Tài liệu Xử lý ô nhiễm môi trường trong nhà máy chế biến dầu và tinh bột

Lớp CHTP0709 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đã có những bước tiến dài trên con đường hội nhập và phát triển. Diện mạo của đất nước thay đổi với những nhà máy sản xuất mọc lên từng ngày, nhiều khu công nghiệp mới ra đời đáp ứng được nhu cầu phát triển nhanh và mạnh của các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, kéo theo đó chúng ta cũng thường thấy những hình ảnh như những luồng khói khổng lồ nhả ra từ các nhà máy, xí nghiệp…các con sông, ao, hồ bị ô nhiễm nặng nề với vô vàn những rác thải từ các nhà máy, xí nghiệp. Môi trường đang ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng. Ngành công nghiệp thực phẩm là một ngành mới. Tuy đã đạt được nhiều thành tựu, một số sản phẩm thực phẩm của nước ta đã có mặt trên thị trường thế giới và được công nhận. Nhưng bên cạnh đó vẫn còn rất nhiều vấn đề cần được giải quyết. Cũng giống như nhiều ngành công nghiệp khác, vấn đề môi trường cũng là một trong những khó khăn cần khắc phục của các nhà máy chế biến thực phẩm. Trên thực tế, có rất ít các nhà máy, công ty chế biến thực phẩm có hệ thống xử lý môi trường đạt tiêu chuẩn. Tuy nhiên, các cơ sở chế biến thực phẩm trong cả nước cũng đang cố gắng và nỗ lực để trang bị những thiết bị sản xuất hiện đại và đồng bộ để giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, đồng thời tăng chất lượng sản phẩm thực phẩm. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, công nghệ chế biến và sản xuất dầu thực vật cũng nổi lên là một trong số các sản phẩm mũi nhọn đạt tiêu chuẩn quốc tế. Hiện nay, sản phẩm dầu thực vật ở Việt Nam được sản xuất từ nguyên liệu trong nước là các loại hạt có dầu (lạc, vừng, dừa, đậu tương, hướng dương…) qua các công đoạn trích ly dầu thô từ nguyên liệu và tinh luyện. Tuy nhiên do nguồn nguyên liệu trong nước còn hạn chế nên một lượng lớn sản phẩm được sản xuất chỉ qua công đoạn tinh luyện bằng nguồn nguyên liệu là dầu thô nhập khẩu. Các cơ sở sản xuất chế biến dầu có công suất lớn hoặc mới được đầu tư ở Việt Nam đều sử dụng công nghệ và thiết bị hiện đại được nhập từ những nước có trình độ chế tạo cơ khí tiên tiến. Công ty CP Dầu Tường An, Tân Bình, Công ty TNHH Bình An, Liên doanh Golden Hope Nhà Bè, Liên doanh Cái Lân – Calofic (Quảng Ninh) hiện đang áp dụng công nghệ tinh luyện dầu thực vật theo phương pháp vật lý hiện đại nhất hiện nay của thế giới. Đây là công nghệ có nhiều ưu việt hơn so với tinh luyện 1 Lớp CHTP0709 bằng phương pháp hoá học như sản phẩm có chất lượng cao hơn, giảm tốn kém hoá chất và đặc biệt là giảm ô nhiễm môi trường. Cùng với đà phát triển chung của ngành công nghiệp thực phẩm, kéo theo đó là nhu cầu về bột và tinh bột tăng cao tại thị trường trong nước cũng như quốc tế, số lượng các nhà máy chế biến bột và tinh bột tăng nhanh đáng kể, tính đến cuối năm 2007 đã có trên 52 nhà máy chế biến bột và tinh bột trên cả nước. Nhưng đa số các nhà máy chế biến tinh bột này chưa có một hệ thống xử lý môi trường đồng bộ, đặc biệt là khâu xử lý nước thải. Có một số cơ sở mặc nhiên để nước thải chảy trên đồi đất hoặc xử lý bằng các ao sinh học nhưng phần lớn chỉ làm để đối phó với các cơ quan quản lý, chưa có ý thức về sự huỷ hoại của chúng đối với môi trường. Từ sự cấp bách cần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong các nhà máy chế biến thực phẩm,tôi tiến hành tìm hiểu đề tài “xử lý môi trường trong nhà máy ép dầu và tinh chế dầu thực vật; xử lý môi trường trong nhà máy chế biến bột và tinh bột” 2 Lớp CHTP0709 NỘI DUNG A. XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG NHÀ MÁY ÉP DẦU VÀ TINH CHẾ DẦU THỰC VẬT I. Quy trình công nghệ Nguyên liệu hạt dầu Phân loại và làm sạch Tách vỏ Nghiền Chưng, sấy Ép, Lọc Khô dầu Dầu thô Tinh chế Dầu tinh 3 Lớp CHTP0709 1. Nguyên liệu hạt dầu Dầu béo có nhiều loại và được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau. Các hạt dầu phổ biến ở nước ta chủ yếu là lạc, dừa, thầu dầu, trẩu, cám gạo 2. Phân loại, làm sạch và tách vỏ hạt dầu Hạt dầu sau khi thu hoạch, phơi khô và bảo quản có lẫn khá nhiều tạp chất, những tạp chất này chủ yếu là các tạp chất rắn. Để phân loại người ta thường sử dụng các loại sàng có kích thước lỗ sàng khác nhau. Tách vỏ hạt dầu nhằm mục đích chủ yếu là giảm tổn thất dầu béo trong quá trình ép (do vỏ lẫn trong khô dầu mang theo làm cho khô dầu có chất lượng cao). Tách vỏ thường áp dụng cho các loại hạt dầu có kích thước lớn. Trong quá trình phân loại, làm sạch và tách vỏ hạt dầu cũng có một khối lượng lớn chất thải, gồm các chất thải rắn hữu cơ (các vỏ hạt, các mảnh hạt, các hạt hỏng) và vô cơ (các tạp rắn bẩn bám ngoài hạt). 3. Nghiền và chưng sấy bột nghiền Nghiền nhỏ nhằm phá vỡ cấu trúc nội nhũ hạt làm cho kích thước nguyên liệu nhỏ và đồng đều, tạo điều kiện cho quá trình gia công sau này được dễ dàng. Chưng sấy bột nghiền là sự gia công bột nghiền bằng nhiệt và hơi nước. Chất thải trong công đoạn nghiền và chưng sấy bột nghiền chủ yếu nước rửa các thiết bị và có một phần các tạp chất dầu béo. Nước thải ở đây thường có các phụ phẩm từ công đoạn nghiền (dạng chất thải kết lắng) và một phần các tạp chất dầu béo (dạng chất thải tuyển nổi). 4. Ép và lọc dầu béo Ép dầu bằng cách dùng lực cơ học tác dụng lên khối nguyên liệu có chứa dầu. Dầu sau khi ép xong còn chứa nhiều cặn mà chủ yếu là các mảnh vụn lẫn vào dầu, do đó cần phải lọc dầu để thu được dầu thô. Chất thải chủ yếu trong quá trình này là khô dầu và một số chất thải rắn vô cơ. Đối với nhiều nhà máy ép và tinh chế dầu thực vật hiện nay thì khô dầu được thu hồi để làm thức ăn gia súc hoặc phân bón. 4 Lớp CHTP0709 5. Tinh chế dầu thô Dầu thực vật sau khi khai thác xong còn chứa nhiều tạp chất, những tạp chất này khó có thể tách được bằng phương pháp lọc ép. Các tạp chất lẫn trong dầu thô thường được chia thành hai loại: tạp chất vô cơ và tạp chất hữu cơ. Tạp chất vô cơ bao gồm: nước và các tạp chất đất cát… Tạp chất hữu cơ bao gồm: các loại rượu, axit béo tự do, andehit, xeton, este, chất nhựa, chất màu, dẫn xuất của các aminoaxit, các hợp chất chứa photpho và lưu huỳnh. Các tạp chất này lẫn vào trong dầu làm dầu bị vẩn đục và mau bị hư hỏng. Quá trình tinh chế dầu là tách tạp chất không tốt đối với quá trình bảo quản và phẩm chất của dầu thành phẩm. Có mấy phương pháp tinh chế dầu chủ yếu sau: - Phương pháp cơ học: lắng lọc, ly tâm… - Phương pháp hoá lý: hấp thụ, chưng cất tẩy mùi. - Phương pháp hoá học: thuỷ hoá, trung hoà, este hoá… II. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường 1. Nước thải a. Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chủ yếu là do vệ sinh, tắm giặt, ăn uống của công nhân viên trong nhà máy. Lượng nước thải này không lớn nhưng cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý trước khi thải ra ngoài. b. Nước thải sản xuất Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ các công đoạn sau: - Nước thải từ công đoạn tẩy gôm: do quá trình tẩy gôm sử dụng axit nên nước thải từ công đoạn này có tính axit cao, ngoài ra cũng có nhiều tạp chất vô cơ khác. - Nước thải từ công đoạn tẩy màu bằng đất tẩy: nước thải này có nhiệt độ cao, có chứa đất tẩy, chứa chất hữu cơ và dầu mỡ, nước thải mang tính axit. - Nước thải từ công đoạn khử mùi và khử axit Một số thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước: - Độ pH: là thước đo tính axit hoặc bazơ của dung dịch nước. Nhìn chung sự sống tồn tại và phát triển tốt nhất trong điều kiện môi trường nước trung tính có pH = 7. Tuy 5 Lớp CHTP0709 nhiên, sự sống vẫn chấp nhận một khoảng nhất định trên dưới giá trị trung tính (6 < pH < 8,5). - Hàm lượng oxi hoà tan trong nước (DO – Dissolved Oxygen): là lượng oxi hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các vi sinh vật nước (cá, lưỡng thể, thuỷ sinh, côn trùng…) thường được tạo ra do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. DO thường nằm trong khoảng 8 – 15mg/l. Việc xác định chỉ tiêu DO có thể đánh giá được sơ bộ mức độ ô nhiễm của môi trường nước. Nước có DO thấp thường là nước ô nhiễm. - Nhu cầu oxi sinh học (BOD – Biochemical Oxygen Demand): là lượng oxi cần thiết để oxi hoá có khả năng thoái biến sinh học trong mẫu nước thải bằng sự chuyển hoá hoá sinh hiếu khí. Chỉ tiêu BOD biểu hiện mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. BOD càng cao thì nước thải bị ô nhiễm càng nặng và ngược lại. - BOD5 và BOD21 là hàm lượng oxi cần thiết để vi sinh vật phân huỷ hết các chất hữu cơ trong 1 lít nước ô nhiễm trong 5 ngày và trong 21 ngày. - Nhu cầu oxi hoá học (COD – Chemical Oxygen Demand) là lượng oxi cần thiết để oxi hoá các chất hữu cơ hoà tan trong mẫu nước bằng 2 chất oxi hoá mạnh là Kali permanganate hoặc Kali bicromat trong môi trường axit mạnh. Chỉ số này được dùng để đánh giá một cách tương đối tổng hàm lượng của các chất hữu cơ hoà tan trong nước thải. Chỉ số COD càng cao thì mức độ ô nhiễm càng nặng và ngược lại. - Tổng chất rắn (TSS – Total Solid) là trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 1 lít mẫu nước trên bếp cách thuỷ rồi sấy khô ở nhiệt độ 103°C cho đến khi trọng lượng không đổi. - Chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (SS – Solid) là trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc thuỷ tinh khi lọc 1 lít mẫu nước qua phễu lọc rồi sấy khô ở nhiệt độ 103 - 105°C tới khi trọng lượng không đổi. - Tổng hàm lượng Nitơ (TN – Total Nitro) - Tổng hàm lượng photpho (TS – Total Phospho) - Chỉ số vi sinh vật: Coliform và Fecal coliform (coliform phân) là nhóm các vi sinh vật dùng để chỉ thị khả năng có sự hiện diện của vi sinh vật gây bệnh. 6 Lớp CHTP0709 Bảng Tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp TT 1 2 3 4 5 6 Thông số Nhiệt độ pH BOD COD TSS Dầu động thực vật Đơn vị A 40 6-9 20 50 50 5 0 C mg/l mg/l mg/l mg/l Giá trị giới hạn tối đa B 40 5.5-9 50 100 100 10 C 45 5-9 100 400 200 30 2. Chất thải rắn - Chất thải sinh hoạt - Chất thải từ các công đoạn sản xuất - Ngoài ra còn có vỏ bao bì, nguyên vật liệu loại bỏ thừa. 3. Khí thải và tiếng ồn Khí thải phát sinh từ các nguồn sau: - Khí thải từ các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu và thành phẩm - Khí thải từ hệ thống nồi hơi dầu: chủ yếu phát sinh từ quá trình đốt than trong buồng đốt của lò hơi. 4. Các chất thải nguy hại Chất thải nguy hại phát sinh từ quá trình sản xuất hiện nay gồm có: - Vỏ can nhựa đựng dung dịch axit, vỏ thùng phuy đựng kiềm, dầu máy thải. - Giẻ lau dính dầu thực vật, nhũ tương dầu thực vật + nước và dung môi axeton. III. Xử lý môi trường 1. Xử lý nước thải a. Xử lý nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt hàng ngày của toàn bộ công nhân viên công ty được xử lý bằng bể tự hoại 3 ngăn trước khi thải ra cống thải chung của khu vực. Bể tự hoại 3 ngăn này hoạt động theo nguyên tắc lắng cặn và phân huỷ kị khí. Hiệu quả xử lý của phương pháp này là xử lý chất lơ lửng đạt 85 – 90% và xử lý BOD từ 80 – 85%. b. Xử lý nước thải sản xuất 7 Lớp CHTP0709 Nước thải sản xuất được loại tách một phần các tạp chất rắn kích thước lớn (ví dụ như cành cây, vỏ bao bì) bằng các thiết bị xử lý cơ học như song chắn rác, lưới chắn rác… Sau khi qua lưới chắn rác nước được đưa vào bể lắng để thực hiện công đoạn lắng gạn. Nước thải sản xuất có chứa các chất thải rắn không tan là chất thải rắn nổi và các chất thải rắn chìm. Vì vậy trong quá trình xử lý phải áp dụng quá trình lắng để loại bỏ chất thải chìm và quá trình tuyển nổi để loại bỏ chất thải nổi. Lắng và tuyển nổi là những quá trình làm sạch cơ bản trong công nghệ xử lý nước. - Quá trình lắng: dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống. Trong sản xuất dầu thực vật, các chất thải chìm chủ yếu là đất, cát và các hạt nguyên liệu không đạt tiêu chuẩn đi ép dầu lẫn vào trong nguyên liệu hạt dầu. - Quá trình tuyển nổi: dưới tác dụng của lực đẩy Ac-si-met, các hạt cặn có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của nước sẽ dần nổi lên trên bề mặt. Trong sản xuất dầu thực vật, các chất thải nổi chủ yếu là lượng dầu béo còn sót lại trong các thiết bị được rửa trôi theo nước thải. Nước thải sản xuất từ các bộ phận sau khi xử lý lý hoá ở từng bộ phận như tách dầu bằng thiết bị tách dầu, điều chỉnh pH trung tính bằng vôi sữa 3 ÷ 5% rồi chuyển sang khu xử lý sinh học tập trung. Tại đây nước thải được xử lý bằng biện pháp bùn hoạt tính kết hợp với bể aerotank. Sau khi đã qua bể lắng để tách các tạp chất lơ lửng, dễ lắng, vớt dầu nổi, trong nước thải sẽ còn lại các dạng chất thải hoà tan trong nước. Nước thải này tiếp tục được xử lý sinh học tại bể aerotank (sinh hoá hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng). Ở đây tập trung các vi sinh vật (trong bùn hoạt tính) sinh trưởng trong điều kiện hiếu khí sẽ tiếp tục phân huỷ triệt để các tạp chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Sở dĩ như vậy vì các tạp chất hữu cơ này đều là nguồn thức ăn Nitơ, Cacbon và Photpho cho vi sinh vật, trong quá trình vi sinh vật sinh trưởng hiếu khí sẽ sử dụng các chất hoà tan này và qua đó làm giảm hàm lượng các chất đó trong nước. Hiệu suất làm sạch nước thải đạt 85 ÷ 90%. Vi sinh vật được bổ xung ở dạng bùn hoạt tính và điều kiện hiếu khí trong bể được duy trì ổn định 8 Lớp CHTP0709 bằng hệ thống tua-bin khuấy điều hoà không khí. Sau khi vi sinh vật sử dụng các chất hòa tan, quá trình sinh trưởng vi sinh vật sẽ kết bông. Tại bể, nước thải được để lắng hết các kết bông, sau đó loại bỏ các kết bông ở đáy, nước sau đó đã đạt yêu cầu và có thể thải ra ngoài môi trường. Nước thải sau khi được xử lý sinh học sẽ đạt các chỉ tiêu chuẩn về nồng độ chất bẩn theo TCVN 5945 – 1995 (tiêu chuẩn B). Để hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định, đảm bảo tuân thủ các quy định, yêu cầu về quản lý vận hành và nồng độ các chất bẩn không vượt quá giới hạn cực đại theo tiêu chuẩn thiết kế 20 TCVN 51 – 84 của Bộ Xây Dựng. Hiện nay, nhiều nhà máy sản xuất dầu thực vật áp dụng công nghệ hệ thống xử lý nước thải theo sơ đồ như sau: Bể Aerotank làm việc theo mẻ Nước thải Bể lắng Bể Aerotank Bùn thải Nước sau xử lý Quá trình xử lý được thực hiện theo 5 giai đoạn kế tiếp nhau: - Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể Aerotank: nước thải đi quan song chắn rác vào bể lắng cát, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể Aerotank đến định mức trước bằng rơ le phao. Rơ le phao phát tín hiệu tự động van hoặc bơm cấp nước vào. - Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hoá giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng cách làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. - Giai đoạn 3: Lắng trong nước: quá trình lắng trong diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thuỷ lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng và cô đặc kết thúc sớm hơn 2 giờ. - Giai đoạn 4: Tháo nước đã lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận. - Giai đoạn 5: Chờ nạp mẻ mới. 9 Lớp CHTP0709 2,2 m 0,8m KhuÊy trén N­íc th¶i Van x¶ n­íc sau xö lý 3m 5m BÓ l¾ng N­íc sau xö lý BÓ Aeroten èng thu n­íc ®· xö lý 0,3m N­íc th¶i 5m (Sơ đồ mặt cắt hệ thống bể xử lý nước) Hoá chất sử dụng cho quá trình xử lý: Nước thải trước khi đưa vào bể Aerotank phải có trị số pH nằm trong khoảng 6,6 – 7,6 và tỉ lệ chất dinh dưỡng BOD:N:P trong khoảng 100:5:1, đồng thời hàm lượng các kim loại nặng không vượt quá ngưỡng cho phép đi vào xử lý sinh học. Theo kết quả phân tích nước thải nhà máy thì độ pH = 6,84 và hàm lượng các kim loại nặng đảm bảo yêu cầu, tỉ lệ BOD:N:P là 144:3,5:0,5 – 100:2,43:0,34. Như vậy cần bổ sung thêm nitơ (N) và photpho (P) vào nước thải. - Hàm lượng N cần bổ sung đối với 30 m3 nước thải là (5 – 2,43)x 30 = 77,1 g. - Hàm lượng P cần bổ sung đối với 30 m3 nước thải là (1 – 0,5)x30 = 15 g. Như vậy, có thể lựa chọn một trong số loại hoá chất cung cấp nitơ và photpho với liều lượng cụ thể được liệt kê dưới bảng sau: 10 Lớp CHTP0709 TT Tên hoá chất Nguồn Nitơ – N (77,1 g/30m3 nước thải) 1 Amoniac 2 Amoni Hydroxit 3 Amoni Bicacbonat 4 Amoni Cacbonat 5 Amoni Clorua 6 Amoni Photphat 7 Amoni Sunfat Nguồn Photpho – P (15 g/30m3 nước thải) 1 Trinatri photphat 2 Dinatri photphat 3 Mononatri photphat 4 Natri hexa meta photphat 5 Natri poly photphat 6 Tetranatri pyro photphat Công thức hoá học N – P (gam) NH3 NH4OH NH4HCO3 (NH4)2CO3 NH4Cl NH4H2PO4 (NH4)2SO4 86,34 177,75 401,21 487,54 271,70 584,04 670,37 Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4 Na3(PO3)6 Na5P3O10 Na4P2O7 79,35 68,71 58,06 262,74 178,06 128,71 Quy trình vận hành hệ thống xử lý: - Nước thải từ bể lắng được bơm vào bể Aerotank theo từng mẻ xử lý là 30m 3/bể - Bổ xung nitơ và photpho theo từng mẻ xử lý với hoá chất và liều lượng lựa chọn trong bảng trên (ví dụ nếu dùng NH 4Cl và Na3PO4 cho vào bể Aerotank thì cần dùng 271,70g NH4Cl và 79,35 Na3PO4). - Tiến hành khuấy trộn bể Aerotank trong 5 giờ bằng tua bin. - Để lắng 2 giờ. - Mở van xả để nước xả tự động ra ngoài. - Tổng thời gian vận hành quá trình xử lý là 8 giờ. - 10 ngày tháo bùn một lần với thể tích là 3,66 m3/lần. Các chất thải từ quá trình xử lý: Quá trình xử lý nước thải trên sẽ tạo ra một lượng bùn thải nhất định. Do vậy, định kỳ nhà máy sẽ cho nạo vét bùn ra khỏi bể xử lý. Lượng bùn này sẽ được tận dụng để sử dụng cho việc trồng cây xanh khu vực nhà máy. Hiệu quả của việc xử lý nước thải của phương pháp này khá cao, thể hiện ở bảng sau: Thông số pH BOD COD Đơn vị mg/l mg/l Trước khi xử lý 4,5 500 800 11 Sau khi xử lý 8,0 42,1 107 Lớp CHTP0709 TSS Coliform Dầu mỡ Nước thải sau mg/l MNP/100ml mg/l xử lý đạt các chỉ tiêu 170 60 20000 2100 200 1,84 theo tiêu chuẩn cho phép TCVN 5945:2005 (tiêu chuẩn B) và có thể thải ra môi trường xung quanh. 2. Xử lý chất thải rắn Các chất thải rắn nổi và chìm chủ yếu chứa trong nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất được loại bỏ bằng phương pháp lắng gạn. Các chất thải rắn độc hại như vỏ bao bì, nguyên vật liệu loại thừa cũng được loại bỏ bằng các song lưới. Các chất thải rắn này đa số có thể tập trung lại rồi sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thức ăn gia súc, ví dụ như các hạt vỡ, các bã ép dầu dạng khô lạc, khô đậu, … Các dạng khác không làm được thức ăn gia súc cũng có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác như tạo nguồn năng lượng mới (ví dụ như bể biogas), sản xuất phân bón hữu cơ, sản xuất hóa chất để phục vụ con người, … 3. Các biện pháp giảm thiểu tác động của tiếng ồn, khí thải, bụi thải - Hạn chế ô nhiễm khí thải nồi hơi: khí thải từ nồi hơi sẽ được hạn chế bằng các biện pháp sau: + Pha loãng hàm lượng bụi, khí thải từ nồi hơi bằng ống khói: chọn chiều cao ống khói phù hợp. Theo tính toán lý thuyết thì chiều cao ống khói nồi hơi phải đạt tối thiểu 24m thì mới đảm bảo nồng độ các chất ô nhiễm khí tại mặt đất không vượt quá tiêu chuẩn. + Xử lý bụi, khí thải từ hệ thống nồi hơi dầu: Khí thải phát sinh khi nồi hơi hoạt động có chứa các khí gây ô nhiễm như CO 2, SO2, CO nên sử dụng các phương pháp sau để xử lý khí thải do đốt dầu FO: 1. Sử dụng thiết bị lọc ướt kiểu tháp đĩa. 2. Sử dụng thiết bị hấp thụ các chất khí thải ra. Cả hai phương pháp trên đều sử dụng các dung dịch tưới là dung dịch hoá học thích hợp để hấp thụ như dung dịch kiềm, dung dịch sữa vôi. Có thể thay thế các dung dịch hoá học bằng nước, tuy nhiên hiệu quả hấp thụ của nước thấp hơn so với dung dịch hoá học. Nếu dùng nước để làm dung dịch tưới thì chi phí thấp, an toàn và hiệu quả xử lý đối với 12 Lớp CHTP0709 các khí SO2, NOx là 50%, hiệu quả xử lý đối với bụi là 80%. Dùng sữa vôi để hấp thụ khí SO2 thì hiệu quả xử lý tăng lên 80 – 90%. Nguyên lý xử lý khí thải do đốt dầu FO như sau: Chụp hút khí Làm nguội sơ bộ Xử lý khí Xửthải lý khí thải Quạt ly tâm Ống khói - Hạn chế ô nhiễm khí thải từ các phương tiện vận chuyển: khí thải từ các phương tiện vận chuyển chỉ chiếm một phần nhỏ góp phần vào ô nhiễm môi trường tại khu vực nhà máy. Lượng khí thải này tuy ít nhưng rất khó kiểm soát. Do đó để hạn chế ô nhiễm khí thải từ các phương tiện vận chuyển thì các nhà máy thường trồng thêm cây xanh xung quanh khu vực sản xuất, nhằm làm cho môi trường trong lành hơn. B. XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG NHÀ MÁY CHẾ BIẾN BỘT VÀ TINH BỘT I. Quy trình công nghệ 13 Lớp CHTP0709 Nguyên liệu củ Cắt khúc Ngâm, rửa Mài hoặc nghiền Tách dịch bào Rây lọc Lắng lần 1 Rửa bột Lắng lần 2 Tinh bột ướt Sấy Tinh bột khô thành phẩm 1. Nguyên liệu Nguyên liệu củ dùng trong sản xuất tinh bột thưòng là các loại củ có hàm lượng tinh bột cao như gạo, lúa mỳ, khoai tây, sắn,… 2. Cắt khúc, ngâm và rửa 14 Lớp CHTP0709 Rửa nguyên liệu nhằm làm sạch các tạp chất đất cát và vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. Trong quá trình này có một lượng chất thải lớn thải ra môi trường, đó là nước thải chứa các chất rắn vô cơ và hữu cơ… Cắt khúc là quá trình gia công cơ học làm cho nguyên liệu bớt cồng kềnh, tạo điều kiện cho các quá trình chế biến tiếp theo được dễ dàng. Cắt khúc thường chỉ áp dụng với nguyên liệu củ dài (sắn, khoai,…). Quá trình này cũng thải ra một số chất thải rắn, thường là những đoạn đầu củ, các phần thịt củ thừa ra,… Ngâm nguyên liệu nhằm làm cho củ mềm ra, giảm nhẹ quá trình mài hoặc nghiền, đồng thời làm bở và loại bỏ một phần tạp chất bám ngoài vỏ nguyên liệu, hoà tan sơ bộ các sắc tố và các glucozit gây độc. Có thể ngâm nguyên liệu bằng nước lã hoặc trong môi trường kiềm. Quá trình này nước thải chứa các chất độc hại từ việc ngâm như các glucozit và các axit xianhydric. 3. Mài, nghiền và tách dịch bào Nguyên liệu sau khi làm sạch được đưa vào thiết bị mài hoặc nghiền để thu đựoc hỗn hợp sữa bột thô và dịch bào. Cần phải tách dịch bào để tránh bị biến đổi màu và giảm khả năng hồ hoá của tinh bột thành phẩm. 4. Rây lọc Hỗn hợp sữa bột thô được đưa qua rây lọc để loại bỏ tinh bột tự do, thu được tinh bột ở dạng tinh khiết. 5. Lắng và rửa tinh bột Thường dùng các bể lắng có chiều cao < 1,5 m. Sữa bột cho vào lắng có nồng độ 3Bx và thường được lắng 2 lần. Giữa 2 lần lắng, tinh bột được rửa bằng cách hoà tan tinh bột đã lắng thành sữa bột và cho qua rây để loại nốt những phần tử không tan khác cùng lắng với tinh bột. Sau khi lắng lần 2 ta thu được tinh bột ướt. 6. Sấy tinh bột Người ta có thể tiến hành sấy tự nhiên (phơi nắng) hoặc sấy nhân tạo (dùng thiết bị sấy). Trong thực tế sản xuất, để đảm bảo năng suất cao và chủ động trong sản xuất người ta thường áp dụng phương pháp sấy nhân tạo. 15 Lớp CHTP0709 Chú ý trong quá trình sấy phải dùng không khí nóng, sạch, tránh để bụi và khói lò lẫn vào làm giảm chất lượng của tinh bột. II. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường 1. Khí thải bụi và tiếng ồn * Bụi và khí thải từ quá trình sản xuất: + Trong quá trình hoạt động sản xuất, các máy móc thiết bị của nhà máy chủ yếu sử dụng năng lượng điện, không sử dụng các nguồn nhiên liệu khác nên khí thải phát sinh là không có. + Do sử dụng các thiết bị, dây truyền hiện đại, các công đoạn khép kín, các dàn máy đều kín và tận thu tối đa các loại bụi kinh tế nên bụi phát sinh ít. Tuy nhiên vẫn có lượng bụi nhỏ phát sinh và chủ yếu ở một số công đoạn chính sau: - Sấy tinh bột - Đóng bao sản phẩm Thành phần bụi sinh ra trong công đoạn cắt khúc và làm sạch nguyên liệu chủ yếu là bụi đất và bụi cát. Bụi của công đoạn nghiền và mài là bụi của sắn, khoai… * Một số nguồn phát sinh khí thải và bụi ít: - Khí thải từ hoạt động vận tải của phương tiện vận chuyển bột và tinh bột của khách hàng. - Khí thải từ các động cơ dùng xăng, dầu diesel của các phương tiện bốc xếp, vận chuyển. - Khí thải từ hệ thống xử lý bột mì bằng Clo. Bảng lượng khí thải phát sinh của một số loại xe Nhiên liệu Loại xe tiêu hao Lượng khí phát thải (kg/ngày) Số xe Bụi SO2 NO2 HC (chiếc) (lít diesel) Xe nặng 7 tấn 16,20 7 0,09 0,26 1,18 0,02 Xe trọng tải 15 tấn 72,9 42 2,52 7,28 3,07 0,62 Nguồn http://www.bacgianggov.vn - Bảng giá cả và định mức nguyên liệu (Căn cứ theo tài liệu của WTO cung cấp về lượng phát thải khi sử dụng 1 tấn dầu đối với động cơ đốt trong tạo ra bụi:0,94kg, SO2: 2,8kg, NO2: 12,3kg, HC: 0,24kg) 2.Chất thải rắn 16 Lớp CHTP0709 Các nguồn phát thải rắn bao gồm: - Chất thải rắn từ hoạt động sản xuất: chất thải rắn phát sinh trong các quá trình làm sạch sơ bộ để loại ra các tạp chất thô như rác, đất, đá, bụi, kim loại…lẫn trong nguyên liệu ban đầu. Ngoài ra, còn có thể phát sinh trong công đoạn đóng bao, do túi nilon đựng bột thải, palet vận chuyển sản phẩm và rác thải từ phế phẩm. - Rác thải sinh hoạt của người lao động: túi nilon đựng thức ăn, rác thải sinh hoạt khác. 3. Nước thải Nguồn phát sinh nước thải chủ yếu là từ quá trình sản xuất (rửa, ngâm, mài…) tạo ra một khối lượng lớn nước thải hữu cơ, nếu không được xử lý mà thải trực tiếp ra ngoài môi trường thì sự phân huỷ của những hợp chất hữu cơ lơ lửng trong nước thải sẽ gây mùi hôi thối, làm ô nhiễm không khí khu vực sống xung quanh nhà máy. Trên thực tế hiện nay ở nước ta các nhà máy sản xuất bột và tinh bột tuy có đầu tư trang thiết bị hiện đại cho sản xuất nhưng lại không chú trọng đến khâu xử lý nước thải. Bởi với một số nhà máy nhỏ thì đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quả là rất khó do vốn đầu tư có thể chiếm đến 30% tổng vốn đầu tư cho cả xây dựng và trang thiết bị vận hành. Vì thế, các nhà máy này thường thải trực tiếp nguồn nước thải sản xuất ra môi trường xung quanh mà không qua xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ nhằm che mắt các cơ quan quản lý, tình trạng này đã làm cho môi trường sống quanh khu vực nhà máy bị ô nhiễm nặng nề, nguồn nước sinh hoạt của người dân bị nhiễm độc, không khí thì đặc mùi hôi thối… Điển hình là một số nhà máy ở tỉnh Đắc Lắc, trên địa bàn huyện Ea Kar, Ea H’Leo, Krông Bông, trong quá trình sản xuất đã thải ra khói bụi, không khử được hết mùi hôi, hệ thống nước thải không được xử lý hợp lý đã xả ra dòng suối Ea H’Leo làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của hàng trăm hộ đồng bào dân tộc Êđê, J’rai sinh sống dọc theo hai bên bờ suối. Tuy nhiên, hiện các nhà máy này cũng đang có kế hoạch đầu tư 50 tỉ đồng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải mới, với dây chuyền hiện đại nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường trên địa bàn. III. Xử lý môi trường 17 Lớp CHTP0709 1. Biện pháp giảm thiểu bụi và xử lý khí thải - Bụi phát sinh trong quá trình sản xuất như đã nêu ở trên là loại bụi có giá trị sử dụng cao. Loại bụi này sẽ được các hệ thống hút lắp hiện đại và liên hoàn tại mỗi nơi sản xuất để thu hồi toàn bộ lượng bụi để tái sử dụng. Có thể dùng nó để bổ xung vào nguyên liệu trước công đoạn nghiền hoặc làm nguyên liệu cho sản xuất thức ăn gia súc. - Công nhân làm việc tại những nơi có bụi sẽ được trang bị thiết bị bảo hộ lao động và khẩu trang theo đúng qui cách để bảo vệ sức khoẻ. - Tại khu vực có sử dụng khí Clo cần tăng thêm quạt thông gió để phòng ngừa khí Clo rò rỉ, đảm bảo sức khoẻ và an toàn cho công nhân. Ngoài ra cũng có thể sử dụng thiết bị xử lý Clo đặt ở trong phòng xúc tác, máy xử lý này được bao kín trong gỗ có quạt hút hoạt động liên tục để hút toàn bộ lượng khí Clo ra ngoài qua hệ thống ống bằng nhựa PVC và sục vào hệ thống nước thải của nhà máy. - Khu sản xuất có nhiều bụi sẽ được lắp thêm hệ thống xử lý lọc bụi để không bị phát tán ra môi trường. - Phun nước tưới định kỳ cho xe vận chuyển. 2. Biện pháp xử lý nước thải - Xây dựng hệ thống cống rãnh thoát nước thải và nước mưa xung quanh các nhà xưởng, dọc theo các đường giao thông trong nhà máy. - Nước thải của nhà máy cũng có 2 dạng là nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất như nhà máy sản xuất dầu thực vật nên chúng ta cũng có thể áp dụng các biện pháp xử lý nước thải như các biện pháp đã trình bày ở nhà máy sản xuất dầu thực vật. Ngoài ra, có thể áp dụng một số hệ thống xử lý nước thải mới áp dụng riêng cho nhà máy sản xuất tinh bột. Ví dụ như hệ thống bể chứa UASB – Biogas, hệ thống này có dung tích lớn và thường là 70% thể tích để chứa nước và 30% để chứa khí đốt. Theo quy trình công nghệ, nước thải sẽ được đưa vào hệ thống hồ lên men axit, sau đó chuyển vào bể UASB – Biogas. Hệ thống men vi sinh trong bể sẽ tạo ra các phản ứng vi sinh phân giải 90% lượng COD, giảm thiểu lượng ô nhiễm và mùi hôi trước khi thải ra môi trường. Đồng thời thu hồi lượng khí mêtan cung cấp năng lượng cho nhà máy. 3. Biện pháp xử lý chất thải rắn 18 Lớp CHTP0709 Các chất thải rắn trong nhà máy sản xuất tinh bột đa phần là các chất thải vô cơ, không có giá trị sử dụng, nên đa phần được tập trung lại rồi tùy nhóm kim loại thì bán cho các cơ sở sản xuất kim loại nhỏ hay đất cát thì có thể đổ ra các bãi đất. Còn một số ít các chất thải rắn hữu cơ như các hạt hỏng, các loại vở khoai, sắn có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thức ăn gia súc hoặc đưa vào bể biogas cung cấp thêm năng lượng cho nhà máy. KẾT LUẬN 19 Lớp CHTP0709 Hiện nay ở Việt Nam có nhiều nhà máy sản xuất dầu thực vật cũng như nhà máy sản xuất tinh bột đã mang lại nguồn sản phẩm thuộc 2 nhóm này trở nên ngày càng phong phú cho người tiêu dùng lựa chọn. Nhưng việc xuất hiện nhiều nhà máy cũng đặt ra thêm nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường cần phải được quan tâm nghiên cứu và giải quyết. Vì vậy, việc xem xét các nguồn chất thải và tìm các biện pháp xử lý hiệu quả và kinh tế là hết sức cần thiết và cấp bách. Việc xử lý chất thải trong nhà máy sản xuất dầu thực vật và tinh bột đã trình bày một cách tổng quát ở trên sẽ giúp các nhà máy chọn được một công nghệ xử lý môi trường phù hợp với thực trạng sản xuất của nhà máy. Đồng thời góp phần giảm bớt thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay ở nước ta. Đặc biệt đối với nhà máy sản xuất tinh bột, mà hiện nay vấn đề xử lý chất thải đang chưa được quan tâm đúng mức và là nguồn gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, thì việc sớm chọn ra một công nghệ xử lý môi trường hiệu quả và kinh tế để không làm tăng giá thành sản phẩm là rất cần thiết. TÀI LIỆU THAM KHẢO 20