,97-1,2m3/ tn mớa. [6]
Nc thi loi 2: L nc thi t cỏc khõu lm ngui mỏy, thit b trong dõy
chuyn sn xut ca nh mỏy gm: Nc lm ngui du (b nhim bn du nht),
nc lm ngui ng (b nhim bn ng). õy l loi nc thi cú nhim
Bng 1.4: nh mc nc thi cho sn xut 1000 lớt cn [2]
Mc ớch s dng
TT
Lng nc thi (m3)
Chim t l (%)
1
Nc cụng ngh
12,5 ữ 13
65
2
Nc lm mỏt
4,5 ữ5,0
25
3
Nc v sinh cụng nghip
1,0 ữ 1,5
pH
mg/l
7,5 - 8
5,5 - 9
2
SS
mg/l
1250
100
3
BOD5
mg/l
5000
50
4
14
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Nc thi t cỏc nh mỏy sn xut cn
Bng 1.6: c trng dch hốm t sn xut cn[2]
STT
Ch tiờu
1
Nhit
2
n V
Giỏ Tr
QCVN 40:2011, ct B
C
5
BOD5
mg/l
45.000 ữ 60.000
50
6
COD
mg/l
70.000 ữ 90.000
150
7
N
mg/l
1.000 ữ 4.000
40
15
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Cỏc cụng trỡnh x lớ c hc bao gm: Song chn rỏc, b iu hũa, b
lng, b lc
- Song chn rỏc: Dựng loi b cỏc tp cht cú kớch thc ln nh giy,
nilon, v hp, g
- B iu hũa: Dựng iu hũa lu lng ca dũng thi, ti lng ụ
nhim v n nh quỏ trỡnh x lớ. Ngoi ra b cũn cú tỏc dng h tr
cho vic lng cỏc tp cht rn l lng.
- B lng: Dựng lng cỏc tp cht d lng hoc dng huyn phự thụ
ra khi nc thi di tỏc dng ca trng lc
- B lc: Dựng tỏch cỏc tp cht phõn tỏn nh ra khi nc thi bng
cỏc vt liu lc. Cỏc tp cht ny b lng khụng loi b c.
Phng phỏp ny cú th loi b c ti 60% tp cht khụng hũa tan
cú trong nc thi, tuy nhiờn khụng lm gim nng cht hũa tan trong
nc thi. õy l phng phỏp dựng x lớ s b trc khi a vo cỏc
cụng trỡnh x lớ húa sinh.
1.4.4.2. Phng phỏp húa lớ [12]
Phng phỏp ny thng s dng x lớ nc thi cú cha nng
cỏc cht l lng, cỏc cht dng keo, nh tng, cỏc cht hu c dng hũa tan
Cỏc quỏ trỡnh húa lớ thng c s dng l: ụng - keo t, tuyn ni,
2) Cỏc cht ụng keo t thng s dng
Cỏc cht ụng t thng dựng: L cỏc mui nhụm, st hoc hn hp ca
chỳng. Vic la chn cht ụng t ph thuc vo tớnh cht húa lớ, chi phớ, nng
tp cht trong nc, pH, thnh phn mui trong nc. Trong thc t ngi ta
thng s dng cỏc cht ụng t nh: Al2SO4.18H2O; Polyaluminium Choloride
(PAC); Al2(OH)5Cl; Aluminium Chlorohydrate (ACH); Al2(OH)4Cl2;
Cỏc cht tr ụng t tng hp thng dựng nht l polyacrylamit [-CH2-CHCONH2-]n
Phng phỏp tuyn ni
Tuyn ni c s dng tỏch cỏc tp cht ( dng rn hoc lng) phõn tỏn
khụng tan, t lng kộm ra khi nc thi. Phng phỏp ny cú th kh c hon
ton cỏc ht nh hoc nh, lng chm trong mt thi gian ngn.
Quỏ trỡnh tuyn ni c tin hnh bng phng phỏp sc khớ vo trong
nc thi, to cỏc búng khớ nh kt dớnh vi cỏc ht v lụi kộo chỳng ni lờn trờn
b mt bng lc ni, sau ú c thu gom bng b phn vt bt.
Phng phỏp hp ph
Phng phỏp ny c s dng lm sch trit cỏc cht hu c hũa tan
sau x lớ sinh hc hoc x lớ cc b. Nhng cht ny khụng phõn hy bng con
ng sinh hc v thng cú c tớnh cao.
Luận văn thạc sỹ
17
Khóa 2010 - 2012
Tr-ờng đại học Bách khoa Hà nội
Viện khoa học và công nghệ môi tr-ờng
Quỏ trỡnh hp ph gm 3 giai on: Di chuyn cht cn hp ph t nc thi
Khóa 2010 - 2012
Copyright: Tài liệu đại học ©