Xử lý nước thải sản xuất mía đường: Đặc điểm ô nhiễm và giải pháp vi sinh 

Ngành sản xuất mía đường đang phát triển cùng với nhu cầu tiêu thụ đường và các sản phẩm phụ từ mía. Tuy nhiên, quá trình ép mía, làm sạch, cô đặc và vệ sinh thiết bị cũng phát sinh lượng nước thải sản xuất mía đường có hàm lượng chất hữu cơ, BOD₅, COD, TSS và các hợp chất dinh dưỡng đáng kể. Nếu không được kiểm soát, nước thải có thể gây mùi, suy giảm chất lượng nguồn tiếp nhận và tạo áp lực lớn lên hệ thống xử lý. Vì vậy, xử lý nước thải sản xuất mía đường hiệu quả đòi hỏi giải pháp phù hợp với đặc tính ô nhiễm và điều kiện vận hành thực tế. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu đặc điểm nước thải ngành mía đường và vai trò của giải pháp vi sinh trong việc nâng cao hiệu suất xử lý, ổn định hệ thống và tối ưu chi phí vận hành.

Ngành công nghiệp mía đường phát sinh nhiều nước thải.

Nguồn phát sinh nước thải sản xuất mía đường

Trong nhà máy đường, nước thải sản xuất mía đường phát sinh tại nhiều công đoạn khác nhau, từ tiếp nhận nguyên liệu, băm ép mía đến làm trong, cô đặc, kết tinh đường và vệ sinh thiết bị. Tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, mức độ tuần hoàn nước và quy mô nhà máy, lưu lượng cũng như đặc tính ô nhiễm của từng dòng nước thải sẽ có sự khác biệt. Việc xác định đúng nguồn phát sinh là cơ sở để kỹ thuật vận hành phân loại dòng thải và lựa chọn phương án xử lý phù hợp.

Nước thải từ công đoạn băm, ép mía

Trong quá trình băm, nghiền và ép mía, nước được sử dụng cho nhiều mục đích như rửa nguyên liệu, vệ sinh khu vực ép và làm mát thiết bị. Dòng thải này có thể chứa đường thất thoát, bã mía, chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng, khiến BOD₅ và COD tăng cao. Nước làm mát hoặc nước vệ sinh thiết bị cũng có nguy cơ nhiễm dầu mỡ nếu xảy ra rò rỉ từ máy móc.

Nước thải từ làm trong, cô đặc và kết tinh

Các công đoạn làm trong nước mía, gia nhiệt, cô đặc, nấu đường và kết tinh sử dụng lượng nước đáng kể để làm mát thiết bị, ngưng tụ hơi và vệ sinh hệ thống. Nước thải có thể chứa chất hữu cơ hòa tan, cặn đường, hóa chất công nghệ và nhiệt độ cao, đặc biệt khi phát sinh từ các hệ thống xả đáy hoặc vệ sinh thiết bị.

Nước thải từ vệ sinh và các hoạt động phụ trợ

Ngoài các dòng thải chính trong dây chuyền, nhà máy còn phát sinh nước từ vệ sinh nhà xưởng, thiết bị, phòng thí nghiệm và khu vực sinh hoạt của công nhân. Các dòng nước này có đặc tính ô nhiễm khác nhau và cần được thu gom, phân loại trước khi đưa vào hệ thống xử lý. Trong đó, nước vệ sinh thiết bị có thể làm gia tăng đột biến tải lượng hữu cơ hoặc hóa chất đầu vào. Vì vậy, kiểm soát lưu lượng và tải lượng ô nhiễm ngay từ nguồn là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu quả xử l

Theo tính toán lý thuyết cứ 100 kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải là 775,5 kg (đối với công ty Bourbon Gia Lai).

Đặc điểm và các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sản xuất mía đường 

Nước thải sản xuất mía đường có đặc tính ô nhiễm khá phức tạp, chủ yếu bắt nguồn từ nước rửa mía, công đoạn ép – chiết, làm trong, cô đặc, kết tinh và vệ sinh thiết bị. Thành phần ô nhiễm thay đổi theo công nghệ sản xuất và chế độ vận hành, nhưng thường nổi bật bởi tải lượng chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và các hợp chất dinh dưỡng tương đối cao.

Trong đó, BOD₅ và COD là hai chỉ tiêu quan trọng phản ánh lượng chất hữu cơ dễ phân hủy và tổng lượng chất có khả năng tiêu thụ oxy trong nước thải. Các hợp chất như glucose, sucrose và các chất hữu cơ hòa tan từ nước mía thất thoát là nguồn làm gia tăng tải lượng này. Bên cạnh đó, TSS phát sinh từ đất, bùn, xơ mía và cặn trong quá trình rửa, ép nguyên liệu.

Nước thải còn có thể chứa Nitơ, Photpho, dầu mỡ, các hợp chất vô cơ và chất màu, đặc biệt tại những công đoạn sử dụng hóa chất để làm trong hoặc xử lý màu. Một số dòng thải có nhiệt độ và pH biến động do tiếp xúc với nước nóng, hơi nước hoặc hóa chất công nghệ. Vì vậy, việc theo dõi pH, BOD₅, COD, TSS, Tổng Nitơ, Tổng Photpho và dầu mỡ là cơ sở quan trọng để kỹ thuật vận hành đánh giá tải lượng đầu vào và lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp.

Bảng 1: Một số thông số ô nhiễm nước thải mía đường và quy chuẩn xả thải.

Các phương pháp xử lý nước thải sản xuất mía đường phổ biến và hiệu quả

Để xử lý nước thải sản xuất mía đường đạt hiệu quả ổn định, hệ thống thường được thiết kế theo nhiều công đoạn kết hợp nhằm kiểm soát đồng thời chất rắn, chất hữu cơ và các hợp chất dinh dưỡng. Tùy đặc tính nước thải và quy mô nhà máy, kỹ thuật vận hành có thể áp dụng ba nhóm phương pháp chính:

Phương pháp cơ học

Đây là bước tiền xử lý nhằm loại bỏ rác, xơ mía, cặn thô và chất rắn có kích thước lớn. Các công trình thường gồm song chắn rác, lưới lọc, bể lắng cát, bể điều hòa và bể lắng. Việc giảm TSS và ổn định lưu lượng ngay từ đầu giúp hạn chế tình trạng quá tải cho các công đoạn xử lý phía sau.

Phương pháp hóa lý

Phương pháp hóa lý được sử dụng khi nước thải cần kiểm soát pH, màu hoặc các chất khó xử lý bằng phương pháp sinh học. Một số kỹ thuật phổ biến gồm trung hòa, keo tụ – tạo bông, hấp phụ và trao đổi ion. Việc lựa chọn hóa chất và liều lượng cần dựa trên kết quả phân tích nước thải thực tế để tránh gia tăng chi phí vận hành.

Phương pháp sinh học

Đây là công đoạn quan trọng trong xử lý nước thải sản xuất mía đường, sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ. Tùy thiết kế hệ thống, có thể kết hợp công trình hiếu khí, thiếu khí hoặc kỵ khí.

Trong giai đoạn này, việc bổ sung men vi sinh FUGREEN MIC305 có thể hỗ trợ tăng cường quần thể vi sinh, thúc đẩy phân hủy chất hữu cơ và cải thiện độ ổn định của hệ thống. Khi được sử dụng đúng liều lượng và điều kiện vận hành, chế phẩm góp phần nâng cao hiệu suất xử lý BOD₅, COD, rút ngắn thời gian phục hồi hệ vi sinh và tối ưu chi phí vận hành.

Hệ thống xử lý nước thải sản xuất mía đường của bạn đang gặp vấn đề khó xử lý hoặc muốn tăng hiệu suất xử lý, hãy liên hệ ngay cho FUGREEN theo HOTLINE 1900 561 504 để được tư vấn hỗ trợ tốt hơn.