ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ HẰNG
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

XỬ LÝ PHẾ THẢI MÍA ĐƯỜNG TẠI NHÀ MÁY ĐƯỜNG
SƠN DƯƠNG – TUYÊN QUANG”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2010 – 2014

Người hướng dẫn : PGS.TS. Đỗ Thị Lan

Thái Nguyên, năm 2014


59

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần bã mía sau ép đường ( theo Gohl) ................................ 9
Bảng 4.1: Tình hình sản lượng và công suất hoạt động của nhà máy đường tại
Công ty kể từ khi thành lập đến nay (1997-2014) .......................................... 33
Bảng 4.2: BOD5 trong nước thải nghành công nghiệp đường ........................ 39
Bảng 4.3: Các bước thực hiện phối trộn ......................................................... 46
Bảng 4.4: Tỷ lệ phối trộn các loại nguyên liệu ............................................... 48
Bảng 4.5: Kết quả thử nghiệm: Phân bón hữu cơ khoáng. ............................. 50
Bảng 4.6: Kết quả thử nghiệm phân bón hữu cơ khoáng ............................... 51


60

DANH MỤC CÁC HÌNH SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1: Khối lượng các phế liệu mía đường ................................................. 13
Sơ đồ 2: Phụ phẩm của công nghiệp mía đường và cách sử dụng thông thường
......................................................................................................................... 14
Hình 4.1: Công ty cổ phần mía đường Sơn Dương. ....................................... 24
Hình 4.2: Quy trình sản xuất mía đường......................................................... 35
Hình 4.3: Tiếp nhận nguyên liệu ..................................................................... 37
Hình 4.4: Dây chuyền công nghệ sản xuất...................................................... 37
Hình 4.5: Hình ảnh một số sản phẩm .............................................................. 39
Hình 4.6: Nước thải trong quá trình sản xuất mía đường. .............................. 40
Hình 4.7: Ống khói nhà máy đường trong quá trình vận hành. ...................... 41
Hình 4.8: Quy trình sản xuất phân hữu cơ vinh sinh. ..................................... 44

3.4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 16
3.5. Phạm vi áp dụng ....................................................................................... 16
3.6 . Phương pháp nghiên cứu......................................................................... 16


62

3.6.1. Phương pháp điều tra thu thập thông tin thứ cấp ................................. 16
3.6.2. Phương pháp tham khảo ý kiến ............................................................. 17
3.6.3. Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá.......................................... 17
3.6.4. Phương pháp kế thừa............................................................................. 17
3.6.5. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ............................................... 17
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................... 18
4.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu ................................................................. 18
4.1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Sơn Dương ......................... 18
4.1.1.1 Điều kiện tự nhiên ............................................................................... 18
4.1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 21
4.2. Công ty cổ phần mía đường Sơn Dương ................................................. 24
4.2.1. Hoạt động kinh doanh của công ty........................................................ 25
4.2.2. Cơ cấu tổ chức của công ty. .................................................................. 26
4.2.2.1. Mô hình quản trị ................................................................................. 26
4.2.2.2. Các công ty con và công ty liên kết .................................................. 26
4.2.3. Trách nhiệm và quyền hạn của các phòng ban .................................... 26
4.2.4. Tình hình sản xuất mía đường ở Công ty Cổ phần mía đường Sơn
Dương ............................................................................................................. 32
4.2.4.1. Tình hình sản xuất .............................................................................. 32
4.2.4.2. Thuận lợi và khó khăn của Công ty ................................................... 33
4.2.4.3. Phương hướng hoạt động của Công ty trong giai đoạn từ năm
2010 – 2015 .................................................................................................... 34
4.2.5. Hiện trạng sản xuất và phế thải của nhà máy........................................ 35

bón luôn đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc phát triển ngành
nông nghiệp trồng trọt, nó quyết định cả về chất lượng cũng như sản lượng
thu hoạch của cây trồng, điều này đã được khẳng định từ xưa và cho đến bây
giờ vẫn giữ nguyên giá trị. Thấy được tầm quan trọng đó, ngay từ những ngày
đầu lập nước, Đảng và Nhà nước ta đã chú trọng đến phát triển ngành sản
xuất phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp. Trong đó, ngành sản xuất phân
bón vô cơ, phân hỗn hợp NPK ở Việt Nam đến nay đã có những thành tựu
phát triển quan trọng cả về quy mô và chất lượng, bên cạnh đó lĩnh vực phân
bón hữu cơ, phân vi sinh mặc dù đã xuất hiện từ lâu nhưng chỉ ở quy mô nhỏ
lẻ tại các hộ nông dân và đa số là ở dạng phân hữu cơ để tận dụng các phụ phế
liệu nông nghiệp của gia đình như trấu, vỏ cà phê, chất thải chăn nuôi…
Thực tế sản xuất nông nghiệp đã khẳng định vai trò thiết yếu của phân
hữu cơ hay phân hữu cơ vi sinh trong việc duy trì độ phì nhiêu của đất, ổn
định năng suất cây trồng, góp phần vào sản xuất nông nghiệp bền vững. Tuy
nhiên, hiện nay nguồn phân hữu cơ từ chất thải của gia súc ngày càng khan
hiếm không đủ để đáp ứng cho canh tác nông nghiệp hiện đại, trong khi đó
nguồn nguyên liệu từ các phụ phế liệu của hầu hết các nhà máy chế biến lại
rất nhiều, đây là một nguồn hữu cơ qúy giá để sản xuất phân hữu cơ vi sinh,
trong đó có phụ phế liệu của nhà máy mía đường vì lượng bã mía, bã bùn, rỉ
mật thải là rất lớn, lại giàu hữu cơ dễ chuyển hóa, không chỉ vậy trên thực tế


2

thử nghiệm phân hữu cơ vi sinh được sản xuất từ nguồn chất thải của nhà máy
mía đường được cho là phù hợp với rất nhiều loại cây hơn so với các nguồn
nguyên liệu khác như vỏ cà phê, trấu, bã sắn,… Mặt khác tại Việt Nam nói
chung và tại Sơn Dương – Tuyên Quang nói riêng những năm qua, cây mía đã
góp phần tích cực trong công cuộc phát triển kinh tế xã hội, giải quyết việc
làm và làm thay đổi bộ mặt nông thôn mới tại các địa phương. Tại nhà máy

1.4. Ý NGHĨA CỦA KHÓA LUẬN
• Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học:
• Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế
phục vụ cho công tác sau này.
• Vận dụng và phát huy được những kiến thức đã học tập và nghiên cứu.
Ý nghĩa thực tiễn: Xử lý phế thải mía đường giảm ô nhiễm môi trường
và tạo nguồn phân bón cho cây mía.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC
2.1.1. Các khái niệm liên quan.
- Khái niệm về phân hữu cơ sinh học: là sản phẩm phân bón được tạo
thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn
gốc khác nhau, có sự tác động của vi sinh vật hoặc các lớp sinh học được
chuyển hóa thành mùn. Trong loại phân này có chứa đầy đủ thành phần là
chất hữu cơ, có phối chế thêm các chế phẩm sinh học ( vi sinh, nấm đối
kháng) bổ sung thêm thành phần vô cơ vi lượng ( NPK) và vi lượng. Tùy
thuộc vào nhu cầu sản xuất mà có thể cân đối phối trộn các loại phân nguyên
liệu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà không phải bón bất kỳ các loại
phân đơn nào. Phân phức hợp hữu cơ sinh học có thể dùng bón lót hoặc bón
thúc. Loại phân này có hàm lượng dinh dưỡng cao nên khi bón trộn đều với
đất. Nếu sản phẩm phù hợp với từng loại cây trồng thì đây là loại phân hữu cơ
tốt nhất. (3)
- Khái niệm phân hữu cơ vi sinh: Là nhóm phân hữu cơ sinh học có bổ
sung vi sinh vật trợ giúp và làm giàu dinh dưỡng, thường được chế biến bằng

con người, sinh vật và vật liệu (5)
- Ô nhiễm môi trường không khí
Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan
trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra
sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi). (8)
- Ô nhiễm môi trường nước
Hiến chương châu Âu về nước, định nghĩa: “ Ô nhiễm nước là sự biến
đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và


6

gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ
ngơi, giải trí , cho động vật nuôi và các loài hoang dã ”
Ngoài ra ta còn có định nghĩa sau: “ Sự ô nhiễm nước là sự thay đổi của
thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của
con ngưươì và sinh vật. Khi sự thay đổi thành phần và tính chất của nước
vượt quá một ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm của nước đã ở mức nguy hiểm
và gây ra một số bệnh ở người ” (8)
- Ô nhiễm đất
Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm
bẩn môi trường đất bởi các chất ô nhiễm. (8)
2.2. CƠ SỞ PHÁP LÝ
2.2.1. Các văn bản pháp luật
- Luật Bảo vệ môi trường năm 2005 được Quốc hội nước Cộng hoà xã
hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29/11/2005 và
có hiệu lực thi hành từ ngày 01/07/2006.
- Chỉ thị 36 - CT/TW về tăng cường công tác bảo vệ môi trường trong
thời kỳ công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước.
- Nghị định số 202/2013/NĐ-CP của Chính Phủ về quản lý phân bón.

định cacbon hữu cơ tổng số bằng phương pháp WALKLEY- BLACK.
- Tiêu chuẩn Việt Nam 9290 – 2012: Tiêu chuẩn Việt Nam về xác
định chì tổng số bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và nhiệt
điện (không ngọn lửa ).
- Tiêu chuẩn Việt Nam 9291 – 2012: Tiêu chuẩn Việt Nam về xác định
Cacđimi tổng số bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và nhiệt
điện (không ngọn lửa ).
- Tiêu chuẩn Việt Nam 4829 – 2008 ISO 6579: 2007 : Tiêu chuẩn Việt
Nam về vi sinh vật trong thực phẩm và thức ăn chăn nuôi – phương pháp phát
hiện SALMONELLA SPP trên đĩa thạch.


8

2.3. CƠ SỞ THỰC TIỄN
2.3.1. Các ứng dụng từ bã mía và tình hình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ
bã mía
Theo thông kê khi thu hoạch mía thì sản phẩm chính của cây mía là
đường saccaro, nhưng lại chiếm tỷ trọng nhỏ ( khoảng 10% khối lượng cây
mía), khối lượng các phụ phế liệu còn lại là rất lớn.
Khối lượng thành phần cây mía đường như sau:
• Ngọn mía, lá mía: chiếm 35-40%
• Thân cây được thu hoạch: chiếm 60-65%
• Đường: chiếm 9-10%
• Bã mía: chiếm 25-30%
• Bùn lọc và váng bọt: chiếm 1-4%
• Mật rỉ: chiếm 3-4%
Với lượng thải là ngọn mía và lá mía được người nông dân sử dụng chủ
yếu làm thức an gia súc dưới hình thức cho ăn tươi hoặc sơ chế. Các thành
phần còn lại sau đường ( bã mía, bùn lọc,váng bọt và mật rỉ) đều là phụ phế

Protein thô

4

3,7

Chất béo

1,3

1,2

Chất xơ

37,0

34,5

Tro

3,9

3,6

Nitơ tự do chiết xuất được

53,8

50,1


thế giới đưa ra các dây chuyền thiết bị chế biến bã mía làm thức ăn gia súc ở
quy mô công nghiệp (hãng Desmy - Đan Mạch, công ty BMA - Anh,…) ở
trong nước cũng đã có nhà máy áp dụng các công nghệ này để chế biến bã
mía, đơn cử Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp cũng đã đưa
ra một hệ thống sấy bã mía, sau khi đã ủ và xử lý để làm thức ăn cho gia súc
với quy mô 3 tấn/giờ. Như vậy, hướng đi này cũng đã giải quyết được phần
nào lượng chất thải bã mía của nhà máy mía đường. Tuy nhiên chi phí để chế
biến lượng bã mía thô 12thành sản phẩm thức ăn gia súc là khá lớn do phải
qua nhiều công đoạn, thời gian ủ lên men khá lâu,… do đó xu hướng tận dụng
bã mía cho các lĩnh vực khác vẫn được tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện. (9)
+ Sử dụng bã mía trong các lĩnh vực khác
Trên đây, đề tài đã nêu ra hai lĩnh vực hiện được áp dụng chủ yếu để xử
lý bã mía ở quy mô công nghiệp, ngoài ra bã mía còn được sử dụng với nhiều
mục đích khác nhau như:
- Sử dụng bã mía để nuôi trồng nấm ăn
- Sử dụng bã mía để sản xuất tấm lợp, ván ép


11

- Sử dụng bã mía để sản xuất giấy
- Sử dụng bã mía trong công nghệ sản xuất chất dẻo
Như vậy, mặc dù trên thực tế đã và đang có nhiều công nghệ để xử lý
lượng bã mía thải “khổng lồ” của nhà máy mía đường, nhưng qua tìm hiểu và
phân tích đã cho thấy cần phải nghiên cứu thêm những lĩnh vực khác để xử lý
lượng bã mía còn dư này. Như đã đề cập phương án sử dụng bã mía để sản
xuất phân hữu cơ vi sinh là rất khả thi vì:
- Hiện các phụ phẩm cuối của rỉ mật, bã mía (sau khi làm nấm) cũng
như bùn lọc và tro lò đã được phần lớn các nhà máy dùng làm phân hữu cơ vi
sinh. Do vậy có thể đưa ra một công nghệ sản xuất phân vi sinh để bổ sung

ra các chế phẩm sinh học, các chế phẩm sinh vật có khả năng phân giải các
chất vô cơ và hoạt hóa là quan trọng nhất. Việc tiến hành phân lập các chủng
Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất photpho vô cơ khó tan đã được
tiến hành từ những năm 40 của thế kỷ XX. Năm 1948 Gerretsen đã đưa ra
phương pháp thạch đĩa có chứa Ca3(PO4)2 đã tìm thấy nhiều nhóm Vi sinh vật
có khả năng chuyển hóa photpho khó tan.
Năm 1954 sở nghiên cứu thổ nhưỡng lâm nghiệp thuộc Viện Hàn Lâm
Khoa học Trung Quốc đã phân lập được vi khuẩn Bacillus megatherium ở
vùng đông bắc Trung Quốc có khả năng chuyển hóa photpho hữu cơ.
Năm 1955, Mekina đã phân lập được 2 chủng Bacillus megatherium
var photphaticum và Serratia carrollese var.photphaticum. Sở nghiên cứu
khoa học Đông Bắc Trung Quốc đã dùng loài vi khuẩn này để sản xuất phân
Vi sinh vật chuyển hóa photpho bón cho lúa nước, lúa mỳ, khoai tây, ngô, cao
lương,đậu tương cà chua mía lạc.. và đều thấy thu được năng suất cao hơn.
Ở Trung quốc khi tiến hành nghiên cứu đất, người ta thấy các Vi sinh
vật chuyển hóa photpho bao gồm vi khuẩn, nấm sợi nấm men. Các nghiên
cứu đất ở Nam, Bắc vá Đông bắc Trung quốc cho thấy số lượng vi khuẩn
chuyển hóa photpho cao nhất ở đất đen chứa 40,9x106 CFU/g đất.


13

Chế phẩm phân Vi sinh vật đang được sử dụng rộng rãi là chế phẩm
“Điền lực bảo”. đó là loại phân có dạng từng viên nhỏ, pH 7, có màng bao
bọc mỏng 10 um ở dạng khô ráo chịu được sức nén lớn 6x105 Pa. Phân “Điền
lực bảo” đã được thử nghiệm trên 23 loại cây trồng khác nhau và được chứng
minh có khẳ năng chuyển hóa photpho trong các hợp chất khó tan. (12)
Năm 1970 ở Liên Xô đã dùng Bacillus megatherium var.photphaticum
để sản xuất chế phẩm photpho bacterin. Chế phẩm này được sử dụng rộng rãi
ở Liên Xô và các nước Đông Âu dùng bón cho lúa mỳ, ngô, lúa nước. Kết quả

còn lại là 500.000 tấn bã được dùng làm ván ép, còn mật rỉ dùng để sản xuất
cồn, mỳ chính hoặc dùng cho các công nghệ vi sinh khác như chế biến thành
thức ăn chăn nuôi. Riêng tro và đặc biệt là bã bùn không sử dụng phải đổ ra
các bãi đất trống gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Đứng trước tình hình đó, đã có thêm nhiều giải pháp được đặt ra để sử
dụng triệt để nguồn chất thải này đơn cử như làm thức ăn chăn nuôi, với giải
pháp này chỉ sử dụng với những loại bã mía sạch, chất lượng tốt mặt khác vẫn
chưa giải 14 quyết được thành phần bã bùn (nguyên nhân chính gây hôi thối
khi đổ ra ngoài môi trường). Một giải pháp được coi khả quan nhất xét cả về
mặt kinh tế đó là làm phân vi sinh. Sở dĩ như vậy vì giải pháp này đã quay lại
cải tạo đất trồng mía, đơn cử diện tích canh tác từ 250.000 đến 300.000 ha
chủ yếu là đất bạc màu và vùng nhiễm phèn nặng (không trồng được các loại
cây khác). Vì thế, để trồng được 250.000 ha mía, ngoài phân hóa học (đạm lân - kali) tối thiểu phải bón 4 ÷ 5 tấn phân chuồng cho 1 ha tức là phải có 1
triệu tấn phân chuồng bón cho 250.000 ha. Số lượng phân này sẽ được bù đắp
bằng lượng phân vi sinh được sản xuất từ bã mía. Nắm được vấn đề này đã có
nhiều đề tài nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh (phân
bón Huđavil, Fitohoocmon) từ nguồn chất thải nhà máy mía đường. Hai công
nghệ này đã được áp dụng thử nghiệm ở bảy nhà máy đường, ngoài mía đã
được bón thử nghiệm cho lúa, chè, hồ tiêu... ở một số địa phương đạt kết quả
tốt: Cho phép thâm canh tăng năng suất lúa lên 25% - 30% ở Tam Điệp (Ninh
Bình), tăng năng suất chè lên 70% ở Văn Chấn, Nghĩa Lộ (Yên Bái), tăng
năng suất hồ tiêu gần 100% ở Tân Lâm (Quảng Trị); một số loại cây công
nghiệp trồng ở Tuyên Quang, Hà Nam, Thanh Hóa, Nghệ An... năng suất tăng
gấp ba lần; mía trồng ở Thạch Thành, Nông Cống (Thanh Hóa), Quảng Hà
(Cao Bằng)... luôn xanh tốt, chịu được hạn, giữ được đường lâu, ít sâu bệnh...
nên được người dân ưa dùng loại phân bón này. (9)


16


- Thu thập các số liệu ở báo chí và trên internet.
- Thu thập tài liệu văn bản có liên quan.
3.6.2. Phương pháp tham khảo ý kiến
- Tham khảo ý kiến của một số chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu
như các cán bộ phụ trách về phân vi sinh tại xưởng vi sinh của Công ty.
- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các giáo viên trong nhà
trường.
3.6.3. Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá.
Thống kê, tổng hợp, phân tích các số liệu thu thập được. Đánh giá quy
trình sản xuất phân vi sinh tại nhà máy đường Sơn Dương, đưa ra các điểm đã
và chưa hợp lý làm cơ sở để đề xuất ra các giải pháp hợp lý.
3.6.4. Phương pháp kế thừa
- Kế thừa tham khảo kết quả đạt được từ các báo cáo, đề tài trước
- Nghiên cứu các văn bản pháp luật
- Các số liệu ,các mẫu đã phân tích có kết quả và sử dụng thực tế của
Công ty.
3.6.5. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
Tiến hành khảo sát thực tế: tham quan, xem xét công nghệ sản xuất của
công ty, chụp ảnh và ghi chú các giai đoạn đã quan sát.


18

PHẦN 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
4.1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Sơn Dương
4.1.1.1 Điều kiện tự nhiên
* Vị trí địa lý
Sơn Dương là một huyện miền núi thuộc tỉnh Tuyên Quang, Việt Nam.