Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải ngành khoai mì tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai và đề xuất các biện pháp nâng cao hiệu quả

Cảm ơn cô chú, anh chị tại Doanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì của huyệnXuân Lộc, tỉnh Đồng Nai đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn,cũng như sự giúp đỡ, chỉ bảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

-NGUYỄN TIẾN HƯNG

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH KHOAI MÌ TẠI CÁC DOANH NGHIỆP VỪA VÀ NHỎ TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN XUÂN LỘC, TỈNH ĐỒNG NAI VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỂU QUẢ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số ngành: 60520320

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

-NGUYỄN TIẾN HƯNG

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH KHOAI MÌ TẠI CÁC DOANH NGHIỆP VỪA VÀ NHỎ TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN XUÂN LỘC, TỈNH ĐỒNG NAI VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỂU QUẢ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kếtquả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳcông trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồngốc

Học viên thực hiện Luận văn

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả thầy cô, giađình và bạn bè đã ủng hộ và giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn này; xin gửi lờicảm ơn đến tất cả thầy cô khoa Kỹ thuật môi trường – Trường Đại học công nghệthành phố Hố Chí Minh – những người đã tận tình truyền đạt những kiến thức quýbáu trong suốt thời gian qua Đặc biệt, em xin gửi đến T.S Đặng Viết Hùng lời trântrọng cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện luận văn tốtnghiệp

Xin cảm ơn quý thầy cô phản biện đã dành thời gian quan tâm đến luận văn vàđóng góp những ý kiến quý báu để luận văn được hòan thiện

Cảm ơn cô chú, anh chị tại Doanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì của huyệnXuân Lộc, tỉnh Đồng Nai đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn,cũng như sự giúp đỡ, chỉ bảo của anh chị làm việc trong phòng Thí nghiệm củaTrung tâm quan trắc và kỹ thuật môi trường Đồng Nai đã hỗ trợ phân tích các kếtquả nước thải

Cảm ơn đến lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trường, lãnh đạo Thanh tra SởTài nguyên và Môi trường; Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đồng Nai đã tạo điều kiện

để tôi được tham dự lớp cao học môi trường, giúp đỡ tôi về thời gian trong suốtkhóa học, cũng như cấp kinh phí giúp tôi hoàn thành khóa học một cách tốt nhất

Tp.HCM, ngày tháng năm 2014 Học viên thực hiện

Nguyễn Tiến Hưng

TÓM TẮT

Dựa vào những tài liệu thu thập và quá trình khảo sát, thu mẫu, phân tích nướcthải thực tế tại 03 Doanh nghiệp có quy mô lớn nhất tại huyện Xuân Lộc, tỉnh ĐồngNai, cũng là lớn nhất tỉnh Đồng Nai và tài liệu kỹ thuật hướng dẫn đánh giá sự phùhợp của công nghệ xử lý nước thải do Tổng cục môi trường đưa ra vào năm 2011 đểđánh giá thực trạng xử lý nước thải của 03 Doanh nghiệp trên các khía cạnh kinh tế,

kỹ thuật, môi trường và xã hội Từ đó sẽ khuyến cáo các Doanh nghiệp ngành côngnghiệp sản xuất tinh bột khoai mì nên hay không nên áp dụng các công nghệ xử lýhiện có

Dựa vào kết quả đánh giá sẽ đưa ra ưu và nhược điểm của từng hệ thống hiệnhữu, cũng như đề xuất các giải pháp cải tiến, nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sảnxuất tinh bột khoai mì Ngoài ra, sẽ thiết lập một hệ thống xử lý nước thải điển hìnhcho ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì để làm tài liệu cho các Doanhnghiệp tham khảo

According to reffrence document and surveying, taking sample, analyzingwaste water of three biggest companies at Xuan Loc district as well as Dong Naiprovince and technical guidance for conformance assessemnt document thatMONRE issued in 2011 to evaluate real situation of three companies on economicsite, environment site as well as social site Thence, proposing recommendationstoall company which be produced manioc starch to apply technology treatment

Base on evaluation result, advantage and essential points of each WWTP will

be given, as well as proposing to enhance efficiency of WWTP Besides, bestWWTP will be set up for all factories which produce manioc starch to reference

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH x

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

Sự cần thiết thực hiện đề tài 1

Mục tiêu nghiên cứu 1

Nội dung nghiên cứu 2

Phạm vi nghiên cứu 2

Phương pháp nghiên cứu 2

Ý nghĩa khoa học 3

Ý nghĩa thưc tiễn 3

Giới hạn đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ TẠI HUYỆN XUÂN LỘC, TỈNH ĐỒNG NAI 4

1.1 Thông tin chung về huyện Xuân Lộc 4

1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 6

1.2.1 Thông tin chung về cây khoai mì 6

1.2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 7

1.3 Nước thải nghành chế biến tinh bột khoai mì 14

1.3.1 Thành phần, tính chất của nước thải 14

1.3.2 Ô nhiễm nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì 15

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÁC

DOANH NGHIỆP ĐƯỢC NGHIÊN CỨU 17

2.1 Hệ thống tiêu chí đánh giá 17

2.1.1 Công nghệ phù hợp 17

2.1.2 Đánh giá, lựa chọn công nghệ phù hợp 17

2.1.3 Nhóm tiêu chí về môi trường 19

2.1.4 Nhóm tiêu chí về kinh tế 20

2.1.5 Nhóm tiêu chí về kỹ thuật 20

2.1.6 Nhóm tiêu chí về xã hội 21

2.1.7 Bảng tiêu chí đánh giá 21

2.2 Phương pháp đo đạc, phân tích, tính toán về hiện trạng xử lý 26

2.2.1 Thiết bị, dụng cụ dùng để thu mẫu 26

2.2.2 Quy trình chuẩn bị, thu mẫu, bảo quản và gửi mẫu 26

2.2.3 Phương pháp đo đạc, phân tích, tính toán 28

2.2.4 Vị trí thu mẫu 28

2.3 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải tại doanh nghiệp được nghiên cứu 29

2.3.1 Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú 29

2.3.1.1 Thông tin chung về Doanh nghiệp 29

2.3.1.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải 30

2.3.2 Công ty TNHH TM&SX Toàn Xuân Hưng 35

2.3.2.1 Thông tin chung về Doanh nghiệp 35

2.3.2.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải 36

2.3.3 Cơ sở chế biến tinh bột mì Phan Thành Tâm 40

2.3.3.1 Thông tin chung về Doanh nghiệp 40

2.3.3.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải 44

2.3.4 Đánh giá chung về chi phí đầu tư và vận hành của các Doanh nghiệp 44

2.4 Đánh giá hệ thống xử lý nước thải của các Doanh nghiệp được nghiên cứu dựa trên Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn đánh giá sự phù hợp do Tổng cục môi trường ban hành năm 2011 44

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG

NGHIỆP SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MỲ 48

3.1 Cơ sở đề xuất quy trình xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mỳ 48

3.1.1 Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải 48

3.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý sinh học kỵ khí sinh Methane 51

3.1.2.1 Quá trình sinh học kỵ khí 51

3.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học kỵ khí sinh Mêthane .56

3.1.3 Cơ sở lý thuyết xử lý Nitơ và phốt pho bằng phương pháp sinh học 57

3.1.3.1 Xử lý Nitơ Bằng Phương Pháp Sinh Học 57

3.1.3.2 Khử Phospho Bằng Phương Pháp Sinh Học 62

3.2 Đề xuất quy trình xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì 63

3.2.1 Yêu cầu thiết kế 63

3.2.2 Các điểm cần chú ý khi thiết kế các qui trình xử lý 63

3.2.3 Quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì 65

3.2.4 Thuyết minh quy trình công nghệ 65

3.2.5 Máy móc thiết bị, giá thành 68

3.2.6 Chi phí vận hành hệ thống xử lý 69

3.3 Đề xuất các giải pháp điều chỉnh hệ thống xử lý nước thải của các doanh nghiệp nghiên cứu 69

3.3.1 Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú 69

3.3.2 Công ty TNHH TM&SX Toàn Xuân Hưng 70

3.3.3 Cơ sở chế biến tinh bột mì Phan Thành Tâm 70

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 73

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải trước khi vào bể Biogas của Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 04/12/2013 74

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau khi qua Biogas 1 của Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 04/12/2013 75

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau khi qua Biogas 3 của Doanh nghiệp tưnhân Phong Phú được thu vào ngày 04/12/2013 76

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau mương hiếu khí trước khi thải vào hồ sinhhọc của Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 04/12/2013 77

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau bể lọc trước khi thải vào nguồn tiếp nhậncủa Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 04/12/2013 78

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau mương hiếu khí trước khi thải vào hồ sinhhọc của Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 18/12/2013 79

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau bể lọc trước khi thải vào nguồn tiếp nhậncủa Doanh nghiệp tư nhân Phong Phú được thu vào ngày 18/12/2013 80

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải trước khi vào bể Biogas của Công ty TNHHsản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng được thu vào ngày 05/12/2013 81

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải đầu ra sau Biogas, trước khi vào hồ lắng củaCông ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng được thu vào ngày05/12/2013 82

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau khi qua hồ lắng, trước khi vào hồ hiếu khícủa Công ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng được thu vào ngày05/12/2013 83

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hồ hiếu khí, trước khi thải vào hồ sinh họccủa Công ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng được thu vào ngày05/12/2013 84

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hồ sinh học, trước khi thải vào hồ chứakhông chống thấm của Công ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng đượcthu vào ngày 05/12/2013 85

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hồ hiếu khí, trước khi thải vào hồ sinh học

của Công ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng được thu vào ngày18/12/2013 86

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hồ sinh học, trước khi thải vào hồ chứakhông chống thấm của Công ty TNHH sản xuất thương mại Toàn Xuân Hưng đượcthu vào ngày 18/12/2013 87

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hệ thống xử lý nước thải, trước khi thảivào suối Gia Ui của Cơ sở chế biến tinh bột mì Phan Thành Tâm được thu vào ngày25/11/2013 88

- Phiếu kết quả thử nghiệm nước thải sau hệ thống xử lý nước thải, trước khi thảivào suối Gia Ui của Cơ sở chế biến tinh bột mì Phan Thành Tâm được thu vào ngày20/12/2013 89

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Cấu tạo của cây khoai mì 6

Hình 1.2: Quy trình Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 8

Hình 1.3: Thiết bị sàng dạng trống quay 9

Hình 1.4: Thiết bị rửa củ khoai mì 10

Hình 1.5: Máy nghiền bột 11

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải DNTN Phong Phú 30

Hình 2.2: Hình ảnh thực tế hệ thống xử lý nước thải 32

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải Công ty Toàn Xuân Hưng 36

Hình 2.4: Hình ảnh thực tế hệ thống xử lý nước thải 37

Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải Cơ sở Phan Thành Tâm 41

Hình 2.6: Hình ảnh thực tế hệ thống xử lý nước thải 42

Hình 3.1: Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí 52

Hình 3.2: Hệ thống kết hợp nitrate hóa và khử nitrate 4 giai đoạn 60

Hình 3.3: Hệ thống kết hợp nitrate hóa và khử nitrate bằng mương oxy hóa 60

Hình 3.4: Hệ thống A/O (Anaerobic/Oxic) 62

Hình 3.5: Hệ thống PhoStrip 62

Hình 3.6: Hệ thống SBR 62

Hình 3.7: Quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì 65

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thành phần tính chất nước thải tinh bột khoai mì sau khi đã được lắng,

lọc sơ bộ 14

Bảng 2.1: Hệ thống các tiêu chí đánh giá và thang điểm đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải 21

Bảng 2.2: Điều kiện áp dụng đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý 26

Bảng 2.3: Bảng thống kê thiết bị, dụng cụ dung để thu mẫu 26

Bảng 2.4: Bảng quy trình chuẩn bị, thu mẫu, bảo quản và gửi mẫu 26

Bảng 2.5: Bảng thống kê phương pháp thử cho từng thông số phân tích 28

Bảng 2.6: Các công trình đơn vị Hệ thống xử lý nước thải DNTN Phong Phú 33

Bảng 2.7: Kết quả phân tích nước thải tại các công trình đơn vị 34

Bảng 2.8: Công trình đơn vị Hệ thống XLNT của Công ty Toàn Xuân Hưng 38

Bảng 2.9: Kết quả phân tích nước thải của Công ty Toàn Xuân Hưng 39

Bảng 2.10: Công trình Hệ thống xử lý nước thải của Cơ sở Phan Thành Tâm 42

Bảng 2.11: Kết quả phân tích nước thải của Cơ sở Phan Thành Tâm 43

Bảng 2.12: Giá thành xử lý và chi phí vận hành của hệ thống xử lý nước thải 44

Bảng 2.13: Thang điểm đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải của các doanh nghiệp nghiên cứu 44

Bảng 3.1: Giá trị K và k tiêu biểu cho một số loại nước thải 50

Bảng 3.2: Phản ứng dị hóa các acid béo bởi vi khuẩn Syntrophomonas wolfei 54

Bảng 3.3: Năng lượng giải phóng từ phản ứng phân hủy kỵ khí có sự tiêu thụ H2 bởi vi khuẩn Methanogens hay Desulfovibrio 54

Bảng 3.4: Năng lượng giai đoạn tạo methane 55

Bảng 3.5: Nguồn cung cấp carbon trong quá trình khử nitrate 59

Bảng 3.6: Thông số động học quá trình khử nitrate 59

Bảng 3.7: Thông số thiết kế hệ thống khử P bằng phương pháp sinh học 63

Bảng 3.8: Chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu thiết kế 63

Bảng 3.9: Các hạng mục công trình Hệ thống xử lý nước thải 500m3/ngày.đêm 68

Bảng 3.10: Thống kê chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải 69

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

HCN: Axit xianhiđric

Fe: Sắt

H2SO4 : Axit_sunphuric

Al2(SO4)3: Phèn nhôm

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

DNTN: Doanh nghiệp tư nhân

TM&SX: Thương mại và sản xuất

UBND: Ủy ban nhân dân

QĐ: Quyết định

BTNMT: Bộ Tài nguyên và môi trường

AEROTANK: Bể xục khí

HDPE: High Density Poly Ethylen

TXH: Tòan Xuân Hưng

PTT: Phan Thành Tâm

VNĐ: Việt Nam đồng

BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá

COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học

MỞ ĐẦU

SỰ CẦN THIẾT THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Cây khoai mì được trồng ở Đồng Nai khá sớm, năm 1901 diện tích trồngkhoai mì khoảng 1.000 ha Năm 2010 diện tích đạt đến 17.000 ha, chủ yếu tập trungtại các huyện Vĩnh Cửu, Xuân Lộc, Long Thành và Trảng Bom Các Doanh nghiệptham gia sản xuất các sản phẩm từ nguyên liệu khoai mì trên địa bàn tỉnh Đồng Naikhoảng trên dưới 20 Doanh nghiệp, chủ yếu tập trung ở huyện Xuân Lộc

 Ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì phát sinh lượng nước thảirất lớn, với hàm lượng chất ô nhiễm cao Hiện tại, trên địa bàn tỉnh Đồng Nai cácDoanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì hầu hết đều đã đầu tư hệ thống xử lý nướcthải Tuy nhiên, theo thống kê có rất ít Doanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì xử

lý nước thải đạt quy chuẩn, tiêu chuẩn Quốc gia về môi trường

 Nhằm góp phần bảo vệ môi trường, Luận văn được thực hiện nhằm đánhgiá công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì của một số Doanh nghiệpsản xuất tinh bột khoai mì trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai dựa trên 03khía cạnh: Kỹ thuật, kinh tế và môi trường Từ đó đưa ra các giải pháp nhằm nângcao hiệu quả xử lý nước thải của ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mìnhằm giúp cho các Doanh nghiệp trong Ngành có một phương pháp cụ thể để đánhgiá và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với thực tế nhưng vẫn đáp ứngcác tiêu chí về kỹ thuật, kinh tế và môi trường

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì tại 3 Doanhnghiệp hoạt động trên địa bàn huyện Xuân Lộc dựa trên các khía cạnh: Kỹ thuật,kinh tế và môi trường

 Đề xuất các giải pháp nhằm cải tiến, nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lýnước thải sản xuất tinh bột khoai mì

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Nội dung 1: Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì:Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì; Thành phần tính chất nước thải sản xuất tinhbột khoai mì; thực trạng môi trường tại huyện Xuân Lộc liên quan đến ngành sảnxuất tinh bột khoai mì

 Nội dung 2: Tìm hiểu thực tế về hoạt động và hệ thống xử lý nước thải của

03 Doanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì tại Xuân Lộc - Đồng Nai: Thông tinchung của Doanh nghiệp, quy trình xử lý nước thải, cấu tạo của hệ thống xử lý,cách vận hành

 Nội dung 3: Đánh giá về hiện trạng xử lý nước thải: Đưa ra tiêu chí đểđánh giá sự phù hợp công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột khoai mì; căn cứkết quả thu thập, đo kiểm, phân tích để đánh giá

 Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp cải tiến, nâng cao hiệu quả xử lý nướcthải sản xuất tinh bột khoai mì cho từng doanh nghiệp, đồng thời đưa ra một hệthống xử lý điển hình cho ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Về không gian: Trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai

 Về thời gian: Luận văn thực hiện với số liệu, kết quả thu thập từ cuối năm

2013 và đầu năm 2014

 Về đối tượng: Luận văn nghiên cứu trên 03 đối tượng là Doanh nghiệp tưnhân Phong Phú; Công ty TNHH TM&SX Toàn Xuân Hưng và Cơ sở chế biến tinhbột mì Phan Thành Tâm

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Phương pháp tổng quan tài liệu

 Phương pháp thu thập thông tin

 Phương pháp điều tra thực địa

 Phương pháp lấy mẫu phân tích

 Phương pháp so sánh, đối chiếu

 Phương Pháp lấy ý kiến của chuyên gia

Ý NGHĨA KHOA HỌC

 Tạo thêm cơ sở dữ liệu trong việc đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử

lý nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì

Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Đối với Doanh nghiệp: Luân văn là tài liệu cung cấp cho các Doanh nghiệpsản xuất tinh bột khoai mì phương pháp đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lýnước thải từ đó đưa ra quyết định đầu tư công nghệ xử lý hoặc có những cải tiếncông nghệ xử lý nước thải phù hợp với thực tế của từng Doanh nghiệp để đảm bảonước thải sau hệ thống xử lý luôn đạt quy chuẩn, tiêu chuẩn Quốc gia về bảo vệ môitrường

 Đối với cơ quan quản lý nhà nước: Luận văn sẽ cung cấp cho các nhàquản lý nhà nước có một cái nhìn toàn diện về công nghệ xử lý nước thải ngànhcông nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì, để từ đó có những giải pháp, định hướng cụthể nhằm khuyến khích các Doanh nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì xây dựng hoặccải tiến công nghệ xử lý nước thải phù hợp nhằm đạt hiệu quả xử lý về môi trườngcao nhất

GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

 Luận văn chỉ nghiên cứu đối với 03 Doanh nghiệp tại địa bàn huyện XuânLộc, tỉnh Đồng Nai trong thời gian từ cuối năm 2013 và đầu năm 2014

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

TINH BỘT KHOAI MÌ 1.1 Thông tin chung về huyện Xuân Lộc:

Huyện Xuân Lộc nằm ở phía Đông Nam tỉnh Đồng Nai Phía Bắc giáp huyệnĐịnh Quán; Phía Nam giáp huyện Cẩm Mỹ và tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu; Phía Đônggiáp tỉnh Bình Thuận; Phía Tây giáp huyện Long Khánh

Toàn Huyện có 15 đơn vị hành chính cấp xã, trong đó có 1 thị trấn và 14 xã.Diện tích tự nhiên toàn Huyện 72.719 ha, dân số: 228.353 người, chiếm 12,3% vềdiện tích và 9,0% về dân số toàn tỉnh Đồng Nai, mật độ dân số 314 người/km2.Xuân Lộc có lợi thế về phát triển kinh tế hướng ngoại với các thế mạnh về nôngnghiệp, dịch vụ, công nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong phát triển nông nghiệptỉnh Đồng Nai và mở rộng mối giao lưu giữa Đồng Nai với các tỉnh Duyên HảiNam Trung Bộ và Bà Rịa-Vũng Tàu

Huyện Xuân Lộc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo Năng lượngbức xạ dồi dào (trung bình 154-158 Kcal/cm2-năm) Nắng nhiều (trung bình từ 5,7-

6 giờ/ngày) Nhiệt độ cao và cao đều quanh năm, (trung bình 25,4 oC Hầu nhưkhông có những thiên tai như : bão, lụt, rất thuận lợi cho phát triển kinh tế Lượngmưa lớn (trung bình từ 1.956-2.139 mm/năm), có xu thế giảm dần theo hướng từĐông Bắc xuống Tây Nam Mùa mưa thường bắt đầu vào tháng 5 kết thúc vào cuốitháng 11

Phần lớn sông suối trong địa phận Xuân Lộc thường ngắn và dốc nên khảnăng giữ nước rất kém, nghèo kiệt vào mùa khô Việc xây dựng các hồ chứa kết hợpvới chuyển tải nước từ ngoài vùng vào là rất cần thiết cho phát triển kinh tế-xã hội

mà đặc biệt là cho phát triển sản xuất nông-công nghiệp của Huyện

So với các khu vực khác ở Đông Nam bộ thì Đồng Nai nói chung và XuânLộc nói riêng có hạn chế lớn về thiếu nguồn nước ngọt để tưới cho cây trồng vàomùa khô, đòi hỏi phải bố trí cơ cấu cây trồng vật nuôi phù hợp với điều kiện củatừng tiểu vùng, kết hợp với ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước để tăng cường

thâm canh, nâng cao hiệu quả sản xuất, phát huy lợi thế về vị trí địa lý, địa hình, đấtđai và nguồn lực.

Về mức độ Tăng trưởng kinh tế: Thời kỳ 2006 – 2010, tốc độ tăng trưởng kinh

tế trong thời kỳ đạt 16,6%, cao gấp 1,26 lần so với tăng trưởng bình quân toàn Tỉnh(13,2%) và gấp 2,31 lần so với bình quân toàn quốc (7,2%) Đạt được thành quảtrên là nhờ công nghiệp tăng trưởng nhanh, đạt 37,9%; dịch vụ đạt 18,5% trong khinông nghiệp vẫn giữ được mức tăng trưởng khá ổn định 5,4%

Trong nông nghiệp, cả trồng trọt và chăn nuôi đều có tốc độ tăng trưởng cao,trình độ sản xuất luôn được nâng cao theo hướng công nghiệp hoá và tập trung đầu

tư theo chiều sâu Để tạo điều kiện cho chăn nuôi phát triển bền vững và dần trởthành ngành sản xuất chính trong lĩnh vực nông nghiệp, Huyện đã tiến hành xâydựng quy hoạch phát triển chăn nuôi và xây dựng các vùng khuyến khích phát triểnchăn nuôi, các cơ sở giết mổ tập trung đã được tiến hành và được UBND tỉnh ĐồngNai phê duyệt tại Quyết định số 3082/QĐ-UBND ngày 22/10/2009

Hiện trên địa bàn Xuân Lộc có 01 khu công nghiệp đã được Chính phủ chấpthuận thành lập tại xã Xuân Tâm – Xuân Hiệp vào đầu năm 2006 với diện tích109ha Ngoài ra, trên địa bàn huyện đã quy hoạch 02 cụm công nghiệp, với tổngdiện tích 40ha, đã được UBND Tỉnh phê duyệt quy hoạch chi tiết, đó là cụm côngnhgiệp Xuân Hưng 19ha, cụm công nghiệp Suối Cát 20ha

Về định hướng phát triển của huyện Xuân Lộc: Giữ vững mức phát triển nông

nghiệp ổn định từ 5 - 6%; tăng trưởng công nghiệp từ 35 – 40%, tăng trưởng dịch

vụ từ 18 – 20 %, trong đó tạo điều kiện để phát triển chăn nuôi và giết mổ tập trungmột cách bền vững, vì đây là lợi thế của Huyện và dần trở thành ngành sản xuấtchính trong lĩnh vực nông nghiệp; tập trung phát triển ngành công nghiệp khoai mìnhằm chế biến nguồn lương thực do người dân trong Huyện trồng được và tận dụngnguồn lương thực dồi dào của tỉnh Bình Thuận chuyển sang; thu hút các dự án ítgây ô nhiễm môi trường và tiêu tốn nhiều nhân công nhằm giải quyết vấn đề công

ăn việc làm cho người dân địa phương Ngoài ra, thu hút và tạo điều kiện cho pháttriển du lịch tại núi Gia Lào và các địa điểm khác cò tiềm năng

1.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì:

1.2.1 Thông tin chung về cây khoai mì:

Cây khoai mì (Cassava) hay còn gọi là củ khoai mì có tên khoa học là

Manihot esculenta Crantz, là loại cây lâu năm có củ ăn được, được trồng chủ yếu ở

các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Nó có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazone,Nam Mỹ Đến thế kỉ XVI, khoai mì mới được trồng ở Châu Á và Châu Phi Ở nước

ta, khoai mì được trồng khắp nơi từ Bắc tới Nam

Hình 1.1: Cấu tạo của cây khoai mì

Khoai mì bao gồm nhiều loại khác nhau Căn cứ vào kích thước, màu sắc củ,thân, gân lá, vị ngọt hay đắng (quyết định bởi hàm lượng acid HCN cao hay thấp)

mà người ta tiến hành phân loại khoai mì Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất tinhbột người ta phân thành hai loại:

 Khoai mì ngọt: hàm lượng HCN nhỏ hơn 50 mg/kg củ và ta có thể ăn được

ngay mà không bị ngộ độc Loại khoai mì này có hàm lượng tinh bột thấp, cho năngsuất thấp, thân khoai mì yếu dễ gãy, có ít nhựa mủ, lá cây màu xanh tươi, củ nhỏ

tươi sẽ bị ngộ độc, trong thành phần khoai mì đắng chứa rất nhiều tinh bột (trên20%) Loại khoai mì này cho năng suất cao, thân có nhiều nhựa mủ, củ lớn, lá cây

có màu xanh thẫm

Cây khoai mì có thể trồng ở các bờ đất nghèo chất dinh dưỡng mà tại đó cácloại cây ngũ cốc và các loại cây hoa màu khác không thể phát triển tốt được, nó cókhả năng chịu được hạn hán tốt hơn các cây lương thực khác

1.2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì:

Tinh bột khoai mì đã được sản xuất từ rất lâu trên thế giới cũng như ở nước ta.Phương pháp sản xuất tinh bột ở trong nước cũng như một số doanh nghiệp tạihuyện Xuân Lộc chủ yếu là phương pháp cơ học Dựa theo tính chất của tinh bột làkhông hòa tan trong nước, kích thước hạt nhỏ, tỉ trọng của hạt tinh bột chênh lệchnhiều với nước mà dùng các biện pháp nghiền, rây, rửa, lắng hoặc ly tâm để tách lấytinh bột

Hình 1.2: Quy trình Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì

Nguyên liệu đầu vào (Khoai mì tươi)

Nước thải

Bụi

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Lựa chọn nguyên liệu để đưa vào sản xuất tinh bột là khâu đầu tiên rất quantrọng, góp phần quyết định chất lượng của tinh bột thành phẩm sau này

Phương pháp lựa chọn nguyên liệu hiện nay chủ yếu là phương pháp cảmquan Hiện nay chưa có quy định chung về chất lượng khoai mì đưa vào sản xuấttinh bột nhưng ở từng nhà máy đều có quy định riêng về chỉ số chất lượng Ví dụnhư:

+ Hàm lượng tinh bột trong củ sắn phải từ 14-15% trở lên

+ Lượng củ nhỏ và ngắn (chiều dài nhỏ hơn 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhấtnhỏ hơn 1,5cm) không quá 4%

+ Củ dập nát và gẫy vụn không quá 3%

+ Lượng đất và tạp chất chiếm tối đa 1,5-2%

+ Không có củ thối

Khoai mì sau khi thu mua về có thể chưa đưa vào sản xuất ngay thì phải bảoquản khoai mì tươi trong một khoảng thời gian nhất định Tuy nhiên, để chất lượngtinh bột thành phẩm là tốt nhất, khoai mì sau khi thu mua về nên chế biến ngaytrong vòng 48h

 Rửa và bóc vỏ:

Mục đích của quá trình rửa và bóc vỏ là làm sạch nguyên liệu và tách bỏ phần

vỏ lụa của củ vì nếu rửa không sạch thì đất cát sẽ làm tạp chất lẫn vào tinh bột sẽlàm tăng độ tro, độ màu thành phẩm, tinh bột sẽ không có chất lượng cao

Thiết bị rửa củ thường dùng trong sản xuất tinh bột khoai mì là thiết bị thùnghình trụ có đục lỗ, để ngập trong nước Tại thiết bị rửa củ củ, củ khoai mì được rửasạch dưới áp lực của nước, ma sát giữa các củ cũng như ma sát giữa củ với thànhthiết bị, với cánh quay

Hình 1.4: Thiết bị rửa củ khoai mì

Một thiết bị rửa có hiệu quả cao khác là thiết bị rửa dạng thùng quay với ốngbên trong để xịt nước rửa củ

Tuỳ thuộc mức độ và đặc tính tạp chất của nguyên liệu mà thới gian rửa có thể

từ 8-15 phút, chi phí nước rửa từ 2-4 m3 /1 tấn nguyên liệu

Mục đích của quá trình nghiền là giải phóng tinh bột khỏi tế bào bằng cáchphá vỡ màng tế bào khoai mì Đây là khâu quan trọng nhất trong việc quyết địnhhiệu suất thu hồi tinh bột Sự phá vỡ màng tế bào càng triệt để thì hiệu suất tách tinhbột càng cao

Thiết bị nghiền thường dùng nhất hiện nay là máy nghiền Jahn: Máy nghiền này có một rotor làm bằng gỗ cứng hay ống thép, có đường kính khoảng 50 cm, trên đó có rạch những rãnh theo chiều dọc để gắn những lưỡi dao hay lưỡi cưa Tuỳ theo nhu cầu mà có thể có từ 10 đến 12 răng cưa trên lưỡi dao Các lưỡi dao được đặt cách nhau khoảng 6-7mm.

Hình 1.5: Máy nghiền bột

Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu sau khi nhập vào máy nghiền được máynghiền thành khối bột mịn nhờ sự cọ xát của bộ phận nghiền quay xung quanh mộttrục Trong quá trình nghiền ta có xối nước để nước đưa bột nghiền ra ngoài thôngqua lỗ lưới

Hỗn hợp thu được sau khi nghiền không chỉ chứa tinh bột mà còn lẫn các tạpchất khác như vỏ tế bào, dịch bào thoát ra do quá trình nghiền, tế bào còn nguyên,nước… Do đó, quá trình tách bã thô nhằm mục đích tách phần lớn lượng bã thô rakhỏi hỗn hợp

Nguyên liệu sau khi ra khỏi thiết bị nghiền được pha loãng đến nồng độ 27oBxbằng nước sạch hoặc nước thu được sau quá trình tách tinh bột Hỗn hợp sau khipha loãng được đưa đến thiết bị rây để tách tinh bột tự do ra khỏi các tạp chất lớn.Sau khi qua rây nguyên liệu được chia làm 2 phần:

+ Phần không lọt qua rây gồm các xơ lớn, các mảnh vụn và những hạt tinh bột

tự do chưa tách hết được đưa xuống máy nghiền lần thứ hai

+ Phần lọt qua rây được đưa qua máy ly tâm để tách dịch bào

Bã sau khi tách vẫn còn một lượng tinh bột tự do bám lại Vì vậy, để tăng hiệuquả của quá trình tách, người ta thu hồi lượng bã cho trở lại máy nghiền Sau khinghiền xong, bã tiếp tục được tách lượng tinh bột sót Tuy nhiên, trong bã vẫn cònlại một lượng nào đó không thể tách hết được Ngoài tinh bột ra còn một lượngdextrin, đường, chất pectin, chất khô của bã Vì vậy, bã thô sẽ được đưa ra bể chứa

bã để tận dụng làm thức ăn gia súc.

Để tách bã thô, người ta có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau

+ Thiết bị rây quay (The rotating screen): Dạng đơn giản của một thiết bị rây

quay bao gồm một khung hình nón làm bằng gỗ cứng, cố định vào một góc, đặt hơinghiêng, có trục nằm ngang dài ít nhất 3m, được phủ bằng một lớp vải thôngthường hoặc gắn một lưới mỏng, khi sử dụng lưới, ta phải thường xuyên chải đểlàm sạch tạp chất gây bít lỗ rây Hiện nay các loại thiết bị rây quay thường chỉ được

sử dụng cho các nhà máy có quy mô vừa do hiệu suất thu hồi tinh bột không cao,tốn nước

+ Thiết bị rây rung (The shaking screen): trong những nhà máy lớn, kiểu rây

quay được thay thế bằng kiểu rây rung Thiết bị bao gồm một khung hơi nghiêngtheo phương ngang, dài khoảng 4m và được lót bởi một lưới kim loại mỏng Khungcủa rây được truyền chuyển động rung dọc theo chiều dài nhờ một thanh truyền lệchtâm Hiệu quả của quá trình rây có thể được cải thiện bằng cách thêm một hoặcnhiều rãnh cạn nằm ngang trên bề mặt sàng Nhờ vào chuyển động rung của sàng,những rãnh này tạo ra chuyển động xoáy mạnh làm việc tách những hạt tinh bột rakhỏi hỗn hợp diễn ra tốt hơn

+ Thiết bị ly tâm: Để tăng hiệu quả của quá trình tách có thể sử dụng máy ly

tâm Dưới tác dụng của lực ly tâm, do chênh lệch khối lượng nên phần bã và nướcdịch có chứa các hạt tinh bột sẽ được tách riêng

Phần dung dịch lọt qua rây sau khi tách bã thô được đưa vào thiết bị ly tâm đểtách dịch bào Quá trình tách dịch bào nhằm mục đích loại phần dịch bào có chứapolyphenol và enzyem polyphenoloxydase và các hợp chất hòa tan khác để hạn chếquá trình oxy hóa làm chuyển màu tinh bột và các phản ứng hóa học, hóa sinh khácảnh hưởng đến chất lượng của tinh bột thành phẩm

Để tách triệt để được dịch bào phải tiến hành ly tâm ít nhất 2 lần Sau mỗi lần

ly tâm, dịch tinh bột được pha loãng tới nồng độ 27oBx rồi đưa qua rây để tách bãmịn Sữa tinh bột lọt qua rây được đưa vào máy ly tâm tách dịch một lần nữa Nồng

độ sữa tinh bột vào máy ly tâm khoảng 3oBx Nước dịch ra khỏi máy ly tâm được

đưa đi lắng tiếp tục để thu tinh bột loại hai.

Trong thành phần dịch bào có chứa nhiều chất khác nhau nhưng trong sản xuấttinh bột đặc biệt chú ý tới các hợp chất polyphenol và hệ enzymepolyphenoloxydase Khi tế bào của củ bị phá vỡ, các polyphenol tiếp xúc với oxy vàdưới tác dụng của enzyme polyphelnoloxydase sẽ oxy hóa tạo thành chất màu làmcho tinh bột mất màu trắng Lớp tinh bột phía trên bề mặt sẽ bị oxy hóa nhanh hơnlớp dưới Khi tinh bột chuyển màu thì không thể tẩy rửa hoàn toàn chất màu khỏitinh bột bằng nước sạch được Quá trình oxy hóa bắt đầu từ khi mài xát đặc biệt xảy

ra nhanh khi các máy đảo trộn sữa tinh bột thô Tinh bột chuyển màu sẽ làm giảmgiá trị của sản phẩm Để khắc phục quá trình oxy hóa yêu cầu quy trình sản xuấtphải ngắn, tách dịch bào càng nhanh càng tốt Và trong toàn bộ quy trình tinh bộtđều phải ngập trong nước Tách dịch bào sớm tinh bột sẽ trắng đồng thời ít tạo bọt

sẽ dễ dàng cho những khâu gia công tiếp theo, mặt khác tinh bột thành phẩm giữnguyên được tính chất hóa lý tự nhiên của nó

Hóa chất sử dụng:

+ H2SO4 được thêm vào ở nông độ thấp giúp giữ màu trắng của tinh bột

+ Al2(SO4)3 làm giảm độ nhớt, tăng hiệu quả quá trình lắng (Ví dụ nếu thêmvào 0,1g/l sữa tinh bột 2oBx giảm được 50% độ dính)

+ SO2 (H2SO3) ức chế hoạt động của vi khuẩn và enzyme Ngoài ra, nó cũng làmột tác nhân để làm trắng tinh bột SO2 được sục vào nước tinh khiết rồi mới chovào

+ Clorine và các hợp chất của nó cũng có tác dụng tẩy trắng và giảm độ nhớtrất tốt

Để tách dịch bào, thường người ta sử dụng các máng lắng làm việc theonguyên tắc trọng lượng hoặc máy ly tâm làm việc theo nguyên tắc lực ly tâm Ở quy

mô nhỏ người ta còn sử dụng cả bể lắng nhưng chất lượng tinh bột thu được khôngtốt

+ Thiết bị lắng: Trước đây ở các nhà máy nhỏ thì người ta thường sử dụng các

thùng lắng đặt liên tiếp nhau Trong các nhà máy lớn, người ta sử dụng máng lắngvới kích thước, chiều dài lớn hơn thùng lắng nhiều lần

1.3 Nước thải nghành chế biến tinh bột khoai mì:

1.3.1 Thành phần tính chất nước thải:

Tuỳ theo công nghệ sản xuất mà lượng nước thải sinh ra nhiều ít khác nhau

Ở huyện Xuân Lộc quy trình sản xuất sử dụng 10-20m3 nước/tấn sản phẩm Trungbình để sản xuất 1 tấn tinh bột cần 3.8÷4 tấn củ tươi tiêu hao 16 ÷20 m3 nước

Nước được sử dụng trong quá trinh sản xuất chủ yếu ở các công đoạn rửa củ,

ly tâm, sàng loại sơ, khử nước Lượng nước thải phát sinh nhà máy dự kiến có 10%bắt nguồn từ nước rửa củ và 90% xả ra từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước

Bảng 1.1: Thành phần tính chất nước thải tinh bột khoai mì sau khi đã được lắng, lọc sơ bộ

Chỉ tiêu DNTN Phong Phú Công ty Toàn Xuân Hưng

khi gặp nước sẽ chuyển hóa thành acid H2SO3 làm cho pH trong nước giảm xuốngkhá nhiều

1.3.2 Ô nhiễm nước thải sản xuất tinh bột khoai mì:

Trong công nghiệp chế biến tinh bột, nước được sử dụng trong quá trình sảnxuất chủ yếu là ở công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử nước

Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ

để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽlàm cho tinh bột có màu rất xấu

Trong công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đíchrửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì

Ngoài ra, nước còn được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khốilượng không đáng kể

Nước thải ngành công nghiệp sản xuất tinh bột mì mang theo nồng độ ô nhiễmrất lớn

 Độ pH thấp :

Độ pH của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồnnước tiếp nhận do các loại vi sinh vật có tự nhiên trong nước bị kìm hãm phát triển.Ngoài ra, khi nước thải có tính axít sẽ có tính ăn mòn, làm mất cân bằng trao đổichất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống

Nước thải chế biến tinh bột có hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh họccao, khi xả trực tiếp vào nguồn nước do hoạt động của hệ vi sinh vật phân hủy chấthữu cơ trong nước sẽ gây suy giảm nghiêm trọng nồng độ oxy hòa tan trong nước.Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảmkhả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinhhoạt và công nghiệp

 Hàm lượng chất lơ lửng cao:

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất vẻ

mỹ quan mà quan trọng nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống,gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu giảm quá trình trao đổioxy và truyền sáng, dẫn nước đến tình trạng kỵ khí Mặt khác một phần cặn lắngxuống đáy gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè đồng thờithực hiện quá trình phân hủy kỵ khí giải phóng ra mùi hôi thối gây ô nhiễm cho khuvực xung quanh

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ cácloài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếuoxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tớichất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớpmàng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vậttầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên đều gây tác động xấu tới chấtlượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ1,2 – 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc giayêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

CHƯƠNG 2:

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

TẠI CÁC DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU2.1 Hệ thống tiêu chí đánh giá:

2.1.1 Công nghệ phù hợp:

Công nghệ phù hợp là công nghệ có thể đáp ứng các quy chuẩn/tiêu chuẩn về

xả thải và thích nghi của công nghệ đó đối với điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội.Công nghệ phù hợp có thể là công nghệ hiện đại hay đơn giản Như vậy, một côngnghệ phù hợp trong bối cảnh phát triển bền vững là khi công nghệ này có chi phíthấp nhất (chi phí đầu tư và vận hành), khả thi về mặt kỹ thuật và pháp lý, đảm bảohiệu quả xử lý ô nhiễm và được cộng đồng chấp nhận (Mara, 1996; Sarmento, 2001;Ujang & Buckley, 2002)

2.1.2 Đánh giá, lựa chọn công nghệ phù hợp:

Việc chọn lựa công nghệ xử lý nước thải phù hợp được thực hiện dựa trên việcxem xét, đánh giá rất nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau Vấn đề được quan tâmhàng đầu trong việc lựa chọn công nghệ là bản chất ứng dụng công nghệ chẳng hạncông nghệ xử lý/ tái chế/ tái sử dụng,… tiếp theo đó các yếu tố ảnh hưởng bao gồmhiệu quả, chi phí, các yếu tố xã hội và thể chế cũng được quan tâm trong việc lựachọn công nghệ xử lý thích hợp (Singhirunênêusorn & Stenstrom, 2009)

Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra những quan điểm khác nhau đối vớiđánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý chất thải Theo Alaerts và cộng sự (1990),một hệ thống xử lý chất thải khả thi nếu nó có hiệu quả về kinh tế, kỹ thuật, đáng tincậy và có thể quản lý dễ dàng Dựa trên những thuật ngữ chung như trên, một vàitiêu chí mang tính khả thi được xác định như:

- Khả thi về môi trường.

- Đáng tin cậy.

- Có thể quản lý về tổ chức và kỹ thuật.

- Nguồn chi phí và tài chính.

- Có thể ứng dụng theo hướng tái sử dụng

Mỗi tiêu chí được chia ra thành các chỉ tiêu khác nhau, các chỉ tiêu này cầnđược xem xét trong việc đánh giá tính ổn định của hệ thống Boshier (1993) nghiêncứu ba trường hợp ở New Zealand trong đó cộng đồng phải quyết định phương áncông nghệ thích hơp để xử lý và thải bỏ bùn cống rãnh, Ông kết luận rằng nhữngtiêu chí hữu ích nhất để đánh giá các phương án công nghệ khác nhau là:

- Sự tham gia và cam kết của cộng đồng.

- Sự sẵn có của cơ sở hạ tầng kỹ thuật như có sẵn bãi đỗ để thải bỏ.

- Các khía cạnh văn hoá và môi trường địa phương.

- Các hiểm họa, rủi ro về môi trường.

- Chi phí.

- Các khía cạnh về kỹ thuật

Trong các trường hợp nghiên cứu này, các yếu tố về điều kiện văn hoá môitrường địa phương đóng vai trò quyết định trong việc chọn phương pháp xử lý.Dummade (2002) đề xuất nhiều chỉ thị để đánh giá tính ổn định của công nghệngoại nhập cho các nước đang phát triển và phân loại chúng thành sơ cấp và thứcấp Khả năng thích ứng của một công nghệ với môi trường và xã hội được xem xétnhư chỉ thị sơ cấp, chỉ thị thứ cấp là một nhóm gồm bốn loại như sau:

- Sử dụng ít tài nguyên/năng lượng hoặc có khả năng sản xuất tài

nguyên/năng lượng.

- Hiệu quả xử lý và sự ổn định của hệ thống.

- Linh động về mặt ứng dụng ở các quy mô khác

- Đơn giản trong xây dựng, vận hành và bảo dưỡng.

Nghiên cứu tổng quan tài liệu cho thấy có nhiều điểm tương tự giữa các tiêuchí đưa ra từ các tác giả khác nhau để đánh giá tính khả thi và ổn định của côngnghệ xử lý chất thải ở những vùng miền khác nhau Dựa vào điều kiện thực tế củaViệt Nam, 04 nhóm tiêu chí và 21 chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá và lựa chọn

công nghệ xử lý nước thải phù hợp Những tiêu chí kỹ thuật liên quan đến vấn đề kỹ

thuật như thiết kế, xây dựng, vận hành và độ tin cậy của công nghệ Đối với bất kỳ

hệ thống xử lý nước thải nào, mục tiêu quan trọng nhất là đạt tiêu chuẩn/quy chuẩn

môi trường hay tuân thủ quy định về môi trường Ngoài ra, hiệu quả xử lý của mỗi

công trình đơn vị cũng phản ánh sự phù hợp trong thiết kế, vận hành công trình đơn

vị đó, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của tồn tại hệ thống Xây hai hệthống xử lý có chi phí xây dựng và vận hành tương đương nhau, hệ thống có hiệuquả loại bỏ chất ô nhiễm cao hơn thì sẽ an toàn trong việc tuân thủ quy định về môi

trường hơn (Lucas, 2004) Độ tin cậy của hệ thống bao gồm độ tin cậy đối với khả

năng vận hành và độ tin cậy của thiết bị Độ tin cậy của hệ thống được đánh giátheo hiệu quả xử lý trong điều kiện bình thường và trong trường hợp sự cố, tần xuất

hư hỏng thiết bị, và ảnh hưởng của sự cố hư hỏng thiết bị đến hiệu quả xử lý

(Eisenberg v cộng sự, 2001) Khả năng quản lý hệ thống về mặt kỹ thuật mà Alaerts

và cộng sự (1990) được đề cập cũng có thể được xếp vào nhóm tiêu chí này Khảnăng quản lý hệ thống liên quan đến các yếu tố như tần suất bảo dưỡng hệ thống,khả năng thay thế thiết bị bằng thiết bị có sẵn hoặc tự chế tạo ở địa phương và yếu

tố nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cần thiết để quản lý hệ thống (Dunmade,2002; Lucas, 2004)

2.1.3 Nhóm tiêu chí về môi trường:

Xét đến khả năng bền vững về mặt môi trường như khả năng tái sử dụng nướcthải để tưới tiêu, khả năng tái sử dụng sản phẩm thứ cấp như khí thải (biogas) vàbùn thải hữu cơ (biosolids) Tại các nước đang phát triển, nước thải và các sảnphẩm thứ cấp sau quá trình xử lý được xem như những nguồn tài nguyên Nước thảisau quá trình xử lý phù hợp có thể sử dụng để tưới tiêu trong nông nghiệp do cóchứa thành phần dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng (Kalbermatten và cộng sự,1982; Pickford, 1995; Parr và cộng sự, 1999) Ngoài ra, mức độ phát thải vào môi

trường không khí, đất và nước cũng được quan tâm Các khí thải có thể là khímethane từ quá trình xử lý sinh học kỵ khí, mùi hôi từ quá trình xử lý sinh học kỵkhí lẫn hiếu khí (Alaerts v cộng sự, 1990), hơi nước mang mầm bệnh phát tán ramôi trường xung quanh và các phát thải thứ cấp (CO2, CO, NOx, SOx) từ các thiết

bị sử dụng nhiên liệu trong hệ thống Ngoài ra, các yếu tố như tiêu thụ hoá chất, nhucầu năng lượng sử dụng trong quá trình vận hành và diện tích không gian sử dụngcủa hệ thống cũng được liệt kê vào nhóm tiêu chí này

2.1.4 Nhóm tiêu chí về kinh tế:

Liên quan đến vốn đầu tư xây dựng công trình, chi phí vận hành và chi phí bảotrì - bảo dưỡng công trình Chi phí xây dựng công trình được sử dụng để so sánhnhiều phương án xây dựng trong cùng một khu vực với điều kiện kinh tế tương tựnhau (Alaerts và cộng sự, 1990) Chi phí xây dựng bao gồm chi phí nguyên vật liệuxây dựng, công lao động, vận chuyển và một số chi phí phụ trợ khác như điện,

nước, láng trại, v.v Chi phí này có thể được biểu diễn qua quá trình sản xuất, đầu

tư và xây dựng một đơn vị diện tích, thể tích công trình hay một đơn vị nước thải

Chi phí vận hành (bao gồm chi phí điện, nước, hóa chất, nhân công) và chi phí

bảo trì và sửa chữa công trình có thể được biểu diễn bằng chi phí xử lý trên một đơn

vị nước thải

2.1.5 Nhóm tiêu chí về kỹ thuật:

Liên quan đến vấn đề kỹ thuật như thiết kế, xây dựng, vận hành và độ tin cậy của công nghệ Đối với bất kỳ hệ thống xử lý nước thải nào, mục tiêu

quan trọng nhất là đạt tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường hay tuân thủ quy định

về môi trường Ngòai ra, hiệu quả xử lý của mỗi công trình đơn vị cũng phản

ánh sự phù hợp trong thiết kế, vận hành công trình đơn vị đó, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống Hai hệ thống xử lý có chi phí xây dựng vận hành tương đương nhau, hệ thống có hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm cao hơn thì sẽ an tồn trong việc tuân thủ quy định về môi trường hơn (Lucas,

2004) Độ tin cậy của hệ thống bao gồm độ tin cậy đối với khả năng vận hành

và độ tin cậy của thiết bị Độ tin cậy của hệ thống được đánh giá theo hiệu

quả xử lý trong điều kiện bình thường và trong trường hợp sự cố, tần xuất hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng của sự cố hư hỏng thiết bị đến hiệu quả xử lý

(Eisenberg v cộng sự, 2001) Khả năng quản lý hệ thống về mặt kỹ thuật mà

Alaerts và cộng sự (1990) đã đề cập cũng có thể được xếp vào nhóm tiêu chí này Khả năng quản lý hệ thống liên quan đến các yếu tố như tần suất bảo dưỡng hệ thống, khả năng thay thế thiết bị bằng thiết bị có sẵn hoặc tự chế tạo

ở địa phương và yếu tố nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cần thiết để quản lý hệ thống (Dunmade, 2002; Lucas, 2004)

2.1.6 Nhóm tiêu chí về xã hội:

Liên quan đến quan niệm và yếu tố truyền thống trong việc thiết kế hệ thống

xử lý nước thải (Kalbermatten và cộng sự, 1982) Ví dụ, việc sử dụng bùn septic cónguồn gốc từ phân hầm cầu trong các hệ thống xử lý sinh học cần được cộng đồngnhận thức và chấp nhận Những tiêu chí xã hội bao gồm mức độ chấp nhận củacộng đồng đối với những ảnh hưởng do hệ thống xử lý nước thải gây ra, chẳng hạnnhư mùi hôi, tiếng ồn và rung do động cơ từ vận hành của hệ thống xử lý chất thải

(Tsagarakis và cộng sự, 2001) Ngồi ra, yếu tố tác động đến mỹ quan của khu vực

cũng có thể được liệt kê vào nhóm tiêu chí này

2.1.7 Bảng tiêu chí đánh giá:

Dùng làm cơ sở để đánh giá sự phù hợp đối với công trình xử lý môi trường của các Doanh nghiệp, nhằm khuyến cáo hoặc khuyến khích áp dụng.

Bảng 2.1 Hệ thống các tiêu chí đánh giá và thang điểm đánh giá sự phù hợp

của công nghệ xử lý nước thải.

STT Tiêu chí

Điểm

số tối đa

Ví dụ minh họa

Ví dụ khoảng dao động điểm số

1 Mức độ tuân thủ các quy định về xả thải(QCVN) A1 15

Cả 3 lần lấy mẫu, tất cả các chỉ tiêu đều

1/3 lần lấy mẫu, có xác suất ít nhất một

1/3 lần lấy mẫu, có xác suất ít nhất hai

Cả 3 lần lấy mẫu, có xác suất ít nhất một

2 Hiệu quả của công nghệ (% loại bỏ chất ô nhiễm) A2 3

Hiệu quả xử lý đạt trên 80% (đối với ít

nhất 5 chỉ tiêu chính được lựa chọn phụ

thuộc vào đặc tính của ngành công

nghiệp)

3

Hiệu quả xử lý đạt 60-80% (đối với ít

nhất 5 chỉ tiêu chính được lựa chọn phụ

thuộc vào đặc tính của ngành công

nghiệp)

0-2

3 Tuổi thọ, độ bền của công trình, thiết bị A3 5

4 Tỷ lệ nội địa hóa của hệ thống máy móc,thiết bị A4 5

Toàn bộ thiết bị, linh kiện được sản xuất

50% thiết bị, linh kiện được sản xuất và

Toàn bộ thiết bị, linh kiện do nước ngoài

5 Khả năng thay thế linh kiện, thiết bị A5 5

Thiết bị, linh kiện không có sẵn tại địa

Thiết bị, linh kiện không có ở Việt Nam

6 Khả năng thích ứng khi tăng nồng độhoặc lưu lượng nước thải đầu vào A6 3

Hiệu quả xử lý không (hoặc ít) bị ảnh

hưởng khi nồng độ hoặc lưu lượng thay

Hệ thống chỉ có khả năng xử lý đúng với

7 Thời gian xây dựng hệ thống (từ xâydựng đến khi chính thức đưa vào sử

Thời gian xây dựng, lắp đặt và vận hành

8 Mức độ hiện đại, tự động hóa của công

Không hoặc ít có khả năng lắp ghép và

10

Thời gian tập huấn cho cn bộ vận hành hệ

thống xử lý nước thải cho đến khi cán bộ

11 Chi phí xây dựng và lắp đặt thiết bị (tính

12 Chi phí vận hành (tính theo VNĐ/m3nước thải) B2 9

13 Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa B3 7

Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa ở mức độ

14 Diện tích không gian sử dụng của hệ

15 Nhu cầu sử dụng nguyên liệu và nănglượng C2 4

Mức độ sử dụng hóa chất, năng lượng ở

16 Khả năng tái sử dụng chất thải thứ cấp C3 3

Có thu hồi, tái sử dụng nước thải, khí thải

Không hoặc ít có khả năng thu hồi, tái sử

dụng nước thải, khí thải cho mục đích sử

Không hoặc ít có giải pháp hoặc khả

19 Mức độ mỹ học và cảm quan của hệthống D1 3

Được thiết kế và xây dựng đẹp, phù hợp

Thiết kế chưa đẹp hoặc chưa phù hợp với

20 Khả năng thích ứng với các điều kiệnvùng, miền D2 4

Sử dụng tốt trong các điều kiện vùng,

Chỉ sử dụng tốt trong điều kiện vùng,

về xả thải vào nguồn tiếp nhận, thuộc tiêu chí kỹ thuật, phải có số điểm ít nhất là 10điểm (>10) Việc phân loại, xác định sự phù hợp của các công nghệ xử lý nước thải(công nghệ khuyến khích áp dụng, có thể áp dụng hoặc không nên áp dụng) được ápdụng theo các điều kiện được trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Điều kiện áp dụng đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý

50 =< Tổng điểm =< 70 Có thể áp dụng

Tổng điểm >= 70 Khuyến khích áp dụng

2.2 Phương pháp đo đạc, phân tích, tính toán về hiện trạng xử lý:

2.2.1 Thiết bị, dụng cụ dùng để thu mẫu:

Bảng 2.3 Bảng thống kê thiết bị, dụng cụ dung để thu mẫu

1 Lấy mẫu nước Thiết bị lấy mẫu nước (xô, ca Inox)

Bơm lấy mẫu nước

4 Trang bị khác

Trang bị bảo hộGăng tay

Hóa chất bảo quản

2.2.2 Quy trình chuẩn bị, thu mẫu, bảo quản và gửi mẫu:

Bảng2.4 Bảng quy trình chuẩn bị, thu mẫu, bảo quản và gửi mẫu

- Súc rửa bình chứa bằng nước của thủy vựccần lấy mẫu

- Đổ bỏ nước súc rửa đảm bảo không gâynhiễm bẩn nước khu vực lấy mẫu