khungbodanhxoso
New Member
Download miễn phí Đề tài Tính toán thiết kế và hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn thu Biogas của nhà máy chế biến tinh bột sắn yên bình - Yên Bái với công suất 160 tấn sản phẩm/ngày
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
Cây sắn, tiếng Anh là cassava, là một trong số các loài cây có củ, trồng được ở hơn 80 quốc gia có khí hậu nhiệt đới ẩm trên thế giới. Đây là một loài cây thực phẩm năng lượng cao, dễ trồng. Đối với nhiều vùng dân cư ở miền nhiệt đới, sắn là sản phẩm chủ đạo bậc nhất nhì. Sản lượng sắn hàng năm trên thế giới khoảng 175 triệu tấn với diện tích canh tác 14,15 triệu ha và phân bố trên 80 quốc gia [1]. Ở các nước nhiệt đới, hầu hết sắn sản xuất ra được sử dụng làm thức ăn cho người, phần còn lại làm thức ăn cho gia súc và sử dụng trong công nghiệp tinh bột…Có thể nói sắn được coi là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao trong các cây có củ.
I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực
Sắn là cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước có khí hậu nhiệt đới ở châu Á, châu Phi và Mỹ La Tinh. Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến, cây sắn càng trở nên có giá trị kinh tế cao. Củ sắn chứa nhiều tinh bột, tại các nước trồng sắn trên thế giới, phần lớn sắn được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc. Một lượng không nhỏ được sử dụng trong công nghiệp như: chế biến thực phẩm, dệt may, sản xuất dung môi, cồn nhiên liệu…
Thái Lan là nước có ngành công nghệ chế biến sắn phát triển, toàn bộ sắn thu được đều được sử dụng trong công nghiệp với các sản phẩm chính là sắn lát khô, tapioca và tinh bột sắn. Trên 55% sản lượng sắn của Thái Lan được sử dụng ở dạng lát khô làm thức ăn gia súc. Trong đó 90% được xuất khẩu trực tiếp sang Châu Âu, chỉ có 10% tiêu thụ trong nội địa, mặc dù sản lượng sắn củ tươi trung bình chỉ chiếm khoảng 18 triệu tấn trên tổng sản lượng toàn cầu là 175 triệu tấn.[1]
1. Về sản xuất
Hiện nay, trên toàn thế giới, diện tích trồng sắn có khoảng 14,15 triệu ha tập trung ở châu Phi (57%), châu Á (25%) và châu Mỹ La Tinh (18%) với tổng sản lượng khoảng 175 triệu tấn/năm. Những nước trồng nhiều nhất là Brazil, Nigerria, Indonesia và Thái Lan. Ở châu Phi, sắn luôn chiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu lương thực, trung bình sắn được sử dụng tới 96 kg/người/năm. Trên thế giới mức tiêu thụ trung bình là 18 kg/người/năm. [2]
Các nước nằm ở giữa vùng ôn đới và nhiệt đới như Hàn Quốc ,Đài Loan, Trung Quốc… vụ sắn thường kéo dài, năng xuất thu hoạch bình quân từ 24 ÷ 25 tấn/ ha, với hàm lượng tinh bột từ 22 ÷ 33%.
Ở khu vực Đông Nam Á, do có khí hậu thuận lợi cho cây sắn phát triển nên diện tích cây sắn đứng thứ ba sau cây lúa và cây ngô. Tuy nhiên sản lượng sắn có xu hướng giảm dần: Năm cao nhất (1989) đạt 55 triệu tấn, năm 1994 đạt 49,1 triệu tấn, năm 1996 chỉ còn 47,8 triệu tấn, giảm 27% so với năm 1994. Nguyên nhân chính là do sản lượng sắn của Thái Lan giảm. Thái Lan là nước có sản lượng sắn cao nhất trong khu vực, từ 17,7 ÷ 19,1 triệu tấn/năm. [2]
Năm 2002 sản lượng sắn củ thế giới đạt 184 triệu tấn, trong đó ở châu Phi, đã chiếm tới 53,86% (91,1 triệu tấn), châu Á đạt 51,5 triệu tấn (~ 28%). Sản lượng sắn cao nhất thuộc về Nigeria: 33,6 triệu tấn, tiếp đến là Brazil: 23,1 triệu tấn. Nước đứng đầu châu Á về sản lượng sắn củ tươi vẫn là Thái Lan: 17,3 triệu tấn.(Bảng I.1) [3]
b. Thị trường tinh bột sắn
Tinh bột sắn là nguyên liệu chính của một số ngành công nghiệp như đã nêu ở trên, do vậy nhu cầu về tinh bột sắn ngày càng tăng, cung không đáp ứng đủ cầu. Hơn nữa một số nước xuất khẩu tinh bột sắn với số lượng lớn, hiện đang mở rộng các ngành công nghiệp sử dụng tinh bột sắn làm nguyên liệu chính. Vì vậy giá cả tinh bột sắn trên thị trường thế giới có chiều hướng gia tăng. Khoảng 85% sản lượng sắn tiêu thụ ở các nước trồng sắn (trong đó 58% được sử dụng làm lương thực, 28% làm thức ăn gia súc, 3% làm nguyên liệu cho công nghiệp), 15% sản lượng còn lại được xuất khẩu. Các nước có nhu cầu nhập khẩu tinh bột sắn với số lượng lớn như Đài Loan, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Mỹ, một số nước châu Âu và Liên Xô cũ, dưới dạng tinh bôt sắn, tapioca và sắn lát khô. [2]
Trong khu vực, Thái Lan và Indonesia vẫn là hai nước xuất khẩu mạnh các sản phẩm từ sắn. Năm 1996, xuất khẩu các sản phẩm từ sắn của Thái Lan đạt 5 triệu tấn, tăng 22% so với năm 1995, nhưng gần đây giảm 14% so với năm 1994. Theo tổ chức lương thực thế giới (FAO), năm 1997 sản xuất phục hồi ở các nước sản xuất sắn chủ yếu ở châu Á. Khả năng thu lợi nhuận từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến cho các nước xuất khẩu chủ yếu sẽ thay đổi các giống sắn truyền thống sang các giống sắn mới có năng suất và hàm lượng tinh bột cao hơn để đáp ứng nhu cầu thị trường và phục vụ con người.
BảngI.1: Sản lượng sắn củ tưoi trên Thế Giới (triệu tấn) [3]
Năm
1985
1990
1997
1999
2000
2001
2002
Thế Giới 136,6 150,0 165,3 166,7 176,7 180,8 184,0
Châu Phi 58,2 64,1 85,8 85,8 95,3 96,6 99,1
Châu Á 48,5 52,0 47,5 50,2 50,4 52,3 51,5
Châu Mỹ Latinh 29,6 33,7 31,8 30,8 31,3 31,7 33,2
Nigeria 13,2 17,6 31,0 30,4 32,0 32,6 33,6
Brazil 23,1 25,4 23,0 22,5 23,3 22,5 23,1
Thailand 19,3 21,9 19,0 20,3 19,1 18,3 17,3
Indonesia 14,0 16,3 16,0 15,4 16,1 17,1 16,7
Congo 15,0 16,0 15,4 14,9
Ghana 3,1 3,0 8,4 8,1 9,0 9,9
Ấn Độ 5,7 4,6 5,5 6,2 6,2 7,0 7,1
Tanzania 6,8 5,5 6,0 5,8 5,6 5,8
Việt Nam 1,8 2,0 2,5 3,5 3,9
I.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam
Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực có sản lượng đứng thứ hai sau cây lúa. Sản lượng sắn rất lớn góp phần cân đối lương thực, ngoài ra sắn là nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp và xuất khẩu. Với diện tích đất trồng khoảng 423.800 ha (chiếm khoảng 25 ÷ 30% diện tích đất canh tác nông nghiệp), sản lượng ước tính đạt 6,65 triệu tấn củ tươi/ năm. Sắn chiếm khoảng 35 ÷ 40% sản lượng quy ra thóc trong tổng số các cây hoa màu lương thực, khoảng 20 ÷ 25% sắn dược sử dụng trong công nghiệp, sản xuất một số sản phẩm như tinh bột, cồn, đường glucose, bánh kẹo, mì chính…, khoảng 10 ÷ 20% dùng làm lương thực, 32% làm thức ăn gia súc và khoảng 20% cho các nhu cầu khác. [4]
Từ năm 1988, công tác nghiên cứu chọn giống sắn ở Việt Nam có quan hệ chặt chẽ với CIAT. Trong suốt 18 năm qua (1988 - 2005), chương trình sắn Việt Nam đã phối hợp với CIAT chọn lọc và phát triển hai giống sắn mới KM60 và KM94 ra sản xuất. Đây là hai giống sắn có năng suất cao (25 ÷ 40 tấn/ha), có tỷ lệ tinh bột cao, thích hợp với chế biến tinh bột. Cũng từ năm 1993 trở lại đây nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn được xây dựng - cây sắn đã chuyển sang hướng sản xuất hàng hoá. Do đó các giống sắn mới đã và đang được phát triển mạnh ở cả hai miền Nam - Bắc. Việc giới thiệu và phát triển hai giống sắn mới này vào sản xuất, đã là bước đột phá trong nghề trồng sắn ở Việt Nam, đưa tổng diện tích trồng giống sắn mới toàn quốc đến nay đạt khoảng 200.000 ha (số liệu chương trình sắn Việt Nam). Đưa năng suất sắn trung bình toàn quốc đạt 15,68 tấn/ha vào năm 2005, với diện tích 423,8 nghìn ha, sản lượng đạt 6,65 triệu tấn củ tươi. So với năm 2000, diện tích tăng 1,8 lần, năng suất tăng 2 lần, sản lượng tăng 3,2 lần. Tốc độ tăng bình quân hàng năm là 16% về diện tích, 25% về năng suất và 44% về sản lượng (bảng I.2). [4]
Bảng I.2: Diện tích, năng suất sản lượng sắn ở Việt Nam [4]
Năm Diện tích
(ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng
(triệu tấn)
2003 371.700 14,07 5,23
2004 370.500 14,49 5,37
2005 423.800 15,68 6,65
Sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp ở nước ta chủ yếu tập trung ở các tỉnh phía Nam, Tây Nguyên và một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lào Cai, Yên Bái, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Hoà Bình. Hiện nay nước ta đã có khoảng 45 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công nghệ tiên tiến, trang thiết bị hiện đại và sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu ra thị trường thế giới. Một số nhà máy có sản lượng khá lớn Vedan - Đồng Nai (200 tấn SP/ngày), nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình Yên Bái: 160 tấn SP/ngày, Tân Châu và ThaiWah - Tây Ninh có sản lượng 100 tấn SP/ngày. (Bảng I.3)
BảngI.3 : Một số nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam [5]
TT Tên nhà máy Công suất
(tấn SP/ngày)
1 Nhà máy ThaiWah – Tây Ninh 100
2 Nhà máy Tân Châu – Tây Ninh 100
3 Nhà máy Vedan - Đồng Nai 200
4 Nhà máy Gia Lai 50
5 Nhà máy An Giang 60
6 Nhà máy Quảng Ngãi 50
7 Nhà máy Quảng Nam 50
8 Công ty vật tư tổng hợp Thanh Hoá 60
9 Công ty chế biến lâm nông sản Yên Bái 50
10 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình 160
11 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Lào Cai 80
12 Nhà máy tinh bột sắn Phú Thọ 50
13 Nhà máy Toàn Năng - Tây Ninh 70
14 Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Đắk Lắk 80
15 Nhà máy SXTB sắn Krong Bong - Đắk Lắk 90
16 Công ty liên doanh TAPIOCA Việt Nam 165
17 Nhà máy SXTB sắn Thừa Thiên Huế 120
Các nhà máy này đã thu mua được nguyên liệu tại chỗ, hoạt động đạt hiệu quả kinh tế cao và có xu hướng đầu tư nâng cao công suất hoạt động. Với sự phát triển mạnh mẽ của các nhà máy chế biến tinh bột sắn. Hàng năm Việt Nam hiện khoảng 4 triệu tấn sắn củ tươi, đứng hàng thứ 11 trên thế giới về sản lượng sắn. Nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng hàng thứ 3 trên thế giớí chỉ sau Thái Lan và Indonesia.
Trong chiến lược toàn cầu, cây sắn được tôn vinh là một trong những cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng đất cằn cỗi và là loại cây công nghiệp triển vọng, có khả năng cạnh tranh cao với nhiều loại cây trồng khác. Ở nước ta, cây sắn đang chuyển đổỉ nhanh chóng vai trò từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp. Sự hội nhập đang mở ra thị trường cho sắn, tạo nên những cơ hội để phát triển ngành chế biến tinh bột, tinh bột biến tính (bằng hoá chất và enzym), sản xuất sắn lát, sắn viên để xuất khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất thức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, góp phần vào sự phát triển kinh tế đất nước.
CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN
VÀ CÁC CHẤT THẢI
II.1 Đặc trưng nguyên liệu
Sắn là cây lương thực phổ biến, ưu ấm, dễ trồng và có thể sinh trưởng được ngay cả ở những nơi đất cằn cỗi. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa, tính chất thổ nhưỡng của Việt Nam, rất thích hợp cho cây sắn phát triển. Tuy nhiên, sắn chỉ được trồng tập trung nhiều nhất ở các tỉnh miền núi, trung du phía Bắc, Tây Nguyên và miền Đông Nam Bộ. Đây là một trong những loại cây màu quan trọng trong cơ cấu lương thực ở nước ta và là nguồn nguyên liệu chính cho sản xuất tinh bột. Sắn được thu hoạch tập trung vào tháng 9 đến tháng 4 năm sau.
II.1.1. Các giống sắn truyền thống ở nước ta [1]
a. Sắn đắng
Sắn đắng, còn gọi là sắn dù hay sắn say, có đặc điểm: Thân cây có màu xanh nhạt, đốt ngắn, cuống lá đỏ thẫm, vỏ gỗ màu nâu sẫm, vỏ cùi và thịt củ sắn đều có màu trắng. Sắn đắng cho năng suất cao, củ mập, nhiều tinh bột, nhiều nhựa nhưng có hàm lượng axit xyanhydric (HCN) cao. Sắn đắng không nên dùng tươi, chủ yếu được dùng để sản xuất tinh bột hay sắn cắt lát để loại độc tố.
b. Sắn ngọt
Sắn ngọt gồm các loại sắn có hàm lượng HCN thấp, có thể ăn tươi được, có hàm lượng tinh bột thấp và dễ chế biến. Các loại sắn ngọt gồm:
+ Sắn vàng (sắn nghệ): Cây non, có thân xanh thẫm, cuống lá nhỏ có sọc nhạt, vỏ gỗ màu nâu, vỏ cùi màu trắng còn thịt củ sắn màu vàng.
+ Sắn đỏ: có đặc điểm là thân cây cao, màu xanh thẫm, cuống và gân lá đỏ thẫm. Củ dài và to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu đỏ, thịt củ màu trắng.
+ Sắn trắng: có thân cao, khi non thì có màu xanh nhạt, củ ngắn và mập, vỏ gỗ xám nhạt, vỏ cùi và thịt củ màu trắng.
II.1.2 Các giống sắn mới (sắn cao sản)
Từ năm 2002 trở lại đây, cùng với sự phát triển chung của ngành sản xuất sắn trong cả nước, diện tích sắn giống mới ở miền Bắc đang phát triển mạnh mẽ, hàng loạt nhà máy chế biến tinh bột sắn và các cơ sở chế biến sắn thủ công được xây dựng, kéo theo việc phát triển các vùng nguyên liệu sắn.Quy mô diện tích đất trồng sắn đã được nâng lên. Các giống sắn truyền thống có năng suất thấp đã dần được thay thế bằng các giống sắn cao sản như: KM94, KM60…Các giống sắn này có đặc điểm sau:
+ Giống sắn KM94 [4]: Có tên dòng là MKUC28-77-3, được nhập nội từ Thái Lan (tên Kasesart 50), được chương chình sắn Việt Nam đánh giá tuyển chọn và phát triển ra sản xuất. Giống có những đặc điểm sau:
- Thân xanh, hơi cong, ngọn tím, không hay chỉ phân một cấp cành
- Tiềm năng năng suất cao : 25 ÷ 50 tấn/ha
- Tỷ lệ chất khô : 38 ÷ 40%
- Hàm lượng tinh bột : 27 ÷ 30%
- Thời gian sinh trưởng : > 8 tháng
- Ưa thâm canh và đất tốt
+ Giống sắn KM60 [4]: Tên gốc Rayong 60, nhập nội từ Thái Lan. Giống có đặc điểm sau:
- Thân xanh vàng, phân cành ngọn
- Năng suất cao từ : 25 ÷ 45 tấn/ha
- Tỷ lệ chất khô : 37 ÷ 38%
- Hàm lượng tinh bột : 26 ÷ 28%
- Thời gian sinh trưởng : 07 ÷ 08 tháng
- Chịu hạn và thích ứng rộng
II.1.3 Củ sắn
a. Cấu tạo củ sắn [6]
Củ sắn được cấu tạo từ 4 thành phần chính:
- Vỏ gỗ: Vỏ gỗ là một lớp mỏng, thành phần chủ yếu là xenluloza và Hemixenluloza, không có tinh bột và có nhiệm vụ bảo vệ củ. Vỏ gỗ chiếm 0,5 ÷ 2% trọng lượng toàn củ sắn và được loại bỏ khi chế biến.
- Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm từ 5 ÷ 8% trọng lượng củ. Vỏ cùi được cấu tạo từ những tế bào có thành là xenluloza, chứa hạt tinh bột từ 5 ÷ 8%, pectin, hợp chất chứa nitơ và dịch bào. Trong dịch bào có tanin, sắc tố, các tiền Xianhydric ở dạng Glucozit (gọi là Phazeolunatin – C10H17O6), các enzim, …Trong sản xuất tinh bột, vỏ cùi được loại bỏ.
- Thịt củ: chiếm từ 77 ÷ 94% trọng lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là các tế bào nhu mô, thành mỏng. Vỏ tế bào là xenluloza, bên trong là các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, Glucid hoà tan và các chất vi lượng. Hàm lượng tinh bột trong mô thịt củ giảm dần từ ngoài vào trong tâm củ. Ngoài ra, trong thịt củ còn có các tế bào thành cứng, không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza rất cứng, được gọi là xơ.Xơ tập trung ở đầu hay cuối củ sắn.
- Lõi củ: chiếm 0,1 ÷ 1,0% trọng lượng củ. Lõi sắn nằm ở trung tâm dọc củ, ở phần cuống lõi to nhất và nhỏ dần đến đuôi củ. Lõi cấu tạo từ Xenluloza và Hemixenluloza.
Ngoài ra, củ sắn còn có phần cuống rễ và chuôi củ. Các phần này được loại bỏ trước khi chế biến để giảm lượng tạp chất, làm cho quá trình tinh chế đơn giản hơn.
b. Thành phần hoá học của củ sắn
Thành phần hoá học của củ sắn dao động trong khoảng khá rộng, phụ thuộc vào giống, loại đất trồng, điều kiện chăm sóc, thời điểm thu hoạch. Nhìn chung, sắn củ tươi có hàm lượng ẩm tương đối cao, khoảng 70%. Hàm lượng tinh bột chiếm chủ yếu trong phần khô củ sắn. tuỳ giống sắn, hàm lượng tinh bột biến động từ 20 ÷ 40%. Nhìn chung sắn là loại củ cùng kiệt protein (1,0 ÷ 1,1%) và lipit (0,2 ÷ 1,0%), (Bảng II.1)
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1
I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực 1
1. Về sản xuất 1
b. Thị trường tinh bột sắn 2
I.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam 3
CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 5
VÀ CÁC CHẤT THẢI 5
II.1 Đặc trưng nguyên liệu 5
II.1.1. Các giống sắn truyền thống ở nước ta [1] 5
a. Sắn đắng 5
b. Sắn ngọt 5
II.1.2 Các giống sắn mới (sắn cao sản) 5
II.1.3 Củ sắn 6
a. Cấu tạo củ sắn [6] 6
b. Thành phần hoá học của củ sắn 6
II.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn 7
II.2.1 Một số loại hình công nghệ sản xuất tinh bột sắn 7
II.2.1.1 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô hộ gia đình 9
1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn bằng phương pháp thủ công truyền thống. 9
2. Mô tả công nghệ 9
II.2.1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô nhỏ bằng các thiết bị bán cơ giới. 10
2. Thuyết minh quy trình công nghệ 11
II.2.1.3 Quy trình chế biến tinh bột sắn quy mô công nghiệp 12
1. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan 13
a. Quy trình công nghệ 13
b.Thuyết minh quy trình công nghệ 14
2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc 16
a. Quy trình công nghệ 16
b. Thuyết minh quy trình công nghệ 17
II.2.2 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, năng lượng và vật tư trong sản xuất tinh bột sắn. 17
II.3 Các chất thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn 18
II.3.1 Chất thải rắn [7] 18
II.3.2 Nước thải. 19
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN XUẤT KHẨU YÊN BÌNH - TỈNH YÊN BÁI 20
1. Vị trí địa lý 20
2. Đặc điểm tự nhiên 20
3. Cơ cấu tổ chức, quản lý 21
4. Quy mô sản xuất và đặc trưng sản phẩm 21
a. Quy mô sản xuất 21
b. Đặc trưng sản phẩm 22
III.2 Hiện trạng công nghệ và thiết bị 22
III.2.1 Hiện trạng công nghệ 22
1. Sơ đồ công nghệ 23
2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất tinh bột sắn 24
III.2.2 Hiện trạng thiết bị 25
III.3 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước 25
III.3.1 Nguyên vật liệu 25
1. Nguyên liệu sắn củ 25
2. Nhu cầu vật tư bao bì 26
III.3.2 Nhiên liệu, năng lượng và nước 26
1. Cấp nước 26
2. Cấp điện 26
3. Cấp nhiệt 26
III.4 Hiện trạng môi trường 26
III.4.1 Các chất thải từ sản xuất tinh bột 26
1. Chất thải rắn 26
2. Khí thải 26
3. Nước thải 26
III.4.2 Hiện trạng xử lý nước thải 27
III.4.2.1 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy đang sử dụng 27
1. Sơ đồ công nghệ hiện hành 27
2. Mô tả công nghệ 27
III.2.2 Đề xuất công nghệ 28
1. Sơ đồ công nghệ 28
Hình III.4: Phương án đề xuất công nghệ xử lý nước thải 28
nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 28
2. Mô tả công nghệ [hình III.4] 29
CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG THIẾT BỊ XỬ LÝ YẾM KHÍ NƯỚC THẢI GIẦU CHẤT HỮU CƠ 30
IV.1 Cơ chế và tác nhân 31
IV.1.1 Cơ chế phân giải yếm khí 31
1. Giai đoạn 1: Giai đoạn thuỷ phân 31
2. Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men acid hữu cơ 32
3. Lên men tạo axit axetic 34
4. Giai đoạn metan hoá: 34
IV.1.2 Tác nhân sinh học 35
1. Tác nhân sinh học của giai đoạn thuỷ phân và lên men axit hữu cơ 35
2. Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men tạo axit axetic: [9] 35
3. Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men metan [9] 35
IV.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý yếm khí 36
IV.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 36
IV.2.2 Ảnh hưởng của pH 37
IV.2.3 Ảnh hưởng của thành phần cơ chất (tỷ lệ C/N) [10] 37
IV.2.4 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 37
1. Các ion kim loại và kim loại nặng: 37
2. Các hợp chất chứa Nitơ 38
3. Các hợp chất chứa lưu huỳnh [13] 38
IV.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng khác: 38
1. Độ oxy hoà tan: 38
2. Sản phẩm trao đổi chất. 39
3. Thời gian lưu của nước thải và tải lượng dòng vào thiết bị yếm khí 39
4. Ảnh hưởng của thế oxi hoá khử (hàm lượng H2) trong giai đoạn tạo axit axetic. 39
IV.3 Một số dạng thiết bị xử lý yếm khí điển hình 40
IV.3.1 Thiết bị yếm khí tiếp xúc 40
1. Cấu tạo: 40
2. Ưu nhược điểm 40
a. Ưu điểm 40
b. Nhược điểm 41
IV.3.2 Thiết bị yếm khí giả lỏng 41
1. Sơ đồ thiết bị: 41
2. Nguyên tắc hoạt động: 41
3. Ưu nhược điểm 41
a. Ưu điểm 41
b. Nhược điểm 41
IV.3.3 Thiết bị yếm khí dạng tháp đệm 42
1. Sơ đồ thiết bị 42
2. Nguyên tắc hoạt động 42
3. Ưu nhược điểm 42
a. Ưu điểm 42
b. Nhược điểm 42
IV.3.4 Thiết bị yếm khí hai giai đoạn 43
IV.3.5 Thiết bị UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 43
1. Sơ đồ thiết bị 43
2. Nguyên tắc hoạt động 44
CHƯƠNG V: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN THU BIOGAS 45
V.1 Mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu 45
V.1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu 45
1. Mục đích nghiên cứu 45
2. Đối tượng nghiên cứu 45
3. Nội dung nghiên cứu 45
V.1.2 Phương pháp nghiên cứu 45
1. Các phương pháp phân tích 45
a. Định lượng COD (Chemical Oxygen Demand) 45
b. Định lượng BOD5 (Bio-Chemical Oxygen Demand) 46
c. Định lượng hàm lượng chất rắn lơ lửng SS (Suspended Solids) 46
d. Định lượng tổng chất rắn TS (Total solils) 46
e. Định lượng Nitơ tổng 47
f. Định lượng phốtpho tổng: 48
h. Định lượng axit tổng (AT) 48
i. Định lượng axit bay hơi 49
k. Xác định hàm lượng CH4 thông qua CO2 49
2. Thiết bị nghiên cứu 51
a. Cấu tạo thiết bị 51
b. Nguyên tắc hoạt động 51
V.2 Kết quả nghiên cứu 52
V.2.1 Kết quả khảo sát, đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái 52
V.2.2 Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có độ ô nhiễm cao thu Biogas bằng hệ thống UASB thực nghiệm 52
V.2.2.1 Ảnh hưởng của COD dòng vào đến hiệu quả xử lý 54
V.2.2.2 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý 55
V.2..2.3 Ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý 56
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN THU BIOGAS CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN YÊN BÌNH - YÊN BÁI VỚI CÔNG SUẤT 160 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY 57
VI.1 Tính toán các thiết bị 57
VI.1.1 Song chắn rác 57
VI.1.2 Bể điều hoà 58
VI.1.3 Bể UASB 58
1. Thông số tính toán thiết kế bể UASB: 58
2. Lưu lượng dòng vào mỗi đơn nguyên 59
3. Vận tốc dòng chảy ngược trong bể UASB 59
4. Lượng bùn tạo thành 59
5. Lượng khí biogas tạo thành 60
a. Theo lý thuyết: 60
b. Theo thực nghiệm 60
6. Lượng bùn tuần hoàn 60
VI.1.4 Bể lắng sau UASB 62
VI.1.5 Hệ thống thu gom và tận thu khí sinh học 63
VI.2 Tính toán chi phí xây dựng và hiệu quả kinh tế 66
VI.2.1 Khái toán chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 66
Bảng VI.1: Khái toán chi phí xây dựng và cải tạo hệ thống 66
xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 66
VI.2.2 Hiệu quả kinh tế và xã hội 68
1. Hiệu quả kinh tế 68
2. Hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường 69
KẾT LUẬN 69
PHỤ LỤC 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
2. Hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường
Nhà máy xây dựng hệ thống xử lý nước thải thu biogas không những đem lại hiệu quả kinh tế mà còn mang lại hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường
- Hiệu quả xã hội:
Môi trường cải thiện, nhà máy có thể yên tâm sản xuất, tạo công ăn việc làm cho người dân xung quanh, góp phần xoá đói giảm cùng kiệt ở một huyện miền núi phía Bắc.
Khi dùng khí biogas sẽ giảm độc hại và bụi than cho các công nhân trong nhà máy.
- Hiệu quả bảo vệ môi trường
Giảm mùi hôi thối khó chịu và ô nhiễm môi trường
Giảm phát thải khí nhà kính do đốt than, giảm lượng CH4 phát thải trong điều kiện phân huỷ tự nhiên.
KẾT LUẬN
Trong những năm gần đây sản lượng sắn Việt Nam tăng nhanh rõ rệt. Năm 2005 nước ta có khoảng 423.800 ha trồng sắn với năng suất bình quân là 15,68 tấn/ha và sản lượng sắn củ tươi khoảng 6,65 triệu tấn, có khoảng 25 ÷ 30 % sản lượng này được chế biến công nghiệp trong gần 45 nhà máy sản xuất tinh bột sắn khác nhau. Cùng với sự phát triển của ngành chế biến nông sản, ngành sản xuất tinh bột sắn đã mang lại nhiều lợi ích cho xã hội, đặc biệt là xoá đói giảm cùng kiệt ở những vùng kinh tế chậm phát triển.
Bên cạnh những lợi ích kinh tế đó thì vấn đề ô nhiễm môi trường ở các nhà máy sản xuất tinh bột sắn đang rất được xã hội quan tâm. Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái là một nhà máy có công suất 160 tấn SP/ngày, mỗi ngày nhà máy thải ra môi trường khoảng 3200 m3 nước thải có độ ô nhiễm cao (COD = 9936 ÷ 13247 mg/l; BOD5 = 5000 ÷ 7500 mg/l; pH = 3,15 ÷ 3,50), với hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ phân huỷ sinh học, nếu không được xử lý sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường. Nên việc giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải của Nhà máy tinh bột sắn Yên Bình là một yêu cầu cấp thiết.
Đề tài “ Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn của nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình – Yên Bái “ có thể góp phần xây dựng và hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Để có được những cơ sở thực nghiệm cho thiết kế. Em đã tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột bằng hệ thống UASB thu biogas. Trong quá trình nghiên cứu nước thải đã được lấy ở cơ sở sản xuất tinh bột sắn quy mô vừa bằng các thiết bị bán cơ giới tại làng nghề Dương Liễu, Hoài Đức, Hà Tây. Kết quả bước đầu cho thấy nước thải ở các cơ sở này có đặc trưng gần giống với nước thải của nhà máy. Do thời gian hạn hẹp nên đề tài được tiến hành nghiên cứu với các ảnh hưởng sau đến hiệu quả xử lý:
- Ảnh hưởng hưởng của COD dòng vào đến hiệu quả xử lý; Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng COD dòng vào từ 6605mg/l lên 15130 mg/l thì hiệu quả xử lý và hiệu quả thu biogas tăng dần và đạt giá trị tối ưu là (YCOD = 97,64% và Ybiogas = 0,46 l/gCOD). Khi tiếp tục tăng COD dòng vào lên 15800 thì hiệu quả xử lý giảm xuống còn 93,50%; Ybiogas = 0,36 l/gCOD. Như vậy COD dòng vào tối ưu là 15130 mg/l.
- Ảnh hưởng của thời gian lưu; Thí nghiệm được tiến hành nghiên cứu ở các thời gian giảm dần với COD dòng vào khoảng 15000 ÷ 15580 mg/l để tìm được thông số tối ưu. Kết quả nghiên cứu cho thấy với thời gian lưu 52h; cho YCOD cao nhất ở 97,90% và lượng biogas thu được là 96,42 l biogas/ngày.
- Tải lượng COD có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý và hiệu quả thu biogas; trong quá trình nghiên cứu tải trọng dòng vào luôn được nâng từ 98,17 ÷ 272,66 g/ngày. Ở tải lượng 230,52 g/ngày ứng với thời gian lưu là 52h và COD dòng vào 15368 mg/l, kết quả cho thấy hiệu quả khử COD rất cao 97,90% và hiệu quả thu biogas đạt 0,42 l/gCOD. Khi tăng tải lượng lên 272,66 g/ngày, ứng với thời gian lưu 48 h thì hiệu quả thu biogas giảm đi rõ rệt 0,36 l/gCOD.
Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm sẽ cho ta các thông số tối ưu trong tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái.
+ Bể điều hoà có dung tích 150 m3 ( kích thước 10x7,5x2)
+ Hệ thống bể yếm khí UASB: Tổng diện tích là 6335 m3
Hệ thống gồm 12 đơn nguyên (dung tích mỗi bể là 540 m3; thời gian lưu nước thải là 52h.
+ Tổng chi phí xây mới và cải tạo lại các hạng mục thiết bị vật tư của nhà máy hết 2.932.000.000 VND;
+ Tuy nhiên hệ thống xử lý yếm khí hàng ngày sinh ra 17336 m3 biogas, có thể thay thế nguồn nhiên liệu than cám mà nhà máy đang sử dụng trong quá trình sấy tinh bột.
+ Lợi ích mà khí biogas từ quá trình xử lý yếm khí đã tiết kiệm cho nhà máy mỗi ngày 4.154.000 VND. Do đó nhà máy có thể hoàn vốn đầu tư cho hệ thống xử lý này trong vòng 56 tháng.
Từ kết quả nghiên cứu đến tính toán hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cho thấy Đề tài nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn của nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái hoàn toàn khả thi và đạt hiệu quả kinh tế cao.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
Cây sắn, tiếng Anh là cassava, là một trong số các loài cây có củ, trồng được ở hơn 80 quốc gia có khí hậu nhiệt đới ẩm trên thế giới. Đây là một loài cây thực phẩm năng lượng cao, dễ trồng. Đối với nhiều vùng dân cư ở miền nhiệt đới, sắn là sản phẩm chủ đạo bậc nhất nhì. Sản lượng sắn hàng năm trên thế giới khoảng 175 triệu tấn với diện tích canh tác 14,15 triệu ha và phân bố trên 80 quốc gia [1]. Ở các nước nhiệt đới, hầu hết sắn sản xuất ra được sử dụng làm thức ăn cho người, phần còn lại làm thức ăn cho gia súc và sử dụng trong công nghiệp tinh bột…Có thể nói sắn được coi là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao trong các cây có củ.
I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực
Sắn là cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước có khí hậu nhiệt đới ở châu Á, châu Phi và Mỹ La Tinh. Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến, cây sắn càng trở nên có giá trị kinh tế cao. Củ sắn chứa nhiều tinh bột, tại các nước trồng sắn trên thế giới, phần lớn sắn được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc. Một lượng không nhỏ được sử dụng trong công nghiệp như: chế biến thực phẩm, dệt may, sản xuất dung môi, cồn nhiên liệu…
Thái Lan là nước có ngành công nghệ chế biến sắn phát triển, toàn bộ sắn thu được đều được sử dụng trong công nghiệp với các sản phẩm chính là sắn lát khô, tapioca và tinh bột sắn. Trên 55% sản lượng sắn của Thái Lan được sử dụng ở dạng lát khô làm thức ăn gia súc. Trong đó 90% được xuất khẩu trực tiếp sang Châu Âu, chỉ có 10% tiêu thụ trong nội địa, mặc dù sản lượng sắn củ tươi trung bình chỉ chiếm khoảng 18 triệu tấn trên tổng sản lượng toàn cầu là 175 triệu tấn.[1]
1. Về sản xuất
Hiện nay, trên toàn thế giới, diện tích trồng sắn có khoảng 14,15 triệu ha tập trung ở châu Phi (57%), châu Á (25%) và châu Mỹ La Tinh (18%) với tổng sản lượng khoảng 175 triệu tấn/năm. Những nước trồng nhiều nhất là Brazil, Nigerria, Indonesia và Thái Lan. Ở châu Phi, sắn luôn chiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu lương thực, trung bình sắn được sử dụng tới 96 kg/người/năm. Trên thế giới mức tiêu thụ trung bình là 18 kg/người/năm. [2]
Các nước nằm ở giữa vùng ôn đới và nhiệt đới như Hàn Quốc ,Đài Loan, Trung Quốc… vụ sắn thường kéo dài, năng xuất thu hoạch bình quân từ 24 ÷ 25 tấn/ ha, với hàm lượng tinh bột từ 22 ÷ 33%.
Ở khu vực Đông Nam Á, do có khí hậu thuận lợi cho cây sắn phát triển nên diện tích cây sắn đứng thứ ba sau cây lúa và cây ngô. Tuy nhiên sản lượng sắn có xu hướng giảm dần: Năm cao nhất (1989) đạt 55 triệu tấn, năm 1994 đạt 49,1 triệu tấn, năm 1996 chỉ còn 47,8 triệu tấn, giảm 27% so với năm 1994. Nguyên nhân chính là do sản lượng sắn của Thái Lan giảm. Thái Lan là nước có sản lượng sắn cao nhất trong khu vực, từ 17,7 ÷ 19,1 triệu tấn/năm. [2]
Năm 2002 sản lượng sắn củ thế giới đạt 184 triệu tấn, trong đó ở châu Phi, đã chiếm tới 53,86% (91,1 triệu tấn), châu Á đạt 51,5 triệu tấn (~ 28%). Sản lượng sắn cao nhất thuộc về Nigeria: 33,6 triệu tấn, tiếp đến là Brazil: 23,1 triệu tấn. Nước đứng đầu châu Á về sản lượng sắn củ tươi vẫn là Thái Lan: 17,3 triệu tấn.(Bảng I.1) [3]
b. Thị trường tinh bột sắn
Tinh bột sắn là nguyên liệu chính của một số ngành công nghiệp như đã nêu ở trên, do vậy nhu cầu về tinh bột sắn ngày càng tăng, cung không đáp ứng đủ cầu. Hơn nữa một số nước xuất khẩu tinh bột sắn với số lượng lớn, hiện đang mở rộng các ngành công nghiệp sử dụng tinh bột sắn làm nguyên liệu chính. Vì vậy giá cả tinh bột sắn trên thị trường thế giới có chiều hướng gia tăng. Khoảng 85% sản lượng sắn tiêu thụ ở các nước trồng sắn (trong đó 58% được sử dụng làm lương thực, 28% làm thức ăn gia súc, 3% làm nguyên liệu cho công nghiệp), 15% sản lượng còn lại được xuất khẩu. Các nước có nhu cầu nhập khẩu tinh bột sắn với số lượng lớn như Đài Loan, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Mỹ, một số nước châu Âu và Liên Xô cũ, dưới dạng tinh bôt sắn, tapioca và sắn lát khô. [2]
Trong khu vực, Thái Lan và Indonesia vẫn là hai nước xuất khẩu mạnh các sản phẩm từ sắn. Năm 1996, xuất khẩu các sản phẩm từ sắn của Thái Lan đạt 5 triệu tấn, tăng 22% so với năm 1995, nhưng gần đây giảm 14% so với năm 1994. Theo tổ chức lương thực thế giới (FAO), năm 1997 sản xuất phục hồi ở các nước sản xuất sắn chủ yếu ở châu Á. Khả năng thu lợi nhuận từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến cho các nước xuất khẩu chủ yếu sẽ thay đổi các giống sắn truyền thống sang các giống sắn mới có năng suất và hàm lượng tinh bột cao hơn để đáp ứng nhu cầu thị trường và phục vụ con người.
BảngI.1: Sản lượng sắn củ tưoi trên Thế Giới (triệu tấn) [3]
Năm
1985
1990
1997
1999
2000
2001
2002
Thế Giới 136,6 150,0 165,3 166,7 176,7 180,8 184,0
Châu Phi 58,2 64,1 85,8 85,8 95,3 96,6 99,1
Châu Á 48,5 52,0 47,5 50,2 50,4 52,3 51,5
Châu Mỹ Latinh 29,6 33,7 31,8 30,8 31,3 31,7 33,2
Nigeria 13,2 17,6 31,0 30,4 32,0 32,6 33,6
Brazil 23,1 25,4 23,0 22,5 23,3 22,5 23,1
Thailand 19,3 21,9 19,0 20,3 19,1 18,3 17,3
Indonesia 14,0 16,3 16,0 15,4 16,1 17,1 16,7
Congo 15,0 16,0 15,4 14,9
Ghana 3,1 3,0 8,4 8,1 9,0 9,9
Ấn Độ 5,7 4,6 5,5 6,2 6,2 7,0 7,1
Tanzania 6,8 5,5 6,0 5,8 5,6 5,8
Việt Nam 1,8 2,0 2,5 3,5 3,9
I.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam
Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực có sản lượng đứng thứ hai sau cây lúa. Sản lượng sắn rất lớn góp phần cân đối lương thực, ngoài ra sắn là nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp và xuất khẩu. Với diện tích đất trồng khoảng 423.800 ha (chiếm khoảng 25 ÷ 30% diện tích đất canh tác nông nghiệp), sản lượng ước tính đạt 6,65 triệu tấn củ tươi/ năm. Sắn chiếm khoảng 35 ÷ 40% sản lượng quy ra thóc trong tổng số các cây hoa màu lương thực, khoảng 20 ÷ 25% sắn dược sử dụng trong công nghiệp, sản xuất một số sản phẩm như tinh bột, cồn, đường glucose, bánh kẹo, mì chính…, khoảng 10 ÷ 20% dùng làm lương thực, 32% làm thức ăn gia súc và khoảng 20% cho các nhu cầu khác. [4]
Từ năm 1988, công tác nghiên cứu chọn giống sắn ở Việt Nam có quan hệ chặt chẽ với CIAT. Trong suốt 18 năm qua (1988 - 2005), chương trình sắn Việt Nam đã phối hợp với CIAT chọn lọc và phát triển hai giống sắn mới KM60 và KM94 ra sản xuất. Đây là hai giống sắn có năng suất cao (25 ÷ 40 tấn/ha), có tỷ lệ tinh bột cao, thích hợp với chế biến tinh bột. Cũng từ năm 1993 trở lại đây nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn được xây dựng - cây sắn đã chuyển sang hướng sản xuất hàng hoá. Do đó các giống sắn mới đã và đang được phát triển mạnh ở cả hai miền Nam - Bắc. Việc giới thiệu và phát triển hai giống sắn mới này vào sản xuất, đã là bước đột phá trong nghề trồng sắn ở Việt Nam, đưa tổng diện tích trồng giống sắn mới toàn quốc đến nay đạt khoảng 200.000 ha (số liệu chương trình sắn Việt Nam). Đưa năng suất sắn trung bình toàn quốc đạt 15,68 tấn/ha vào năm 2005, với diện tích 423,8 nghìn ha, sản lượng đạt 6,65 triệu tấn củ tươi. So với năm 2000, diện tích tăng 1,8 lần, năng suất tăng 2 lần, sản lượng tăng 3,2 lần. Tốc độ tăng bình quân hàng năm là 16% về diện tích, 25% về năng suất và 44% về sản lượng (bảng I.2). [4]
Bảng I.2: Diện tích, năng suất sản lượng sắn ở Việt Nam [4]
Năm Diện tích
(ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng
(triệu tấn)
2003 371.700 14,07 5,23
2004 370.500 14,49 5,37
2005 423.800 15,68 6,65
Sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp ở nước ta chủ yếu tập trung ở các tỉnh phía Nam, Tây Nguyên và một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lào Cai, Yên Bái, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Hoà Bình. Hiện nay nước ta đã có khoảng 45 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công nghệ tiên tiến, trang thiết bị hiện đại và sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu ra thị trường thế giới. Một số nhà máy có sản lượng khá lớn Vedan - Đồng Nai (200 tấn SP/ngày), nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình Yên Bái: 160 tấn SP/ngày, Tân Châu và ThaiWah - Tây Ninh có sản lượng 100 tấn SP/ngày. (Bảng I.3)
BảngI.3 : Một số nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam [5]
TT Tên nhà máy Công suất
(tấn SP/ngày)
1 Nhà máy ThaiWah – Tây Ninh 100
2 Nhà máy Tân Châu – Tây Ninh 100
3 Nhà máy Vedan - Đồng Nai 200
4 Nhà máy Gia Lai 50
5 Nhà máy An Giang 60
6 Nhà máy Quảng Ngãi 50
7 Nhà máy Quảng Nam 50
8 Công ty vật tư tổng hợp Thanh Hoá 60
9 Công ty chế biến lâm nông sản Yên Bái 50
10 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình 160
11 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Lào Cai 80
12 Nhà máy tinh bột sắn Phú Thọ 50
13 Nhà máy Toàn Năng - Tây Ninh 70
14 Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Đắk Lắk 80
15 Nhà máy SXTB sắn Krong Bong - Đắk Lắk 90
16 Công ty liên doanh TAPIOCA Việt Nam 165
17 Nhà máy SXTB sắn Thừa Thiên Huế 120
Các nhà máy này đã thu mua được nguyên liệu tại chỗ, hoạt động đạt hiệu quả kinh tế cao và có xu hướng đầu tư nâng cao công suất hoạt động. Với sự phát triển mạnh mẽ của các nhà máy chế biến tinh bột sắn. Hàng năm Việt Nam hiện khoảng 4 triệu tấn sắn củ tươi, đứng hàng thứ 11 trên thế giới về sản lượng sắn. Nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng hàng thứ 3 trên thế giớí chỉ sau Thái Lan và Indonesia.
Trong chiến lược toàn cầu, cây sắn được tôn vinh là một trong những cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng đất cằn cỗi và là loại cây công nghiệp triển vọng, có khả năng cạnh tranh cao với nhiều loại cây trồng khác. Ở nước ta, cây sắn đang chuyển đổỉ nhanh chóng vai trò từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp. Sự hội nhập đang mở ra thị trường cho sắn, tạo nên những cơ hội để phát triển ngành chế biến tinh bột, tinh bột biến tính (bằng hoá chất và enzym), sản xuất sắn lát, sắn viên để xuất khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất thức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, góp phần vào sự phát triển kinh tế đất nước.
CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN
VÀ CÁC CHẤT THẢI
II.1 Đặc trưng nguyên liệu
Sắn là cây lương thực phổ biến, ưu ấm, dễ trồng và có thể sinh trưởng được ngay cả ở những nơi đất cằn cỗi. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa, tính chất thổ nhưỡng của Việt Nam, rất thích hợp cho cây sắn phát triển. Tuy nhiên, sắn chỉ được trồng tập trung nhiều nhất ở các tỉnh miền núi, trung du phía Bắc, Tây Nguyên và miền Đông Nam Bộ. Đây là một trong những loại cây màu quan trọng trong cơ cấu lương thực ở nước ta và là nguồn nguyên liệu chính cho sản xuất tinh bột. Sắn được thu hoạch tập trung vào tháng 9 đến tháng 4 năm sau.
II.1.1. Các giống sắn truyền thống ở nước ta [1]
a. Sắn đắng
Sắn đắng, còn gọi là sắn dù hay sắn say, có đặc điểm: Thân cây có màu xanh nhạt, đốt ngắn, cuống lá đỏ thẫm, vỏ gỗ màu nâu sẫm, vỏ cùi và thịt củ sắn đều có màu trắng. Sắn đắng cho năng suất cao, củ mập, nhiều tinh bột, nhiều nhựa nhưng có hàm lượng axit xyanhydric (HCN) cao. Sắn đắng không nên dùng tươi, chủ yếu được dùng để sản xuất tinh bột hay sắn cắt lát để loại độc tố.
b. Sắn ngọt
Sắn ngọt gồm các loại sắn có hàm lượng HCN thấp, có thể ăn tươi được, có hàm lượng tinh bột thấp và dễ chế biến. Các loại sắn ngọt gồm:
+ Sắn vàng (sắn nghệ): Cây non, có thân xanh thẫm, cuống lá nhỏ có sọc nhạt, vỏ gỗ màu nâu, vỏ cùi màu trắng còn thịt củ sắn màu vàng.
+ Sắn đỏ: có đặc điểm là thân cây cao, màu xanh thẫm, cuống và gân lá đỏ thẫm. Củ dài và to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu đỏ, thịt củ màu trắng.
+ Sắn trắng: có thân cao, khi non thì có màu xanh nhạt, củ ngắn và mập, vỏ gỗ xám nhạt, vỏ cùi và thịt củ màu trắng.
II.1.2 Các giống sắn mới (sắn cao sản)
Từ năm 2002 trở lại đây, cùng với sự phát triển chung của ngành sản xuất sắn trong cả nước, diện tích sắn giống mới ở miền Bắc đang phát triển mạnh mẽ, hàng loạt nhà máy chế biến tinh bột sắn và các cơ sở chế biến sắn thủ công được xây dựng, kéo theo việc phát triển các vùng nguyên liệu sắn.Quy mô diện tích đất trồng sắn đã được nâng lên. Các giống sắn truyền thống có năng suất thấp đã dần được thay thế bằng các giống sắn cao sản như: KM94, KM60…Các giống sắn này có đặc điểm sau:
+ Giống sắn KM94 [4]: Có tên dòng là MKUC28-77-3, được nhập nội từ Thái Lan (tên Kasesart 50), được chương chình sắn Việt Nam đánh giá tuyển chọn và phát triển ra sản xuất. Giống có những đặc điểm sau:
- Thân xanh, hơi cong, ngọn tím, không hay chỉ phân một cấp cành
- Tiềm năng năng suất cao : 25 ÷ 50 tấn/ha
- Tỷ lệ chất khô : 38 ÷ 40%
- Hàm lượng tinh bột : 27 ÷ 30%
- Thời gian sinh trưởng : > 8 tháng
- Ưa thâm canh và đất tốt
+ Giống sắn KM60 [4]: Tên gốc Rayong 60, nhập nội từ Thái Lan. Giống có đặc điểm sau:
- Thân xanh vàng, phân cành ngọn
- Năng suất cao từ : 25 ÷ 45 tấn/ha
- Tỷ lệ chất khô : 37 ÷ 38%
- Hàm lượng tinh bột : 26 ÷ 28%
- Thời gian sinh trưởng : 07 ÷ 08 tháng
- Chịu hạn và thích ứng rộng
II.1.3 Củ sắn
a. Cấu tạo củ sắn [6]
Củ sắn được cấu tạo từ 4 thành phần chính:
- Vỏ gỗ: Vỏ gỗ là một lớp mỏng, thành phần chủ yếu là xenluloza và Hemixenluloza, không có tinh bột và có nhiệm vụ bảo vệ củ. Vỏ gỗ chiếm 0,5 ÷ 2% trọng lượng toàn củ sắn và được loại bỏ khi chế biến.
- Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm từ 5 ÷ 8% trọng lượng củ. Vỏ cùi được cấu tạo từ những tế bào có thành là xenluloza, chứa hạt tinh bột từ 5 ÷ 8%, pectin, hợp chất chứa nitơ và dịch bào. Trong dịch bào có tanin, sắc tố, các tiền Xianhydric ở dạng Glucozit (gọi là Phazeolunatin – C10H17O6), các enzim, …Trong sản xuất tinh bột, vỏ cùi được loại bỏ.
- Thịt củ: chiếm từ 77 ÷ 94% trọng lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là các tế bào nhu mô, thành mỏng. Vỏ tế bào là xenluloza, bên trong là các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, Glucid hoà tan và các chất vi lượng. Hàm lượng tinh bột trong mô thịt củ giảm dần từ ngoài vào trong tâm củ. Ngoài ra, trong thịt củ còn có các tế bào thành cứng, không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza rất cứng, được gọi là xơ.Xơ tập trung ở đầu hay cuối củ sắn.
- Lõi củ: chiếm 0,1 ÷ 1,0% trọng lượng củ. Lõi sắn nằm ở trung tâm dọc củ, ở phần cuống lõi to nhất và nhỏ dần đến đuôi củ. Lõi cấu tạo từ Xenluloza và Hemixenluloza.
Ngoài ra, củ sắn còn có phần cuống rễ và chuôi củ. Các phần này được loại bỏ trước khi chế biến để giảm lượng tạp chất, làm cho quá trình tinh chế đơn giản hơn.
b. Thành phần hoá học của củ sắn
Thành phần hoá học của củ sắn dao động trong khoảng khá rộng, phụ thuộc vào giống, loại đất trồng, điều kiện chăm sóc, thời điểm thu hoạch. Nhìn chung, sắn củ tươi có hàm lượng ẩm tương đối cao, khoảng 70%. Hàm lượng tinh bột chiếm chủ yếu trong phần khô củ sắn. tuỳ giống sắn, hàm lượng tinh bột biến động từ 20 ÷ 40%. Nhìn chung sắn là loại củ cùng kiệt protein (1,0 ÷ 1,1%) và lipit (0,2 ÷ 1,0%), (Bảng II.1)
CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1
I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực 1
1. Về sản xuất 1
b. Thị trường tinh bột sắn 2
I.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam 3
CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 5
VÀ CÁC CHẤT THẢI 5
II.1 Đặc trưng nguyên liệu 5
II.1.1. Các giống sắn truyền thống ở nước ta [1] 5
a. Sắn đắng 5
b. Sắn ngọt 5
II.1.2 Các giống sắn mới (sắn cao sản) 5
II.1.3 Củ sắn 6
a. Cấu tạo củ sắn [6] 6
b. Thành phần hoá học của củ sắn 6
II.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn 7
II.2.1 Một số loại hình công nghệ sản xuất tinh bột sắn 7
II.2.1.1 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô hộ gia đình 9
1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn bằng phương pháp thủ công truyền thống. 9
2. Mô tả công nghệ 9
II.2.1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô nhỏ bằng các thiết bị bán cơ giới. 10
2. Thuyết minh quy trình công nghệ 11
II.2.1.3 Quy trình chế biến tinh bột sắn quy mô công nghiệp 12
1. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan 13
a. Quy trình công nghệ 13
b.Thuyết minh quy trình công nghệ 14
2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc 16
a. Quy trình công nghệ 16
b. Thuyết minh quy trình công nghệ 17
II.2.2 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, năng lượng và vật tư trong sản xuất tinh bột sắn. 17
II.3 Các chất thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn 18
II.3.1 Chất thải rắn [7] 18
II.3.2 Nước thải. 19
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN XUẤT KHẨU YÊN BÌNH - TỈNH YÊN BÁI 20
1. Vị trí địa lý 20
2. Đặc điểm tự nhiên 20
3. Cơ cấu tổ chức, quản lý 21
4. Quy mô sản xuất và đặc trưng sản phẩm 21
a. Quy mô sản xuất 21
b. Đặc trưng sản phẩm 22
III.2 Hiện trạng công nghệ và thiết bị 22
III.2.1 Hiện trạng công nghệ 22
1. Sơ đồ công nghệ 23
2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất tinh bột sắn 24
III.2.2 Hiện trạng thiết bị 25
III.3 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước 25
III.3.1 Nguyên vật liệu 25
1. Nguyên liệu sắn củ 25
2. Nhu cầu vật tư bao bì 26
III.3.2 Nhiên liệu, năng lượng và nước 26
1. Cấp nước 26
2. Cấp điện 26
3. Cấp nhiệt 26
III.4 Hiện trạng môi trường 26
III.4.1 Các chất thải từ sản xuất tinh bột 26
1. Chất thải rắn 26
2. Khí thải 26
3. Nước thải 26
III.4.2 Hiện trạng xử lý nước thải 27
III.4.2.1 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy đang sử dụng 27
1. Sơ đồ công nghệ hiện hành 27
2. Mô tả công nghệ 27
III.2.2 Đề xuất công nghệ 28
1. Sơ đồ công nghệ 28
Hình III.4: Phương án đề xuất công nghệ xử lý nước thải 28
nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 28
2. Mô tả công nghệ [hình III.4] 29
CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG THIẾT BỊ XỬ LÝ YẾM KHÍ NƯỚC THẢI GIẦU CHẤT HỮU CƠ 30
IV.1 Cơ chế và tác nhân 31
IV.1.1 Cơ chế phân giải yếm khí 31
1. Giai đoạn 1: Giai đoạn thuỷ phân 31
2. Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men acid hữu cơ 32
3. Lên men tạo axit axetic 34
4. Giai đoạn metan hoá: 34
IV.1.2 Tác nhân sinh học 35
1. Tác nhân sinh học của giai đoạn thuỷ phân và lên men axit hữu cơ 35
2. Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men tạo axit axetic: [9] 35
3. Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men metan [9] 35
IV.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý yếm khí 36
IV.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 36
IV.2.2 Ảnh hưởng của pH 37
IV.2.3 Ảnh hưởng của thành phần cơ chất (tỷ lệ C/N) [10] 37
IV.2.4 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 37
1. Các ion kim loại và kim loại nặng: 37
2. Các hợp chất chứa Nitơ 38
3. Các hợp chất chứa lưu huỳnh [13] 38
IV.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng khác: 38
1. Độ oxy hoà tan: 38
2. Sản phẩm trao đổi chất. 39
3. Thời gian lưu của nước thải và tải lượng dòng vào thiết bị yếm khí 39
4. Ảnh hưởng của thế oxi hoá khử (hàm lượng H2) trong giai đoạn tạo axit axetic. 39
IV.3 Một số dạng thiết bị xử lý yếm khí điển hình 40
IV.3.1 Thiết bị yếm khí tiếp xúc 40
1. Cấu tạo: 40
2. Ưu nhược điểm 40
a. Ưu điểm 40
b. Nhược điểm 41
IV.3.2 Thiết bị yếm khí giả lỏng 41
1. Sơ đồ thiết bị: 41
2. Nguyên tắc hoạt động: 41
3. Ưu nhược điểm 41
a. Ưu điểm 41
b. Nhược điểm 41
IV.3.3 Thiết bị yếm khí dạng tháp đệm 42
1. Sơ đồ thiết bị 42
2. Nguyên tắc hoạt động 42
3. Ưu nhược điểm 42
a. Ưu điểm 42
b. Nhược điểm 42
IV.3.4 Thiết bị yếm khí hai giai đoạn 43
IV.3.5 Thiết bị UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 43
1. Sơ đồ thiết bị 43
2. Nguyên tắc hoạt động 44
CHƯƠNG V: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN THU BIOGAS 45
V.1 Mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu 45
V.1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu 45
1. Mục đích nghiên cứu 45
2. Đối tượng nghiên cứu 45
3. Nội dung nghiên cứu 45
V.1.2 Phương pháp nghiên cứu 45
1. Các phương pháp phân tích 45
a. Định lượng COD (Chemical Oxygen Demand) 45
b. Định lượng BOD5 (Bio-Chemical Oxygen Demand) 46
c. Định lượng hàm lượng chất rắn lơ lửng SS (Suspended Solids) 46
d. Định lượng tổng chất rắn TS (Total solils) 46
e. Định lượng Nitơ tổng 47
f. Định lượng phốtpho tổng: 48
h. Định lượng axit tổng (AT) 48
i. Định lượng axit bay hơi 49
k. Xác định hàm lượng CH4 thông qua CO2 49
2. Thiết bị nghiên cứu 51
a. Cấu tạo thiết bị 51
b. Nguyên tắc hoạt động 51
V.2 Kết quả nghiên cứu 52
V.2.1 Kết quả khảo sát, đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái 52
V.2.2 Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có độ ô nhiễm cao thu Biogas bằng hệ thống UASB thực nghiệm 52
V.2.2.1 Ảnh hưởng của COD dòng vào đến hiệu quả xử lý 54
V.2.2.2 Ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý 55
V.2..2.3 Ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý 56
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN THU BIOGAS CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN YÊN BÌNH - YÊN BÁI VỚI CÔNG SUẤT 160 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY 57
VI.1 Tính toán các thiết bị 57
VI.1.1 Song chắn rác 57
VI.1.2 Bể điều hoà 58
VI.1.3 Bể UASB 58
1. Thông số tính toán thiết kế bể UASB: 58
2. Lưu lượng dòng vào mỗi đơn nguyên 59
3. Vận tốc dòng chảy ngược trong bể UASB 59
4. Lượng bùn tạo thành 59
5. Lượng khí biogas tạo thành 60
a. Theo lý thuyết: 60
b. Theo thực nghiệm 60
6. Lượng bùn tuần hoàn 60
VI.1.4 Bể lắng sau UASB 62
VI.1.5 Hệ thống thu gom và tận thu khí sinh học 63
VI.2 Tính toán chi phí xây dựng và hiệu quả kinh tế 66
VI.2.1 Khái toán chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 66
Bảng VI.1: Khái toán chi phí xây dựng và cải tạo hệ thống 66
xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình 66
VI.2.2 Hiệu quả kinh tế và xã hội 68
1. Hiệu quả kinh tế 68
2. Hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường 69
KẾT LUẬN 69
PHỤ LỤC 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
2. Hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường
Nhà máy xây dựng hệ thống xử lý nước thải thu biogas không những đem lại hiệu quả kinh tế mà còn mang lại hiệu quả xã hội và bảo vệ môi trường
- Hiệu quả xã hội:
Môi trường cải thiện, nhà máy có thể yên tâm sản xuất, tạo công ăn việc làm cho người dân xung quanh, góp phần xoá đói giảm cùng kiệt ở một huyện miền núi phía Bắc.
Khi dùng khí biogas sẽ giảm độc hại và bụi than cho các công nhân trong nhà máy.
- Hiệu quả bảo vệ môi trường
Giảm mùi hôi thối khó chịu và ô nhiễm môi trường
Giảm phát thải khí nhà kính do đốt than, giảm lượng CH4 phát thải trong điều kiện phân huỷ tự nhiên.
KẾT LUẬN
Trong những năm gần đây sản lượng sắn Việt Nam tăng nhanh rõ rệt. Năm 2005 nước ta có khoảng 423.800 ha trồng sắn với năng suất bình quân là 15,68 tấn/ha và sản lượng sắn củ tươi khoảng 6,65 triệu tấn, có khoảng 25 ÷ 30 % sản lượng này được chế biến công nghiệp trong gần 45 nhà máy sản xuất tinh bột sắn khác nhau. Cùng với sự phát triển của ngành chế biến nông sản, ngành sản xuất tinh bột sắn đã mang lại nhiều lợi ích cho xã hội, đặc biệt là xoá đói giảm cùng kiệt ở những vùng kinh tế chậm phát triển.
Bên cạnh những lợi ích kinh tế đó thì vấn đề ô nhiễm môi trường ở các nhà máy sản xuất tinh bột sắn đang rất được xã hội quan tâm. Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái là một nhà máy có công suất 160 tấn SP/ngày, mỗi ngày nhà máy thải ra môi trường khoảng 3200 m3 nước thải có độ ô nhiễm cao (COD = 9936 ÷ 13247 mg/l; BOD5 = 5000 ÷ 7500 mg/l; pH = 3,15 ÷ 3,50), với hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ phân huỷ sinh học, nếu không được xử lý sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường. Nên việc giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải của Nhà máy tinh bột sắn Yên Bình là một yêu cầu cấp thiết.
Đề tài “ Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn của nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình – Yên Bái “ có thể góp phần xây dựng và hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Để có được những cơ sở thực nghiệm cho thiết kế. Em đã tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột bằng hệ thống UASB thu biogas. Trong quá trình nghiên cứu nước thải đã được lấy ở cơ sở sản xuất tinh bột sắn quy mô vừa bằng các thiết bị bán cơ giới tại làng nghề Dương Liễu, Hoài Đức, Hà Tây. Kết quả bước đầu cho thấy nước thải ở các cơ sở này có đặc trưng gần giống với nước thải của nhà máy. Do thời gian hạn hẹp nên đề tài được tiến hành nghiên cứu với các ảnh hưởng sau đến hiệu quả xử lý:
- Ảnh hưởng hưởng của COD dòng vào đến hiệu quả xử lý; Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng COD dòng vào từ 6605mg/l lên 15130 mg/l thì hiệu quả xử lý và hiệu quả thu biogas tăng dần và đạt giá trị tối ưu là (YCOD = 97,64% và Ybiogas = 0,46 l/gCOD). Khi tiếp tục tăng COD dòng vào lên 15800 thì hiệu quả xử lý giảm xuống còn 93,50%; Ybiogas = 0,36 l/gCOD. Như vậy COD dòng vào tối ưu là 15130 mg/l.
- Ảnh hưởng của thời gian lưu; Thí nghiệm được tiến hành nghiên cứu ở các thời gian giảm dần với COD dòng vào khoảng 15000 ÷ 15580 mg/l để tìm được thông số tối ưu. Kết quả nghiên cứu cho thấy với thời gian lưu 52h; cho YCOD cao nhất ở 97,90% và lượng biogas thu được là 96,42 l biogas/ngày.
- Tải lượng COD có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý và hiệu quả thu biogas; trong quá trình nghiên cứu tải trọng dòng vào luôn được nâng từ 98,17 ÷ 272,66 g/ngày. Ở tải lượng 230,52 g/ngày ứng với thời gian lưu là 52h và COD dòng vào 15368 mg/l, kết quả cho thấy hiệu quả khử COD rất cao 97,90% và hiệu quả thu biogas đạt 0,42 l/gCOD. Khi tăng tải lượng lên 272,66 g/ngày, ứng với thời gian lưu 48 h thì hiệu quả thu biogas giảm đi rõ rệt 0,36 l/gCOD.
Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm sẽ cho ta các thông số tối ưu trong tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái.
+ Bể điều hoà có dung tích 150 m3 ( kích thước 10x7,5x2)
+ Hệ thống bể yếm khí UASB: Tổng diện tích là 6335 m3
Hệ thống gồm 12 đơn nguyên (dung tích mỗi bể là 540 m3; thời gian lưu nước thải là 52h.
+ Tổng chi phí xây mới và cải tạo lại các hạng mục thiết bị vật tư của nhà máy hết 2.932.000.000 VND;
+ Tuy nhiên hệ thống xử lý yếm khí hàng ngày sinh ra 17336 m3 biogas, có thể thay thế nguồn nhiên liệu than cám mà nhà máy đang sử dụng trong quá trình sấy tinh bột.
+ Lợi ích mà khí biogas từ quá trình xử lý yếm khí đã tiết kiệm cho nhà máy mỗi ngày 4.154.000 VND. Do đó nhà máy có thể hoàn vốn đầu tư cho hệ thống xử lý này trong vòng 56 tháng.
Từ kết quả nghiên cứu đến tính toán hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cho thấy Đề tài nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn của nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái hoàn toàn khả thi và đạt hiệu quả kinh tế cao.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: