Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện hoài đức, hà nội

Nước thải sản xuất tinh bột sắn tại các làng nghề có pH rất thấp 2,6 – 4,6, chỉ có 2 mẫu có pH trên 5,5. Hàm lượng chất rắn lơ lửng và COD cao gấp hàng chục lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Giá trị hàm lượng chất rắn lơ lửng SS cao gấp 12 83 lần, hàm lượng COD vượt quá từ 20 – 67 lần; tổng nitơ và tổng photpho vượt lần lượt 2,5 – 7,5 lần và 2 – 7,6 lần so với QCVN 40:2011BTNMT (cột B) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. Các kết quả thu được cũng khá phù hợp với kết quả của các nghiên cứu trước đây về đặc tính nước thải sản xuất tinh bột sắn như nghiên cứu của Huỳnh Ngọc Phương Mai (2006), Nguyễn Thị Sơn và cộng sự (2006)…Các loại nước thải phát sinh trong khu vực làng nghề:•Rửa, bóc vỏ, tách bã,: chứa một hàm lượng lớn cyanua, alkaloid, antoxian, xenluloza. Đây là nguồn thải lớn, thường dao động trong khoảng 4,5 5 m3tấn nguyên liệu, có chứa COD dao động từ 3 – 10glít.•Rửa bột, lắng tách bột: nước thải chứa tinh bột, xenluloza, protein thực vật, khoảng 2m3tấn nguyên liệu có COD rất cao, trung bình 40gl, pH dao động 3,0 5,5.•Rửa máy móc, thiết bị, vệ sinh nhà xưởng: có chứa dầu máy, SS, BOD.•Nước thải sinh hoạt (bao gồm nước thải từ nhà bếp, nhà tắm, nhà vệ sinh) chứa các chất cặn bã, SS, BOD, COD, các chất dinh dưỡng (N, P) và vi sinh vật. Nước thải sinh hoạt hầu hết đều được thải tập trung với nước thải sản xuất.•Nước mưa chảy tràn qua khu vực sản xuất cuốn theo các chất cặn bã, rác, bụi.Toàn bộ lượng nước thải đều chưa qua xử lý, được xả thải vào hệ thống kênh tiêu T2, T5, T3A, T3B, T26 rồi đổ vào sông Đáy, sông Nhuệ. Mặc dù được bố trí khá hợp lý về mật độ và vị trí nhưng không được tu bổ, nạo vét thường xuyên nên nhiều đoạn kênh tiêu nước bị lấp đầy rác, gây ứ tắc trầm trọng. Đặc biệt là vào vụ sản xuất chính (cuối tháng 8 năm trước đến tháng đầu tháng 4 năm sau), lượng nước thải lên đến khoảng 6000 8000 m3ngày đêm. Các cống thoát nước quanh khu vực dân cư, khu vực sản xuất thì nhỏ, nông, không có nắp đậy, không đủ sức chứa nước thải, chảy tràn ra cả đường đi, ứ đọng bốc mùi hôi thối, khó chịu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.Mô hình lên men mêtan xử lý nước thải tinh bột sắn được đặt tại công ty cổ phần thực phẩm Minh Dương, xã Cát Quế, Hoài Đức, Hà Nội. Đây là mô hình được hợp tác nghiên cứu giữa phòng Công Nghệ Khai Thác Chế Biến Tài Nguyên Thiên Nhiên, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên và công ty Kansai – Nhật Bản.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đưa ra được dựa theo dự án nghiên cứu xử lý nước thải phù hợp với quy mô làng nghề vừa và nhỏ của Phòng Công nghệ khai thác chế biến tài nguyên thiên nhiên Viện Hóa Học các hợp chất thiên nhiênQuá trình xử lý nước thải được chia làm 3 giai đoạn:•Giai đoạn 1: Nước thải được đưa vào bể mêtan thể tích 12m3, bể được khuấy trộn liên tục. Tại bể này diễn ra quá trình lên men sinh khí mêtan, khí sinh ra được qua tháp hấp phụ khí H2S bằng phoi sắt và dẫn tới bể chứa khí để làm nguyên liệu cho phát điện.•Giai đoạn 2: Xử lý bùn thải. Bùn thải ra khỏi bể mêtan được tách nước và ép khô làm phân bón cho nông nghiệp.•Giai đoạn 3: Nước thải sau khi ép bùn được đưa vào hệ thống xử lý nước thải (hệ này còn được gọi là Johkasou) để xử lý tiếp. Nước thải sau khi ra khỏi hệ Johkasou đạt tiêu chuẩn xả thải và được thải ra môi trường.Kết quả nghiên cứu lựa chọn chế độ khởi động cho thiết bị lên men mêtan cho thấy việc sử dụng phân bò sữa làm mầm kị khí phù hợp với quá trình lên men mêtan nước thải tinh bột sắn.Sau quá trình khởi động với mầm kị khí là phân bò sữa đã cho kết quả tốt, chúng tôi tiếp tục vận hành hệ với nước thải tinh bột sắn có với các tải lượng 1,3 – 2,8 kgCODm3ngày. Nước thải được bơm từ bể chứa vào hệ kị khí có hàm lượng COD 42,308 gl, lưu lượng nước thải đầu vàora: 0,4 – 0,8m3ngày.Trong suốt quá trình nghiên cứu hàm lượng VFA dao động trong khoảng 220 – 350, trung bình là 307 mgl cao nhất là tới 380 mgl của tải lượng 1,3 ; 2,1 kg CODm3ngày. Với khoảng này của axit béo dễ bay hơi (VFA) thì trong hệ mà không có khả năng đệm tốt thì pH sẽ bị giảm nhanh sau vài ngày. Tuy nhiên độ kiềm tổng của hai tải lượng trên dao động chủ yếu trong khoảng từ 7500 9500 mg CaCO3l nên đã trung hòa bớt được lượng axit yếu sinh ra trong quá trình thủy phân. Do đó pH của tải lượng 1,3 và 2,1 kgCODm3ngày chỉ luôn dao động xung quanh 7,4 7,5. Với khoảng pH như thế này là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sinh mêtan hoạt động, % CH4 của tải lượng 2,1 kg CODm3ngày đã đạt tới 61,25%. Tại tải lượng 2,8 kg CODm3ngày, VFA dao động tăng dần, cao nhất gần 600mgl, đây là dấu hiệu cho thấy khả năng thủy phân trong hệ khí đạt cao nhất, có khả năng gây mất tính đệm. Và pH tại đây giảm xuống từ 7,5 xuống tới 6,9 và dao động từ 6,9 – 6,7. Do đó lượng biogas sinh ra ít dần, trung bình đạt gần 4m3ngày.Khả năng hoạt động tốt nhất của hệ vi sinh kị khí trong bể đối với tải lượng 2,1 kgCODm3ngày với lượng khí trung bình hàng ngày đạt được 16,4 m3ngày, gấp 1,15 lần so với tải lượng 1,3 kg CODm3ngày, gấp 4,2 lần so với tải lượng 2,8 kg CODm3ngày. Nồng độ % CH4 trung bình đạt 61,25% , 55,78%; 40,04 % tương ứng với tải lượng 2,1; 1,3 và 2,8 kg CODm3ngày.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Chương 1 – TỔNG QUAN 3

1.1 Khái quát về làng nghề và hiện trạng môi trường làng nghề 3

1.1.1 Khái niệm làng nghề 3

1.1.2 Phân loại làng nghề 3

1.1.3 Hiện trạng môi trường làng nghề 4

1.2 Vai trò của làng nghề đối với kinh tế nông thôn 6

1.3 Làng nghề chế biến tinh bột sắn 7

1.4 Công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ cao 12

1.4.1 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí 12

1.4.2 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí 13

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học 19

1.5 Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh bột sắn trên thế giới và Việt Nam: 23

1.5.1 Các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh bột sắn trên thế giới: 23

1.5.2 Các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh bột sắn ở Việt Nam: 28

2 Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 30

2.1.1 Vị trí địa lý: 30

2.1.2 Địa hình, khí hậu: 31

2.1.3 Điều kiện kinh tế-xã hội: 32

2.1.4 Hiện trạng sản xuất 34

2.2 Phương pháp nghiên cứu 35

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 35

2.2.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế 35

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 36

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 36

3 Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Kết quả khảo sát hiện trạng nước thải và quản lý nước thải tại làng nghề Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế- Hoài Đức- Hà Nội 37

3.1.1 Kết quả khảo sát hiện trạng nước thải 37

3.1.2 Tình hình quản lý nước thải tại khu vực làng nghề 39

3.2 Kết quả theo dõi mô hình ứng dụng công nghệ mêtan để xử lý nước thải tinh bột sắn .41

3.2.1 Mô hình công nghệ xử lý nước thải tinh bột sắn tại Cát Quế 41

3.2.2 Nghiên cứu lựa chọn chế độ khởi động thiết bị lên men 42

3.2.3 Nghiên cứu chế độ vận hành thiết bị lên men 45

3.2.4 Kết quả xử lý sau quá trình thực nghiệm 50

3.3 Đề xuất các giải pháp phù hợp để áp dụng công nghệ lên men mêtan xử lý nước thải hộ sản xuất của làng nghề 52

4 Kết luận và kiến nghị 55

Kết luận 55

Kiến nghị 56

5 Tài liệu tham khảo 57

6 Phụ lục 63

Danh mục bảng

Bảng 1.1 Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn 10

Bảng 1.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết 20

Bảng 1.3 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lên men mêtan với một số loại nước thải chế biến thực phẩm 26

Bảng 1.4 So sánh hiệu quả xử lý nước thải của các hệ thống thiết bị kị khí được vận hành ở Thái Lan 28

Bảng 3.1 Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn của 3 làng nghề Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế, Hà Nội 37

Bảng 3.2 Thông số trong quá trình làm thực nghiệm 45

Bảng 3.3 Thể tích khí biogas sinh ra hàng ngày và hiệu suất sinh khí mêtan qua các giai đoạn thí nghiệm 49

Bảng 3.4 Kết quả xử lý sau quá trình thực nghiệm 51

Danh mục đồ thị Đồ thị 3.1 Ảnh hưởng giữa pH và lượng biogas sinh ra với mầm bùn kị khí nhà máy bia .43

Đồ thị 3.2 Mối liên hệ giữa pH và hàm lượng biogas với mầm là phân bò sữa 44

Đồ thị 3.3 Mối liên hệ độ kiềm và VFA 44

Đồ thị 3.4 Mối liên hệ giữa pH và VFA 46

Đồ thị 3.5 Mối liên hệ giữa độ kiềm tổng và VFA 47

Đồ thị 3.6 Hiệu suất xử lý COD sau hệ kị khí 48

Đồ thị 3.7 Thể tích biogas sinh ra với nồng độ % CH4 50

Đồ thị 3.8 Thể tích khí sinh ra hàng ngày 50

Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn 8

Hình 1.2 Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí 13

Hình 1.3 Quy trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ 14Hình 1.4 Bể UASB 18Hình 1.5 Bể CIGAR 19Hình 1.6 Các ngành công nghiệp sử dụng công nghệ kị khí xử lý nước thải và các thiết bịđược sử dụng 24Hình 2.1 Sơ đồ vị trí 3 xã Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế, huyện Hoài Đức, Hà Nội 30Hình 3.1 Toàn cảnh hệ thống xử lý nước thải làng nghề qui mô vừa và nhỏ đặt tại CátQuế 41

MỞ ĐẦU

Làng nghề ở nước ta đã ra đời từ rất lâu và cho đến nay làng nghề ngàycàng phát triển góp phần đáng kể vào phát triển kinh tế xã hội của đất nước Sựphát triển của làng nghề đã góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế nông nghiệp nôngthôn, giải quyết công ăn việc làm lúc nông nhàn, tăng thu nhập, nâng cao đời sốngvật chất cho người dân địa phương Theo “Báo cáo thực hiện chính sách, pháp luật

về môi trường tại các khu kinh tế, làng nghề” của Sở Công thương, tại Hà Nội cáclàng nghề đã giải quyết việc làm cho gần 630.000 lao động bao gồm cả lao độngđịa phương và lao động du nhập Tính đến nay, Hà Nội có 1.350 làng nghề và làng

có nghề, trong đó 281 làng nghề đã được UBND thành phố công nhận theo tiêuchí mới Năm 2012, giá trị sản xuất của làng nghề đạt khoảng 10.582 tỷ đồng,chiếm 8,3% tổng giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp của thànhphố

Ba xã Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội là

ba làng nghề nằm trong trọng điểm chế biến nông sản thực phẩm của Hà Nội Trongnhững năm vừa qua, quy mô và sản lượng sản xuất của các làng nghề không ngừngtăng, tạo ra khối lượng sản phẩm và lượng doanh thu lớn tạo công ăn việc làm chohàng nghìn lao động địa phương, không những tạo công ăn việc làm cho lao độngđịa phương mà còn cho lao động từ các tỉnh như Phú Thọ, Vĩnh Phúc…; đời sốngnhân dân không ngừng được cải thiện, bộ mặt nông thôn ngày một đổi mới Ở xãMinh Khai, số hộ giàu, hộ khá có thu nhập hàng trăm triệu đồng 1 năm chiếm đến50%, hộ nghèo (theo tiêu chí mới) còn 46 hộ chiếm 4,71% tổng số hộ, không có hộđói

Tuy nhiên, do đặc trưng loại hình sản xuất chính là chế biến tinh bột sắn,miến, bún, với hàng trăm nghìn tấn chất thải rắn và đặc biệt là hàng triệu mét khốinước thải lớn, ba làng nghề đang là “thủ phạm” chính cho vấn đề ô nhiễm môitrường của huyện Hoài Đức, gây nên các bức xúc không chỉ đối các dân cư trongvùng mà cả trong toàn huyện Hoài Đức

Ngành sản xuất tinh bột sắn là một trong những ngành công nghiệp tiêu thụnhiều nước và năng lượng Vì vậy, hàng năm lượng nước xả thải ra môi trường

của ngành này khá lớn, nước thải chứa nhiều các chất hữu cơ như tinh bột, protein,xenluloza, pectin, đường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không cóbiện pháp xử lý hiệu quả Tuy nhiên trong thành phần nước thải tổng hợp có chứahàm lượng lớn các chất dinh dưỡng N, P và các chất hữu cơ có thể được tận dụng

và thu hồi thông qua quá trình xử lý bằng chuyển hóa sinh học nguồn thải hữu cơ

và tận dụng sinh khối thải chuyển thành khí nhiên liệu biogas cung cấp năng lượngcho nhu cầu tiêu thụ năng lượng của các hộ gia đình, nước thải sau xử lý các mức

có thể tận thu như nguồn dưỡng chất để bón ruộng, hoặc xử lý các mức tiếp theođạt tiêu chuẩn xả thải QCVN40-2011 khi xả trực tiếp vào nguồn nước tiếp nhận.Khí sinh học thu được góp phần giảm thiểu ô nhiễm nước, hạn chế khai thác nhiênliệu không tái tạo, và giảm phát thải các khí, chủ động trong việc ứng phó vớibiến đổi khí hậu trong xu thế chung của thế giới hiện nay

Ở Việt nam bước đầu đã có một số nghiên cứu khả quan về xử lý nước thảingành tinh bột sắn theo xu thế trên nhưng nhìn chung mới là bước đầu và chưa đạthiệu quả cao

Vì vậy, học viên đã chọn đề tài : “Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và côngnghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh bột sắn của một số làng nghề thuộchuyện Hoài Đức, Hà Nội” với nội dung gồm:

- Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải làng nghề Minh Khai, Dương Liễu,Cát Quế

- Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến quá trình sinh khí trong bểmêtan, bước đầu tính toán kiểm tra các thông số thiết kế, vận hành

- Bước đầu đề xuất mô hình ứng dụng công nghệ mêtan vào xử lí nước thảilàng nghề

 Khái quát về làng nghề và hiện trạng môi trường làng nghề

 Khái niệm làng nghề

Từ xa xưa, người nông dân Việt Nam đã biết sử dụng thời gian nông nhàn

để sản xuất những sản phẩm thủ công, phi nông nghiệp phục vụ cho nhu cầu đờisống như: các công cụ lao động nông nghiệp, giấy, lụa, vải, thực phẩm qua chếbiến… Các nghề này được lưu truyền và mở rộng qua nhiều thế hệ, dẫn đến nhiều

hộ dân có thể cùng sản xuất một loại sản phẩm Bên cạnh những người chuyênlàm nghề, đa phần lao động vừa sản xuất nông nghiệp, vừa làm nghề, hoặc làmthuê (nghề phụ) Nhưng do nhu cầu trao đổi hàng hóa, các nghề mang tính chấtchuyên môn sâu hơn, được cải tiến kỹ thuật hơn và thường được giới hạn trongquy mô nhỏ (làng), dần dần tách hẳn nông nghiệp để chuyển hẳn sang nghề thủcông Như vậy, làng nghề đã xuất hiện

Có thể hiểu làng nghề “là làng nông thôn Việt Nam có ngành nghề tiểu thủcông nghiệp, phi nông nghiệp chiếm ưu thế về số lao động và thu nhập so với nghềnông”[6]

 Phân loại làng nghề

Làng nghề với những hoạt động và phát triển đã có những tác động tíchcực và tiêu cực đến nền kinh tế, đời sống xã hội và môi trường với những nét đặcthù rất đa dạng Vấn đề phát triển và môi trường của các làng nghề hiện nay đang

có nhiều bất cập và đang được chú ý nghiên cứu Muốn có được những kết quảnghiên cứu xác thực, đúng đắn và có thể quản lý tốt các làng nghề thì cần có sựnhìn nhận theo nhiều khía cạnh, nhiều góc độ khác nhau đối với làng nghề Bởivậy, hệ thống phân loại các làng nghề dựa trên các số liệu thông tin điều tra, khảosát là cơ sở khoa học cho nghiên cứu, quản lý hoạt động sản xuất cũng như việcquản lý, bảo vệ môi trường làng nghề Cách phân loại làng nghề phổ biến nhất

là phân theo loại hình sản xuất, loại hình sản phẩm Theo cách này có thểphân thành 6 nhóm ngành sản xuất gồm:

+ Ươm tơ, dệt vải và may đồ da.

+ Chế biến lương thực thực phẩm, dược liệu

+ Tái chế phế liệu (giấy, nhựa, kim loại…)

+ Thủ công mỹ nghệ, thêu ren

+ Vật liệu xây dựng, khai thác và chế tác đá

+ Nghề khác (mộc gia dụng, cơ khí nhỏ, đóng thuyền, quạt giấy, đan vó, lưới ) Ngoài ra còn có thể phân loại theo quy mô sản xuất (lớn, nhỏ, trung bình);phân loại theo nguồn thải và mức độ ô nhiễm; theo lịch sử phát triển; theo mức độ

sử dụng nguyên liệu, theo thị trường tiêu thụ sản phẩm hoặc theo tiềm năng tồn tại

và phát triển…

 Hiện trạng môi trường làng nghề

Vấn đề môi trường mà các làng nghề đang phải đối mặt không chỉ giới hạn

ở trong phạm vi các làng nghề mà còn ảnh hưởng đến người dân ở vùng lân cận.Theo Báo cáo môi trường quốc gia năm 2008 với chủ đề "Môi trường làng nghềViệt Nam", hiện nay “hầu hết các làng nghề ở Việt Nam đều bị ô nhiễm môitrường (trừ các làng nghề không sản xuất hoặc dùng các nguyên liệu không gây ônhiễm như thêu, may ) Chất lượng môi trường tại hầu hết các làng nghề đềukhông đạt tiêu chuẩn khiến người lao động phải tiếp xúc với các nguy cơ gây hạicho sức khỏe, trong đó 95% là từ bụi; 85,9% từ nhiệt và 59,6% từ hóa chất Kếtquả khảo sát 52 làng nghề cho thấy, 46% làng nghề có môi trường bị ô nhiễm nặng

ở cả 3 dạng; 27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ”[5]

Tình trạng ô nhiễm môi trường ở các làng nghề xảy ra ở mấy loại phổ biến sauđây:

- Ô nhiễm nước: ở Việt Nam, các làng nghề chưa có hệ thống xử lý nướcthải công nghiệp, nước thải được đổ trực tiếp ra hệ thống kênh rạch chung hoặc rasông Nguyên nhân gây ô nhiễm nước chủ yếu là quá trình xử lý công nghiệp như:chế biến lương thực thực phẩm, mây tre, dệt, in, nung nấu kim loại, tẩy giấy vànhuộm… Thường thì nước thải ra bị nhiễm màu nặng và gây ra hiện tượng đổimàu đối với dòng sông nhận nước thải, có mùi rất khó chịu Hơn nữa là sự vượt

quá TCCP đối với các hàm lượng BOD, COD, SS, và coliform, các kim loạinặng… ở cả nước mặt và nước ngầm, làm chết các sinh vật thủy sinh và chứa cácmầm bệnh nguy hại cho con người.

- Ô nhiễm không khí gây bụi, ồn và nóng do sử dụng than và củi chủ yếutrong sản xuất vật liệu xây dựng và sản xuất gốm sứ

- Ô nhiễm chất thải rắn do tái chế nguyên liệu (giấy, nhựa, kim loại…) hoặc

do bã thải của các loại thực phẩm (sắn, dong), các loại rác thải thông thường:nhựa, túi nilon, giấy, hộp, vỏ lon, kim loại và các loại rác thải khác thường được

đổ ra bất kỳ dòng nước hoặc khu đất trống nào Làm cho nước ngầm và đất bị ônhiễm các chất hóa học độc hại, ảnh hưởng tới sức khỏe của con người

Trong Báo Nhân dân ngày 23/6/2005, GS.TS Đặng Kim Chi đã cảnh báo

"100% mẫu nước thải ở các làng nghề được khảo sát có thông số vượt tiêu chuẩncho phép Môi trường không khí bị ô nhiễm có tính cục bộ tại nơi trực tiếp sảnxuất, nhất là ô nhiễm bụi vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) và ô nhiễm do sử dụngnhiên liệu than củi Tỉ lệ người dân làng nghề mắc bệnh cao hơn các làng thuầnnông, thường gặp ở các bệnh về đường hô hấp, đau mắt, bệnh đường ruột, bệnhngoài da Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện nay đang bị ô nhiễm nặng;nhiều ruộng lúa, cây trồng bị giảm năng suất do ô nhiễm không khí từ làng nghề"

Hà Nội là một trong những thành phố có nhiều làng nghề nhất cả nước Sau khi

mở rộng (2008), Hà Nội có tổng cộng 1.275 làng nghề, trong đó có 226 làng nghềđược UBND thành phố công nhận theo các tiêu chí làng nghề, với nhiều loại hình sảnxuất khác nhau, từ chế biến lương thực, thực phẩm; chăn nuôi, giết mổ; dệt nhuộm,ươm tơ, thuộc da đến sản xuất vật liệu xây dựng, khai thác đá; tái chế phế liệu; thủcông mỹ nghệ Trong số này, làng nghề thủ công mỹ nghệ chiếm 53% với 135 làngnghề, tiếp đó là làng nghề dệt nhuộm đồ da chiếm 23% với 59 làng nghề, làng nghềchế biến lương thực, thực phẩm chiếm 16,9% với 43 làng nghề Hiện nay, phần lớnlượng nước thải từ các làng nghề này được xả thẳng ra sông Nhuệ, sông Đáy mà chưaqua xử lí khiến các con sông này đang bị ô nhiễm nghiêm trọng Chưa kể đến một

lượng rác thải, bã thải lớn từ các làng nghề không thể thu gom và xử lý kịp, nhiều làngnghề rác thải đổ bừa bãi ven đường đi và các khu đất trống [2].

Tình trạng ô nhiễm môi trường như trên đã ảnh hưởng ngày càng nghiêmtrọng đến sức khỏe của cộng đồng, nhất là những người tham gia sản xuất, sinhsống tại các làng nghề và các vùng lân cận

Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2008 cho thấy, tại nhiều làng nghề, tỉ lệngười mắc bệnh (đặc biệt là nhóm người trong độ tuổi lao động) đang có xu hướnggia tăng Tuổi thọ trung bình của người dân tại các làng nghề ngày càng giảm, thấphơn 10 năm so với làng không làm nghề Ở các làng tái chế kim loại, tỉ lệ ngườimắc bệnh ung thư, thần kinh rất phổ biến, nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là do sựphát thải khí độc, nhiệt cao và bụi kim loại từ các cơ sở sản xuất

Tại các làng sản xuất kim loại, tỉ lệ người mắc các bệnh liên quan đến thầnkinh, hô hấp, ngoài da, điếc và ung thư chiếm tới 60% dân số Tại các làng nghềchế biến nông sản thực phẩm, bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13 – 38%), bệnh vềđường tiêu hóa (8 – 30%), bệnh viêm da (4,5 - 23%), bệnh đường hô hấp (6 -18%), bệnh đau mắt (9 – 15%) Tỉ lệ mắc bệnh nghề nghiệp ở làng nghề DươngLiễu 70%, làng bún Phú Đô là 50% [19]

Một trong những nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm kể trên là do các cơ

sở sản xuất kinh doanh ở các làng nghề còn manh mún, nhỏ lẻ, phân tán, phát triển

tự phát, không đủ vốn và không có công nghệ xử lý chất thải Bên cạnh đó, ý thứccủa chính người dân làm nghề cũng chưa tự giác trong việc thu gom, xử lý chấtthải Nếu không có các giải pháp ngăn chặn kịp thời thì tổn thất đối với toàn xã hộisẽ ngày càng lớn, vượt xa giá trị kinh tế mà các làng nghề đem lại như hiện nay

 Vai trò của làng nghề đối với kinh tế nông thôn

Với hơn 2000 làng nghề trong cả nước, gồm 11 nhóm ngành nghề, sử dụnghơn 10 triệu lao động, đóng góp hơn 40 ngàn tỷ đồng cho thu nhập quốc gia… cáclàng nghề truyền thống đã và đang đóng một vai trò quan trọng đối với sự pháttriển kinh tế xã hội Việt Nam, đặc biệt là khu vực kinh tế nông thôn:

- Sản xuất tiểu thủ công nghiệp tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú vớigiá thành rẻ Các nghề truyền thống chủ yếu sử dụng các nguyên liệu sẵn có trongnước, vốn là các tài nguyên thiên nhiên điển hình của miền nhiệt đới: tre nứa, gỗ,

tơ tằm, các sản phẩm của nông nghiệp nhiệt đới (lúa gạo, hoa quả, ngô, khoai,sắn…), các loại vật liệu xây dựng…

- Mặt khác, sản phẩm từ các làng nghề không chỉ đáp ứng các thị trườngtrong nước với các mức độ nhu cầu khác nhau mà còn xuất khẩu sang các thịtrường nước bạn với nhiều mặt hàng phong phú, có giá trị cao Trong đó, điểnhình nhất là các mặt hàng thủ công mỹ nghệ (hiện nay, mặt hàng này xuất khẩu đạtgiá trị gần 1 tỷ USD/năm) Giá trị hàng hóa từ các làng nghề hàng năm đóng gópcho nền kinh tế quốc dân từ 40 – 50 ngàn tỷ đồng Góp phần chuyển dịch cơ cấukinh tế, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa nông thôn

- Đặc biệt, phát triển các nghề truyền thống đang góp phần giải quyết công

ăn việc làm cho hơn 11 triệu lao động chuyên và hàng ngàn lao động nông nhàn ởnông thôn, góp phần nâng cao thu nhập cho người dân

- Hơn nữa, nhiều làng nghề hiện nay có xu hướng phát triển theo hướngphục vụ các dịch vụ du lịch Đây là hướng đi mới nhưng phù hợp với thời đạihiện nay và mang lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời có thể giảm thiểu tìnhtrạng ô nhiễm môi trường, nâng đời sống vật chất và tinh thần cho người dân,phục vụ mục tiêu phát triển bền vững

 Làng nghề chế biến tinh bột sắn

Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới, sauIndonesia và Thái Lan Cả nước có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn ở qui môlớn, công suất 50 - 200 tấn tinh bột sắn/ ngày và trên 4.000 cơ sở chế biến thủcông Tổng công suất của các nhà máy chế biến sắn quy mô công nghiệp đã vàđang xây dựng có khả năng chế biến được 40% sản lượng sắn cả nước

Quá trình chế biến tinh bột sắn cần sử dụng một lượng lớn nước chủ yếucho quá trình rửa và lọc Lượng nước thải ra trung bình 15 m3 khi sản xuất 1 tấnsắn tươi Sau khi lọc bột sắn được sấy khô bằng không khí nóng để giảm lượng

nước từ 35 - 40% xuống 11 - 13% Quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng Thôngthường nhu cầu năng lượng điện và năng lượng nhiệt cho 1 kg sản phẩm là 0,320 –0,939 MJ và 1,141 - 2,749 MJ tương đương 25% và 75% tổng năng lượng [7].

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn

+ Rửa - bóc vỏ: là công đoạn làm sạch nguyên liệu, đồng thời loại bỏ lớp

vỏ

Quá trình rửa nguyên liệu được thực hiện nhờ thiết bị rửa hình trống quayhoặc máy rửa có guồng Máy rửa hình trống quay, gồm một buồng hình trụ mở,được bọc bằng mắt lưới thô, quay với tốc độ 10 ÷ 15 vòng/phút Thiết bị làm việcgián đoạn theo mẻ, nguyên liệu được cho vào lồng Khi lồng quay nước được tướivào trong suốt quá trình nhờ bộ phận phân phối nước Khi lồng quay các củ sắn

chuyển động trong lồng va chạm vào nhau và va chạm vào thành lồng, do đó đấtcát và vỏ được tách ra [1,5,16].

Sau khi bóc vỏ, củ sắn thường được ngâm trong máng nước để loại bỏ cácchất hoà tan trong nguyên liệu như: độc tố, sắc tố, tanin,…

+ Nghiền: Sau khi ngâm, sắn được đưa vào thiết bị nghiền thành bột nhão,

phá vỡ tế bào củ và giải phóng tinh bột Bột nhão sau nghiền gồm tinh bột, xơ vàcác chất hoà tan như đường, chất khoáng, protein, enzym và các vitamin [1,5,16]

+ Lọc thô: là công đoạn quan trọng, phải sử dụng nhiều nước có thể lọc

thủ công hoặc dùng máy lọc

- Lọc thủ công dùng lưới lọc, bột nhão được trộn đều trong nước, được chà

và lọc trên khung lọc, dịch bột lọc chảy qua lưới lọc vào bể còn bã sắn ở trên đượclọc lần 2 để tận thu tinh bột

- Máy lọc: là một thùng quay trong đó có đặt lưới lọc, làm việc gián đoạntheo mẻ Nước và bột nhão được cấp vào thùng, khi thùng quay bột nhão được đảođều trong nước nhờ cánh khuấy, sữa bột chảy xuống dưới qua khung lưới lọctrước khi vào bể lắng Lưới lọc ngoài thùng quay giữ lại các hạt bột có kích thướclớn, phần bột này sẽ được đưa trở lại thiết bị lọc còn phần xơ bã được xả ra ngoàiqua cửa xả bã [1,5,16]

+ Lắng : Tinh bột có đặc điểm dễ lắng và dễ tách, sau 8 ÷ 15h có thể

lắng hoàn toàn Khi bột đã lắng, từ từ tháo nước tránh gây xáo trộn tạp chất(bột đen) trên bề mặt lớp bột Lớp bột đen sẽ được loại bỏ để đảm bảo chấtlượng của bột thành phẩm

Để thu được tinh bột có chất lượng cao, tinh bột sắn thô được tinh chế mộtlần nữa theo quy trình sau: Bột thô có độ ẩm từ 55 ÷ 60% cho vào bể, bơm nướcvào với tỉ lệ bột và nước là 1/6 Dùng máy khuấy cho đồng nhất, để bột lắng lạisau 8 ÷ 15h tháo nước trong và hớt lớp bột đen nổi lên trên Có thể rửa 3 đến 4 lần

để loại bỏ hết tạp chất, sau khi rửa xong dùng tro thấm nước và đem bột ra phơihoặc sấy khô [1,5,16]

Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn

Lượng nước thải sinh ra từ trong quá trình chế biến tinh bột sắn là rất lớn,trung bình 10 -13 m3/tấn sản phẩm.

Căn cứ vào quy trình chế biến bột sắn, có thể chia nước thải thành 2 dòng:

- Dòng thải 1: là nước thải ra sau khi phun vào guồng rửa sắn củ để loại bỏcác chất bẩn và vỏ ngoài củ sắn Loại nước thải này có lưu lượng thấp (khoảng 2 –2,5m3 nước thải /tấn sắn củ), chủ yếu chứa các chất có thể sa lắng nhanh (vỏ sắn,đất, cát…) Do vậy với nước thải loại này có thể cho qua song chắn, để lắng rồiquay vòng nước ở giai đoạn rửa Phần bị giữ ở song chắn (vỏ sắn) sau khi phơikhô được làm nhiên liệu chất đốt tại các gia đình sản xuất

- Dòng thải 2: là nước thải ra trong quá trình lọc sắn, loại nước thải này cólưu lượng lớn (4,5 - 5m3 nước thải/tấn sắn củ), có hàm lượng chất hữu cơ cao, hàmlượng rắn lơ lửng cao, pH thấp, hàm lượng xianua cao, mùi chua, màu trắng đục

Nước thải chế biến tinh bột sắn bao gồm các thành phần hữu cơ như tinhbột, protein, xenluloza, pectin, đường có trong nguyên liệu củ sắn tươi là nguyênnhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột sắn[1,16,44]

Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặctrưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chấtrắn lơ lửng (SS), các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinhhọc (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao [1, 5,12,15].Nồng độ ô nhiễm của nước thải tinh bột sắn thể hiện cụ thể ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn

mức B

Khi tính riêng cho 52 nhà máy qui mô lớn, ước tính lượng nước thải sinh rahàng ngày khi vào mùa vụ khoảng 140000 m3/ngày với tải lượng SS khoảng 1000tấn/ngày; BOD khoảng 3.000 tấn/ngày; COD khoảng 5000 tấn/ngày; CN- khoảng 5tấn/ngày [5].

Nếu lấy nước thải sinh hoạt làm cơ sở để so sánh mức độ ô nhiễm của nướcthải chế biến tinh bột sắn thì tải lượng ô nhiễm hữu cơ của ngành chế biến tinh bộtsắn sinh ra cũng gấp ít nhất 4 lần tải lượng hữu cơ của tổng lượng nước thải sinhhoạt trên toàn quốc Với lượng nước thải sinh hoạt sinh ra hàng ngày trên cả nước

là khoảng 2.010.000 m3/ngày, chiếm 64% trong tổng lượng các loại nước thải[1,6,15]

Các chất ô nhiễm trong nước thải tinh bột sắn gây ra nhiều tác động tiêucực:

● BOD liên quan tới việc xác định mức độ ô nhiễm của nước cấp, nướcthải công nghiệp và nước thải sinh hoạt Khi xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khívới hàm lượng BOD quá cao sẽ gây thối nguồn nước và làm chết hệ thủy sinh, gây

ô nhiễm không khí xung quanh và phát tán trên phạm vi rộng theo chiều gió

● COD cho biết mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ và vô cơ chứa trong nướcthải công nghiệp

● Chất rắn lơ lửng (SS) cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực tới tàinguyên thủy sinh đồng thời gây mất cảm quan, bồi lắng lòng hồ, sông, suối…

● Axit HCN là độc tố có trong vỏ sắn Khi chưa được đào lên, trong củ sắnkhông có HCN tự do mà ở dạng glucozit gọi là phazeolutanin có công thức hóahọc là C10H17NO6 Sau khi sắn được đào lên, dưới tác dụng của enzym xianoazahoặc trong môi trường axit thì phazeolutamin phân hủy tạo thành glucoza, axeton

và axit xianuahydric Axit này gây độc toàn thân cho người Xianua ở dạng lỏngtrong dung dịch là chất linh hoạt Khi vào cơ thể, nó kết hợp với enzymxitochorom làm men này ức chế khẳ năng cấp oxy cho hồng cầu Do đó, các cơquan của cơ thể bị thiếu oxy Nồng độ HCN thấp có thể gây chóng mặt, miệngđắng, buồn nôn Nồng độ HCN cao gây cảm giác bồng bềnh, khó thở, hoa mắt, dahồng, co giật, mê man, bất tỉnh, đồng tử giãn, đau nhói vùng tim, tim ngừng đập

và tử vong

Do đó,nếu nước thải không được xử lý triệt để, không đạt tiêu chuẩn môitrường thì sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước, đất và không khí

 Công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ cao

Đối với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải chế biếntinh bột sắn, việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học là rất phù hợp Bản chất củaphương pháp này là phân hủy các chất hữu cơ nhờ vào hoạt động của các vi sinhvật Nghĩa là các vi sinh vật sẽ sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng đểlàm chất dinh dưỡng xây dựng tế bào và tạo năng lượng, qua đó làm giảm hàmlượng các chất ô nhiễm trong nước thải

 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí

+ Cơ chế: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiệncung cấp oxy liên tục [13,22] Quá trình phân hủy hiếu khí bao gồm 3 giai đoạnbiểu thị bằng các phản ứng:

Oxy hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆HTổng hợp tế bào mới:

CxH1yOz + CO2 + NH3 → CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆HPhân hủy nội bào:

C5H7NO2 + 5 O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 (+/-) ∆HTrong 3 phản ứng ∆H là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào

+ Công trình xử lý hiếu khí thông dụng: Hồ hiếu khí

Hồ hiếu khí oxy hoá các chất hợp chất nhờ VSV hiếu khí và tảo (Hình 1.2)

Có 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

- Hồ làm thoáng tự nhiên: cấp oxy chủ yếu do khuyếch tán không khí qua

mặt nước và quang hợp của các thực vật Diện tích hồ lớn, chiều sâu của hồ từ 30– 50 cm Tải trọng BOD từ 250 – 300 kg/ha.ngày Thời gian lưu nước từ 3 – 12ngày

- Hồ làm thoáng nhân tạo: cấp oxy bằng khí nén và máy khuấy Tuy nhiên,

hồ hoạt động như hồ tùy nghi Chiều sâu từ 2 – 4,5 m, tải trọng BOD400kg/ha.ngày Thời gian lưu nước từ 1 – 3 ngày

Hình 1.2 Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí

 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí

+ Cơ chế: Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ là một quá trìnhphức tạp gồm nhiêu giai đoạn có thể tóm tắt trong Hình 1.3 [23]

Hình 1.3 Quy trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ

Cơ chế phân hủy kỵ khí có thể biểu diễn theo phương trình tổng quát sau đây [22]:

Tuy nhiên, trong thực tế quá trình phân hủy kỵ khí thường xảy ra theo 4giai đoạn

Dưới tác dụng của các enzym hydrolaza do vi sinh vật tiết ra, các hợp chấthữu cơ phức tạp có phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit…được phân giảithành các chất hữu cơ đơn giản có phân tử lượng nhỏ như đường, peptit, glyxerin,axít amin, axít béo…

Các sản phẩm thuỷ phân sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hoá, cácsản phẩm thuỷ phân sẽ được phân giải yếm khí tiếo tục tạo thành axít hữu cơ phân

tử lượng nhỏ như axít propionic, axít butyric, axít axetic,… các rượu, andehyt,axeton và cả một số axít amin Trong giai đoạn này BOD5 và COD giảm khôngđáng kể nhưng pH của môi trường có thể giảm mạnh

 Sự lên men axit lactic:

 Sự lên men êtanol:

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic sẽ đượctừng bước chuyển hoá thành axit axetic:

 Giai đoạn 4: Giai đoạn mêtan hoá [22]

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình xử lý yếm khí,nhất là khi xử lý yếm khí thu biogas Hiệu quả xử lý sẽ cao khi các sản phẩm trunggian được khí hoá hoàn toàn Dưới tác dụng của các vi khuẩn lên men mêtan, cácaxit hữu cơ bị decacboxyl hoá tạo khí mêtan Trong xử lý yếm khí, khí mêtan đượctạo thành theo hai cơ chế chủ yếu là khử CO2 và decacboxyl hoá

- Decacboxyl hoá:

Khoảng 70% CH4 được tạo thành do decacboxyl hoá axit hữu cơ và cácchất trung tính

- Khử CO2

Khoảng 30% CH4 được tạo thành do khử CO2

+ Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí thông dụng:

Thiết bị phân hủy kị khí khuấy trộn liên tục

Thiết bị phân hủy kị khí khuấy trộn liên tục là hệ thống xử lý kỵ khí cơ bảnvới thời gian lưu thủy lực (HRT) và thời gian lưu bùn (SRT) trong khoảng 15-40

ngày để cung cấp đủ thời gian lưu cho cả quá trình vận hành và sự ổn định của hệthống.

Thiết bị khuấy trộn hoàn toàn không hồi lưu bùn phù hợp hơn đối với chất thải cónồng độ chất rắn cao [54] Một nhược điểm của hệ thống này là một tải lượng thểtích cao chỉ thu được với dòng chất thải khá đặc với chỉ số nhu cầu oxy hóa học cóthể phân hủy sinh học (COD) khoảng 8000 đến 50000 mg/L Trong khi đó, nhiềudòng chất thải lại loãng hơn nhiều [49] Như vậy, tải lượng COD trên mỗi đơn vịthể tích có thể rất thấp với thời gian lưu của hệ thống loại bỏ mất lợi thế chi phícủa công nghệ xử lý kỵ khí Tải lượng hữu cơ đặc trưng (OLR) cho thiết bị phânhủy kỵ khí khuấy trộn hoàn toàn là từ 1-5 kg COD/m3.ngày [54]

Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket)

Một trong những phát triển nổi bật của công nghệ xử lý kỵ khí là bể UASBđược phát minh bởi Lettinga và các đồng nghiệp vào năm 1980 [35] Ứng dụngđầu tiên là xử lý nước thải sinh hoạt, sau đó được mở rộng cho xử lý nước thảicông nghiệp [48]

Bể UASB có thể xây dựng bằng bêtông cốt thép, thường xây dựng hình chữnhật Để dễ tách khí ra khỏi nước thải người ta lắp thêm tấm chắn khí có độnghiêng ≥ 350 so với phương ngang Tải lượng COD thiết kế thường trong khoảng

4 – 15 kg/m3.ngày Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vàođáy bể và nước thải đi lên với vận tốc 0,6 – 0,9 m/h qua lớp bùn kỵ khí Tại đâyxảy ra quá trình phân hủy sinh học kỵ khí [35]

Khí sinh học được tạo thành sẽ kéo theo các hạt bùn nổi lên, va vào thànhthiết bị tách 3 pha khí-lỏng-rắn(bùn) dạng hình nón lật ngược khiến cho các bọtkhí được giải phóng thoát lên; các hạt bùn lại rơi trở lại lớp đệm bùn

Hình 1.4 Bể UASB

Bể CIGAR (Covered In-Ground Anaerobic Reactor) [35]

Bể CIGAR thực chất là một hồ kỵ khí có thu hồi khí sinh học Hồ đượcbao phủ toàn bộ bề mặt và lót đáy bằng bạt HPDE

Lớp bạt HPDE bao phủ bề mặt tạo ra điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt đồngthời ngăn không cho khí sinh học phát tán ra môi trường Lớp lót đáy HPDE có thểđược lắp đặt nếu cần, tùy vào mực nước ngầm của khu xử lý Tuy nhiên, nên lótđáy để có thể chống rò rỉ nước thải, gây ô nhiễm đất và nước ngầm

Trước khi vào bể CIGAR , nước thải được chảy vào bể lắng nhằm giảmbớt lượng chất rắn lơ lửng, cặn đảm bảo quá trình phân hủy kỵ khí trong bểCIGAR đạt hiệu quả cao nhất Thời gian lưu nước thải trong bể khoảng 30 ngày

Toàn bộ lượng khí sinh học (mêtan chiếm 55 – 70% ) hình thành được thuhồi nhờ hệ thống ống dẫn khí lắp đặt bên trong bể CIGAR

Hình 1.5 Bể CIGAR

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học

Phương pháp xử lý sinh học nước thải có thể dựa trên cơ sở hoạt động của

vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước Do vậy, điều kiện kiên

quyết vô cùng quan trọng của nước thải là môi trường sống của quần thể sinh vật

và thỏa mãn các điều kiện sau:

+ Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh trong nước thải.+ Chú ý đến hàm lượng kim loại nặng Xếp theo thứ tự mức độ độc hại của chúng:Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr3+>V>Cd>Zn>Fe

Nói chung, các ion kim loại này thường ở nồng độ vi lượng (vài phần triệuđến vài phần nghìn) thì có tác dụng dương tính đến sinh trưởng vi sinh vật + Chấthữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và năng lượngcho vi sinh vật Các hợp chất hidratcacbon, protein, lipit hòa tan thường là cơ chấtdinh dưỡng cho vi sinh vật

+ Nước thải đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số quan trọng là BOD và COD Tỉ

số của 2 thông số này phải là: COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5, mới có thểđưa vào xử lý hiếu khí Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm cóxenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lý sinh học kỵkhí trước rồi mới xử lý hiếu khí

- Oxy (O2): Trong các công trình xử lý hiếu khí, O2 là một thành phần cực kỳ quan

trọng của môi trường Công trình phải bảo đảm cung cấp đầy đủ lượng O2 mộtcách liên tục và hàm lượng O2 hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt II ≥ 2mg/l

- Nồng độ các chất hữu cơ: phải thấp hơn ngưỡng cho phép Có nhiều chất hữu cơ

nếu nồng độ quá cao, vượt quá mức cho phép sẽ ảnh hưởng xấu đến hoạt độngsống của vi sinh vật tham gia xử lý, cần kiểm tra các chỉ số BOD và COD củanước thải Cụ thể: hỗn hợp nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt chảy vàocông trình xử lý là bể lọc sinh học phải có BOD ≤ 500mg/l, nếu dùng bể hiếu khíthì BOD ≤1000mg/l Nếu nước thải có chỉ số BOD vượt quá giới hạn nói trên, cầnthiết phải dùng nước thải đã qua xử lý hay nước sông đã pha loãng

- Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật : Tùy theo hàm lượng cơ chất hữu

cơ trong nước thải mà có yêu cầu về nồng độ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết

là khác nhau Thông thường cần duy trì các nguyên tố dinh dưỡng theo tỉ lệ thích

hợp COD:N:P = 150:5:1 Nếu thời gian xử lý là 20 ngày đêm thì giữ ở tỉ lệBOD:N:P = 200:5:1 Khi cân bằng dinh dưỡng người ta có thể dùng NH4OH, urê

và các muối amôn làm nguồn nitơ và các muối phốt phát, supe phốt phát làmnguồn phospho theo Bảng 1.2dưới đây[14]

Bảng 1.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết BOD của nước thải

- Các yếu tố khác của môi trường như pH, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng

đáng kể đến quá trình hoạt động của vi sinh vật trong các thiết bị xử lý Qua thựcnghiệm cho thấy, thường giá trị pH tối ưu cho hoạt động phân giải của các visinh vật trong bể xử lý hiếu khí là 6,5 – 8,5 và nhiệt độ của nước thải trongcác công trình nằm trong khoảng 6oC – 37oC

- Các chất dinh dưỡng [22]

Phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí sẽ sản sinh

ra khí mêtan Tất cả các quá trình sinh học đòi hỏi phải cung cấp đầy đủ các chấtdinh dưỡng đặc biệt là cacbon và nitơ Việc thiếu các chất dinh dưỡng cần thiếtcho sự phát triển vi sinh vật sẽ hạn chế việc sản xuất khí sinh học Các chất dinhdưỡng được chỉ định bởi tỉ lệ C/N khoảng 20-30/1 Nếu hàm lượng nitơ thiếu hụtthì lượng sinh khối tạo thành sẽ quá thấp không đáp ứng được vận tốc của quá

trình chuyển hóa cacbon Ngược lại, với nước thải giàu nitơ thì quá trình khử aminsẽ thành NH4+ ức chế mạnh các vi khuẩn mêtan hóa.

- Yếu tố pH [22]

Trong giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ khoảng pH tối ưu là 5 –

7, còn trong giai đoạn mêtan hóa thì pH = 6,8 – 7,2 Chỉ có loài vi khuẩn

Methanosarcina có thể chịu đựng được các giá trị pH thấp (pH ≤ 6,5) Với các vi

khuẩn sinh mêtan khác, quá trình trao đổi chất bị ức chế đáng kể ở pH < 6,7

Thực nghiệm cho thấy pH tối ưu chung cho cả hai quá trình là 6,5 – 7,5.Song trên thực tế người ta có kỹ thuật để lên men ở pH = 7,5 – 7,8 mà vẫn hiệuquả

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động chuyển hóa của vi sinh vật Dảinhiệt độ cho quá trình phân hủy từ 30 – 550C Dưới 100C vi sinh vật sinh mêtangần như không hoạt động

Thích nghi với điều kiện nhiệt độ, các vi sinh vật kỵ khí chia làm 2nhóm: nhóm ưa nhiệt(thermophilic) thích nghi ở 50 - 650C và nhóm ưa ấm(mesophilic) với nhiệt độ 25 - 40

0C [22] Hầu hết các vi sinh vật lên men mêtanđều thuộc nhóm ưa ấm, chỉ có rất ít nhóm là ưa nhiệt [22]

+ S2-được coi là tác nhân gây ức chế quá trình tạo mêtan Sở dĩ có lập luậnnày là do nhiều nguyên nhân khác nhau: S2- làm kết tủa các nguyên tố vi lượngnhư Fe, Ni, Co, Mo do đó hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, đồng thời,các electron giải phóng ra từ quá trình oxy hoá các chất hữu cơ sử dụng choquá trình sun phát hoá và làm giảm quá trình sinh mêtan [26].

+ Các hợp chất NH4 ở nồng độ 1,5 - 2mg/l gây ức chế quá trình lên men kỵkhí [10,22]

+ Kim loại nặng: các vi khuẩn mêtan hóa đặc biệt mẫn cảm với các ion kimloại nặng Sự có mặt của các kim loại nặng ngoài ngưỡng cho phép sẽ ức chế quátrình mêtan hóa và khí hóa dẫn đến tỉ lệ CO2 tăng, CH4 giảm Mặt khác, do khôngđược decacboxyl hóa tạo CH4 các axit hữu cơ không được khử, chúng tồn đọngtrong thiết bị làm giảm pH, ngừng trệ quá trình kỵ khí trong thiết bị phản ứng [22]

 Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh bột sắn trên thế giới và Việt Nam:

 Các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh

bột sắn trên thế giới:

Theo thống kê của IEA năm 2006, 88% nhu cầu năng lượng nhiệt và điệncho kinh tế thế giới được đáp ứng bởi các nguồn năng lượng không tái tạo được,chủ yếu là dầu mỏ và khí ga tự nhiên Quá trình khai thác, chiết xuất và đốt cháycác nguyên liệu thô này gây ảnh hưởng xấu đến môi trường tự nhiên, thêm nữachúng lại đang dần trở nên cạn kiệt [28] Sự thiếu hụt năng lượng toàn cầu đãkhiến gia tăng chú ý đối với công nghệ lên men mêtan như là một quá trình sảnxuất năng lượng Ủy ban Nghị viện châu Âu về Công nghiệp, ngoại thương,nghiên cứu và năng lượng kêu gọi tăng cường nỗ lực trong nghiên cứu về côngnghệ mới của việc sử dụng khí sinh học như một nhiên liệu sinh học Nghiên cứuđược thực hiện để sử dụng khí sinh học không chỉ để sản xuất năng lượng điện vànhiệt mà còn để đưa vào mạng lưới cung cấp khí đốt tự nhiên Trong những nămgần đây đã có hàng loạt các nghiên cứu tập trung tối ưu hóa quá trình lên men kịkhí (lên men mêtan) của sinh khối (chất thải nông nghiệp, các loại cây trồng cho

nhiên liệu, chất thải bùn đô thị) để sản xuất khí mêtan [24] Trong Liên minh châu

Âu vào năm 2007, sản lượng khí sinh học lên tới hơn 6 triệu tấn Kể từ đó, hàngnăm lượng khí sinh học được sản xuất tăng 20% [29,30] Sản xuất khí sinh học từ

số lượng lớn các chất thải nông nghiệp , chất thải động vật , chất thải đô thị vàcông nghiệp (nước thải) dường như có tiềm năng là một năng lượng tái tạo thaythế đối với nhiều nước châu Phi nếu nghiên cứu có liên quan và phù hợp được tiếnhành để áp dụng công nghệ khí sinh học với các điều kiện địa phương ở các nướcchâu Phi [39]

Lên men mêtan là một quá trình phân hủy phức tạp với một loạt các phảnứng sinh hóa học diễn ra dưới điều kiện kị khí Dưới các tác động cộng sinh củacác chủng loại vi sinh vật kị khí, các hợp chất hữu cơ cao phân tử được phân hủythành các thành phần ổn định hóa học đơn giản- sản phẩm chính là mêtan và các-bo-nic [42]

Với những ưu thế trong xử lý như chi phí thấp do tiêu thụ ít năng lượng,không gian và tạo ra ít bùn hơn so với các công nghệ hiếu khí truyền thống, côngnghệ lên men mêtan đang được ngày càng được chú ý nghiên cứu và ứng dụngrộng rãi hơn Kết quả thống kê của Tổ chức Năng lượng quốc tế (IEA) cho thấytrong các ngành công nghiệp sử dụng công nghệ lên men kị khí xử lý nước thải,công nghiệp chế biến thực phẩm chiếm thành phần lớn nhất với 40% Đối với loạithiết bị sử dụng thì UASB phổ biến nhất, chiếm 60%, theo sau là các thiết bị CSTR vàEGSB được sử dụng ở mức 10% [33]

Hình 1.6 Các ngành công nghiệp sử dụng công nghệ kị khí xử lý nước thải và các

thiết bị được sử dụng

Các ngành chế biến thực phẩm và đồ uống quan trọng nhất: lò giết mổ, chế biếnsữa, cá, tinh luyện đường, sản xuất cà phê, nhà máy bia rượu, sản xuất tinh bột [41]

Nước thải nhà máy sản xuất cà phê San Juanillo ở Costa Rica được áp dụng côngnghệ xử lý kị khí truyền thống, với công suất 4000 kg COD/ngày, cho hiệu quả xử

lý 80% COD, thể tích khí sinh học thu được lớn nhất là 1000 m3/ngày Lượng khísinh ra được đốt trong lò để tạo nhiệt sấy cà phê, bên cạnh nhiên liệu truyền thống

được xử lý bậc 3 bằng than hoạt tính, bể tạo bông tách bùn Cuối cùng phần CODcòn lại trong nước thải được oxy hóa bằng tác nhân oxy hóa mạnh (Cl2, hoặcH2O2) Kết quả nước đầu ra giảm COD xuống dưới 40 mg/l [21] Các phân tích doBanks CJ và cộng sự (1996) [24] tiến hành đối với nước thải công nghiệp sản xuấtkem sử dụng bể UASB cho kết quả dòng vào COD tối ưu khoảng 11 đến 23 g/l ởthời gian lưu thủy lực 5 ngày đạt được sự ổn định của hệ thống.

Các nghiên cứu sơ bộ được thực hiện cho thấy nước thải và chất thải ngànhsản xuất bánh quy và sô cô la giàu thành phần chất béo và hyđrat-cacbon dễ phânhủy sinh học, có thể áp dụng phân hủy kị khí, khí sinh học thu được có thể được

sử dụng cho quá trình sản xuất bánh quy và sô cô la [49]

Công nghệ lên men mêtan còn thể thấy trong ngành công nghiệp sản xuấtphô mai Ở đại học Sardar Patel, Ấn Độ, công nghệ này được nghiên cứu với thiết

bị bể kị khí màng sinh học cố định dòng chảy ngược (Anaerobic Upflow film Bioreactor) để tạo ra khí mêtan sinh học Thể tích khí tối đa đạt được là 3,3 l/

Fixed-l thiết bị/ ngày với hàm Fixed-lượng mêtan 69%, với thời gian Fixed-lưu thủy Fixed-lực Fixed-là 2 ngày, ởnhiệt độ 40ºC [37]

Một nghiên cứu khác được thực hiện trong vòng 3 tháng ở quy mô pilot vớinước thải công nghiệp sữa, cũng sử dụng thiết bị kị khí màng sinh học cố địnhdòng chảy ngược, cho kết quả loại bỏ COD 85% và BOD 90% ở tải lượng 6kgCOD/m3/ngày, năng suất mêtan đạt được 0,32-0,34 m3/kgCODphân hủy Hệ thống tạo

ra khoảng 770 l khí mêtan/ngày, có thể duy trì toàn bộ năng lượng yêu cầu chobơm và khuấy trộn [34]

Các kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ lên men mêtan không những cótiềm năng trong xử lý nước thải các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm màcòn giúp thu hồi nguồn khí mêtan sinh học hữu ích Tùy thuộc vào hàm lượngCOD đầu vào và loại cơ chất cũng như thiết bị, điều kiện vận hành mà lượng khímêtan sinh học thu hồi được khoảng 250-300 m3/tấn COD bị phân hủy Hiệu suấtloại bỏ COD thường nằm trong khoảng từ 80-95% ở Bảng 1.3

Bảng 1.3 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lên men mêtan với một số loại nước thải

(kgCOD/m3.ngày)

CODphânhủy(%)

Năng suấtmêtan (m3/kgCOD)

Nguồn

mổ cộng sự,

2001)Lò

ou và cộng

sự, 2008)Cà

phê

UASB/

35

0,005

cộng sự,1997)

Bia

AF/34-39

cộng sự,1998)

Nguồn: [40]Đối với nước thải chế biến tinh bột sắn, các nghiên cứu ứng dụng côngnghệ lên men mêtan đã được tiến hành nhiều năm qua ở các quốc gia có sản lượngtinh bột sắn lớn như Thái Lan, Inđônêsia, Brazin… dưới nhiều quy mô, thửnghiệm với các thiết bị, điều kiện khác nhau

Nghiên cứu phòng thí nghiệm của Walairat và cộng sự thực hiện với cácbình huyết thanh 110 ml ở nhiệt độ phòng (30ºC), nước thải tinh bột sắn đầu vào3g COD/l cho hiệu suất sinh khí 330 ml mêtan/ g COD đầu vào, đạt 85% tínhtoán lí thuyết, tỉ lệ mêtan đạt 58% [55]

Một nghiên cứu phòng thí nghiệm khác được tiến hành với bình phản ứngdòng liên tục kị khí thể tích sử dụng là 16,2l, nhiệt độ 33±1ºC, thời gian lưu thủylực thay đổi từ 13; 8,3 và 6 ngày cho kết quả xử lý COD từ 99,2% đến 95,3%, thểtích khí biogas đạt tối đa 0,82 l/gCOD tại tải lượng 1,59 gCOD/l thể tích thiếtbị/ngày [47]

Dòng nước thải chế biến tinh bột sắn của một xí nghiệp quy mô nhỏ ởColombia được nghiên cứu với thiết bị kị khí lọc dòng chảy ngang độn các miếngtre (anaerobic horizontal flow filter packed with bamboo pieces) ở quy mô phòngthí nghiệm Trong 6 tháng vận hành, với tải lượng cao nhất là 11,8 gCOD/l.ngày,

kết quả thu được cho thấy hiệu suất xử lý COD là 87%, năng suất sinh khí sinhhọc trung bình 0,36 l/gCODphân hủy, hàm lượng mêtan thu được từ 69-81% [26].

Công nghệ lên men mêtan đã được áp dụng đối với nước thải nhà máy tinhbột sắn công suất 90 tấn/ ngày tại Sumatera, Indonesia COD đầu vào khoảng

15000 mg/l, lưu lượng nước thải khoảng 1700 m3/ngày Việc sử dụng thiết bị lênmen mêtan khuấy trộn hoàn toàn kết hợp hệ thống hồ kỵ khí, tùy tiện và hiếu khícho hiệu quả xử lý COD là 86%, thể tích khí sinh học thu hồi được là 12000

m3/ngày, tỉ lệ khí mêtan là 56% [36]

Hầu hết các nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở Thái Lan đang xử lý nước thảibằng hệ thống ao mở Gần đây, lựa chọn hệ thống xử lý không những xử lý nướcthải mà còn tạo ra nhiệt lượng có thể sử dụng trong nhà máy đang được quan tâm.Một số nhà máy đã chuyển sang sử dụng còn một số khác đang trong giai đoạnnghiên cứu thử nghiệm Các hệ thống đang được sử dụng bao gồm UASB, thiết bịmàng cố định kị khí (Anaerobic Fixed Film Reactor-AFFR), thiết bị vách ngăn kịkhí cải tiến (Modified Anaerobic Baffled Reactor-MABR), mương kị khí(Anaerobic Ditch-AD) và hồ kị khí che phủ (Covered Lagoon-CL) Kết quảnghiên cứu so sánh 5 nhà máy sử dụng các hệ thống xử lý nàycho thấy hiệu quả xử

lý COD cao, từ 80-90%, năng suất sinh khí đạt từ 0,4-0,5m3/kg CODphânhủy [51].Bảng 1.4 So sánh hiệu quả xử lý nước thải của các hệ thống thiết bị kị khí được vận

 Các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men mêtan nước thải tinh

bột sắn ở Việt Nam:

Trong vòng hơn hai thập kỉ qua đã có nhiều nghiên cứu về xử lý nước thải tinhbột sắn ở Việt Nam Tuy nhiên các nghiên cứu hầu hết chỉ mới tập trung ở khía cạnh hiệuquả xử lý nước thải chứ chưa quan tâm nhiều đến khả năng thu hồi khí mêtan sinh học từquá trình vận hành

Trước đây các nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam chủ yếu sử dụng hệthống ao hồ sinh học mở để xử lý nước thải Biện pháp này đơn giản, chi phí thấp, tuynhiên hiệu quả xử lý không cao, nước thải sau xử lý vẫn còn cách tiêu chuẩn xả thải mộtkhoảng xa, bên cạnh đó là gây mùi hôi thối, khó chịu cho khu vực xung quanh và khiếnmột lượng khí mêtan, cácboníc thoát vào môi trường [38]

Nghiên cứu của P.G Hien và cộng sự [32] ở quy mô phòng thí nghiệm, sử dụng

hệ thống gồm bể lắng sơ cấp, bể UASB, bể hiếu khí tăng cường và hệ thống mương ôxyhóa Với tải lượng hữu cơ ở bể UASB lên đến 40,35 kgCOD/m3.ngày, hiệu suất xử lý đạt90-95%, nước thải đầu ra có thể sử dụng tưới tiêu nông nghiệp hoặc tuần hoàn trong nhàmáy [32]

Nghiên cứu ứng dụng bể UASB của Huỳnh Ngọc Phương Mai [38] cũng cho thấytính khả thi đối với xử lý nước thải tinh bột sắn, tải lượng có thể lên tới 42 kgCOD/

m3.ngày với hiệu quả xử lý đạt 82-93%, năng suất sinh khí 330l/kgCODphân hủy

Quan tâm đến việc tận thu khí sinh học từ xử lý nước thải tinh bột sắn có nghiêncứu của Nguyễn Thị Sơn và Nguyễn Thị Thu Hà [15], thử nghiệm với bể UASB dungtích 38l, tải trọng COD có thể lên tới 6g/l.ngày, năng suất sinh khí đạt 0,41-0,55 l/gCOD,hiệu suất xử lý đạt trên 97%, đặc biệt khi bổ sung một số nguyên tố vi lượng, năng suấtsinh khí tăng 20%

 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Trong phạm vi luận văn này sẽ tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải sảnxuất tinh bột sắn làng nghề Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế, thuộc huyện HoàiĐức, Hà Nội

hộ dân và diện tích tự nhiên gần 1000 ha, các xã nằm cách trung tâm Hà Nộikhoảng 20 km Giao thông ở đây chủ yếu là tuyến đê tả ngạn sông Đáy, thông vớiquốc lộ 32 (Hà Nội-Sơn Tây) Với vị trí là cửa ngõ thủ đô Hà Nội, đặc biệt từ khi

Hà Tây sát nhập với Hà Nội, làng nghề CBNSTP có rất nhiều lợi thế về thị trườngtiêu thụ sản phẩm cũng như thu hút những chính sách đầu tư của Nhà nước về vốn,công nghệ

 Địa hình, khí hậu:

Địa hình ở vùng làng nghề này không bằng phẳng, thấp dần từ bờ đê (đêsông Đáy) xuống cánh đồng với hướng chủ đạo là Tây Bắc - Đông Nam, chiathành miền trong đê và ngoài đê, nay được gọi là miền đồng và miền bãi Dòngchảy kênh mương bắt đầu từ Minh Khai, đi qua Dương Liễu rồi xuống Cát Quế

Địa hình bằng phẳng là điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các cơ sở chosản xuất, cư trú

Được bồi đắp bởi phù sa của lưu vực sông Đáy và sông Nhuệ nên khu vựcrất thuận lợi cho trồng lúa và các hoa màu, là các nguyên liệu chính của làng nghề.Song, nền đất này lại dễ thấm nước, làm cho nguồn nước thải của làng nghề dễthâm nhập vào nguồn nước ngầm hơn, gây khó khăn cho công tác quản lý môitrường làng nghề

Khí hậu vùng làng nghề mang đặc điểm chung của khí hậu Đồng bằng Bắc

Bộ thể hiện tính chất nhiệt đới gió mùa, nắng lắm mưa nhiều Mùa mưa trùng vớithời kì gió Đông Nam kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 Mùa khô trùng với thời kìgió Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình năm

là 24°C Các tháng có nắng, ít mưa, thuận lợi cho chế biến nông sản là tháng 5, 6,

10, 11, 12

Biên độ dao động nhiệt giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất là 14° Tổng lượng nhiệt đạt 8400- 8600°C Lượng mưa trung bình năm là 1600-1800mm

13°-Hai hướng gió chủ đạo là Đông Bắc và Đông Nam, thuận lợi cho chế biếnnông sản đặc biệt là công đoạn phơi và làm khô sản phẩm

Đặc điểm khí hậu này khá thuận lợi cho sản xuất chế biến nông sản và pháttriển trồng lúa, cây rau màu cũng như việc phơi sấy sản phẩm

Do nằm ven sông Đáy nên ở đây rất thuận lợi cho việc tưới tiêu nôngnghiệp và điều hòa khí hậu địa phương Hệ thống ao hồ là nguồn nước cho sinhhoạt và sản xuất Ngoài ra còn có hệ thống mương kênh trong xã làm nhiệm vụcấp thoát nước cho nông nghiệp

 Điều kiện kinh tế-xã hội:

a Dân số, Lao động và Mức sống

Tính đến cuối năm 2007, dân số trong xã Minh Khai có 1277 hộ với 5376khẩu; số người trong độ tuổi lao động là 3000 người Trong đó số người tham gialàm nghề trong độ tuổi lao động khoảng 1000 người; số người ngoài tuổi lao độngkhoảng 500 người Toàn xã có gần 700 hộ tham gia vào sản xuất kinh doanh Về

cơ cấu kinh tế, xã phát triển theo hướng công nghiệp, TTCN – Thương mại dịch

vụ và nông nghiệp, tạo công ăn việc làm không chỉ cho cư dân địa phương mà cho

cả lao động các tỉnh khác như Phú Thọ, Vĩnh Phúc Thu nhập bình quân đầu ngườinăm 2012 đạt 28,5triệu đồng/người/năm.Về địa bàn hành chính xã chia làm 02thôn, 10 xóm chạy dọc theo tuyến đê Tả Đáy

Với dân số hơn 12 ngàn người, sống phân bố ở 14 cụm dân cư gọi là xóm,trong đó có 4 xóm vùng bãi và 10 xóm vùng đồng, trong khi diện tích đất nôngnghiệp chưa đầy 300ha, Dương Liễu là xã có bình quân đất nông nghiệp vào loạithấp nhất của huyện Hoài Đức Tháng 6/2012, trong tổng số 3036 hộ dân toàn xã,

có 2700 hộ tham gia chế biến nông sản.Hàng năm ngành CN- TTCN, thương mại

và dịch vụ ở địa phương đã tạo điều kiện giải quyết công ăn việc làm cho nhân dân

và thu hút đáng kể lao động từ các địa phương khác tới tham gia Nghề chế biếnnông sản đã đem lại việc làm cho 8.500 lao động trong xã và 300-500 lao động từ

nơi khác đến làm thuê với thu nhập bình quân đầu người đạt 15 triệu đồng/năm.Thu nhập bình quân mỗi hộ đạt 66 triệu đồng/năm.

Xã Cát Quế được chia thành các khu vực làng và khu vực đồng bằng dân cưmới nằm gần với đê sông Đáy Khu vực làng được bao gồm sáu khu dân cư,làng(1, 2,3,4,5 và 6) Trong khu vực này người dân tự nuôi mình với chế biến thựcphẩm (chế biến bún, bánh , bánh kẹo , chế biến rượu ) và chăn nuôi Khu vực đồngbằng có ba thôn Tháp Thượng, Cát Ngòi , Tam Hợp Thôn Tam Hợp được chiathành hai khu dân cư ( 8 và 9), cư dân chủ yếu chăn nuôi lợn , chế biến rượu, bánhkẹo, hoạt động kinh doanh và nông nghiệp Cư dân trong làng Cát Ngòi chủ yếutrồng rau, chăn nuôi lợn và chế biến rượu Cư dân trong làng Tháp Thượng ( khuvực 7) chủ yếu có liên quan đến chăn nuôi và làm vườn và chế biếnrượu.Cát Quế

có địa lý hẹp và có một dân số rất lớn, là xã có dân số lớn thứ hai trong huyệnHoài Đức với 3300 hộ gia đình Diện tích tự nhiên của Cát Quế là 410 ha, mật độdân số rất thấp Tính đến cuối năm 2012, toàn xã có 28 doanh nghiệp cùng hàngtrăm cơ sở sản xuất nhỏ chuyên chế biến nông sản, tạo việc làm ổn định cho trên2.000 lao động Nhờ phát triển nghề truyền thống, năm 2012 thu nhập bình quânđầu người đạt 24 triệu đồng/người/năm, tỷ lệ hộ nghèo chỉ còn 5%

b Cơ cấu kinh tế

Tổng giá trị sản xuất, kinh doanh xã Minh Khai năm 2007 đạt 157,5 tỷ đồng; so với năm 2006 tăng 17,5 tỷ đồng Trong đó:

+ Công nghiệp – xây dựng: 126,5 tỷ đồng