Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột sắn bằng thực vật thủy sinh tại nhà máy liên doanh sản xuất tinh bột sắn kon tum 271448

  • 102 trang
  • file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
PHẠM THỊ LỤA
PHẠM THỊ LỤA
QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ
MÔI TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT SẮN BẰNG THỰC
VẬT THỦY SINH TẠI NHÀ MÁY LIÊN DOANH SẢN XUẤT
TINH BỘT SẮN KON TUM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
KHOÁ 2011B
Hà Nội – Năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
PHẠM THỊ LỤA
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT SẮN BẰNG THỰC VẬT
THỦY SINH TẠI NHÀ MÁY LIÊN DOANH SẢN XUẤT
TINH BỘT SẮN KON TUM
Chuyên ngành : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC LÂN PGS.TS. NGÔ THỊ NGA
Hà Nội – Năm 2013
0
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột sắn bằng
thực vật thủy sinh tại nhà máy Liên doanh sản xuất tinh bột sắn Kon Tum” do
PGS.TS Ngô Thị Nga hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công
bố trong bất cứ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được
chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 18 tháng 3 năm 2013
Học viên
Phạm Thị Lụa
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Ngô Thị Nga, đã tận tình hướng
dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn các Thầy, Cô giáo Viện khoa học và
Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, dạy
dỗ, tạo điều kiện và đóng góp nhiều ý kiến cũng như kinh nghiệm trong thời gian
qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn: Viện Môi trường Nông nghiệp đã tạo điều kiện
thuận lợi về cơ sở vật chất để nghiên cứu thực nghiệm các nội dung của đề tài.
Xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến bạn bè đồng nghiệp đã có những ý kiến góp
ý cho tôi hoàn chỉnh luận văn.
Xin cảm ơn các cơ quan, đơn vị, cá nhân đã giúp đỡ tôi trong quá trình điều
tra thu thập tài liệu phục vụ đề tài.
Cuối cùng xin cảm ơn tấm lòng của những người thân yêu trong gia đình đã
động viên, cổ vũ, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và
hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 18 tháng 3 năm 2013
Học viên
Phạm Thị Lụa
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I ................................................................................................................. 3
TỔNG QUAN ............................................................................................................. 3
1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn ............................................................................ 3
1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới..................................................... 3
1.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam ..................................................... 4
1.2. Các vấn đề môi trường của quá trình sản xuất tinh bột sắn ................................. 8
1.2.1 Khí thải ............................................................................................................... 8
1.2.2 Nước thải ............................................................................................................ 9
1.2.3 Chất thải rắn ..................................................................................................... 12
1.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải ................................................ 13
1.4 Tổng quan về xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn .......................................... 19
1.5. Những nghiên cứu về thực vật thủy sinh xử lý nước thải .................................. 22
1.5.1 Cơ sở khoa học của phương pháp dùng TVTS xử lý nước thải ................. 22
1.5.2 Một số loài thực vật thủy sinh xử lý nước thải. ............................................ 24
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG ............................................................... 35
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 35
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 35
2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 35
2.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 35
2.3.1. Phương pháp điều tra ...................................................................................... 35
2.3.2. Phương pháp thu thập thông tin ...................................................................... 36
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm........................................................................ 36
2.3.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ................................................................. 37
2.3.5. Phương pháp đánh giá ..................................................................................... 38
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu............................................................................... 38
CHƯƠNG III ............................................................................................................ 39
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................................................... 39
3.1. Giới thiệu về Nhà máy Liên doanh sản xuất tinh bột sắn Kon Tum và quy trình
sản xuất tinh bột sắn .................................................................................................. 39
3.1.1. Sơ lược về nhà máy sản xuất tinh bột sắn Kon Tum ...................................... 39
3.1.2. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của nhà máy ............................... 39
3.1.3 Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy ............................................................ 42
3.1.3.1 Nguồn gốc, lưu lượng nước thải phát sinh tại công ty ................................. 42
3.1.3.2 Thành phần, tính chất nước thải phát sinh tại công ty ................................. 42
3.1.3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy ............................ 44
3.2. Hiện trạng ô nhiễm nước thải của nhà máy ...................................................... 46
3. 3. Lựa chọn một số loài TVTS có khả năng xử lý nguồn nước ô nhiễm do
CBTBS ......................................................................................................................49
iii
3.3.1. TVTS có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ trong nước thải ô nhiễm ............ 49
3.3.2. Khả năng xử lý nguồn nước ô nhiễm của một số loài TVTS sau 14 ngày. ... 50
3.3.3. Khả năng xử lý nước thải của một số thực vật thủy sinh sau 21 ngày. .......... 54
3.3.4. Đánh giá và chọn lọc một số loài TVTS có khả năng xử lý nguồn nước ô
nhiễm do CBTBS ......................................................................................................62
3.4. Nghiên cứu phương pháp sử dụng TVTS để xử lý nguồn nước CBTBS .......... 64
3.4.1. Áp dụng thử nghiệm xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn ............................ 66
3.4.2. Ưu điểm và hạn chế của quy trình xử lý ô nhiễm nước thải CBTBS ............. 70
3.4.3. Đánh giá hiệu quả chất lượng nước thải CBTBS sau khi đã xử lý ................. 71
3.5. Đánh giá hiệu quả của việc tái sử dụng nguồn nước ô nhiễm do CBTBS sau khi
xử lý........................................................................................................................... 72
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 76
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 80
iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường
- CBTBS : Chế biến tinh bột sắn
- TVTS : Thực vật thủy sinh
- TCCP : Tiêu chuẩn cho phép
- TCVN :Tiêu chuẩn Việt Nam
- QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
- UBND : Uỷ ban nhân dân
- NXB : Nhà xuất bản
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam . ................ 6
Bảng 1.2. Đặc trưng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn .......................................... 11
Bảng 1.3. Thành phần của bã thải sắn ...................................................................... 13
Bảng 3. 1: Chất lượng nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Kon Tum .............. 46
Bảng 3.2. Khả năng xử lý của một số thực vật thủy sinh sau 14 ngày .................... 51
Bảng 3. 3. Khả năng xử lý nước ô nhiễm do CBTBS của một số TVTS sau 21
ngày ...........................................................................................................................55
Bảng 3.4. Phương pháp kết hợp giữa các loài TVTS để xử lý nguồn nước ô nhiễm
do CBTBS .................................................................................................................65
Bảng 3.5. Đánh giá chất lượng nước thải CBTBS sau mô hình ............................... 71
Bảng 3.6. Khả năng sinh trưởng của rau cải xanh .................................................... 72
Bảng 3.7. Năng suất rau sau thí nghiệm. .................................................................. 73
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Biểu đồ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng TBS ở nước ta….5
Hình 1.2. Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn từ củ tươi………………..12
Hình 1.3: Mối quan hệ giữa thực vật thủy sinh và VSV hiếu khí trong ao hồ .............. 24
Hình 2.1. Sơ đồ thí nghiệm trồng thực vật thủy sinh………………………………37
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn ....................................... 40
Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải …………………………………………44
Hình 3.3: Biều đồ chất lượng nước thải của nhà máy đối với COD, BOD .............. 47
Hình 3.4: Biểu đồ chất lượng nước thải của nhà máy............................................... 48
Hình 3.5: Biểu đồ khả năng xử lý của một số thực vật thủy sinh sau 14 ngày đối với
COD, BOD ................................................................................................................ 52
Hình 3.6: Biểu đồ khả năng xử lý của một số thực vật thủy sinh sau 14 ngày ........ 53
Hình 3.7: Biểu đồ khả năng xử lý của một số thực vật thủy sinh sau 21 ngày ........ 56
Hình 3.8: Biểu đồ khả năng xử lý của một số thực vật thủy sinh sau 21 ngày đối với
NH4+, PO43-................................................................................................................ 57
Hình 3.9. Thí nghiệm trồng thực vật thủy sinh xử lý nước thải ............................... 61
Hình 3.10.Biểu đồ khả năng xử lý nước thải của một số TVTS sau 21 ngày........... 63
Hình 3.11: Mô hình xử lý nguồn nước ô nhiễm do CBTBS ..................................... 68
Hình 3.12: Ảnh mô hình xử lý nước thải TBS .......................................................... 69
Hình 3.13. Thí nghiệm sử dụng nước thải sau xử lý cho rau cải xanh…………….74
vii
MỞ ĐẦU
Gần đây, các cơ sở chế biến tinh bột sắn (CBTBS) ở nước ta phát triển
mạnh, nước thải từ quá trình chế biến sắn đã gây ô nhiễm môi trường khá nghiêm
trọng. Nguyên nhân chính là do trong thành phần của củ sắn có chứa chất xianua
rất độc. Nồng độ xianua (CN-) tồn tại trong nước thải CBTBS từ 5 - 25mg/l, đôi
khi lên đến 75mg/l. Liều gây độc cho một người lớn là 20 mg HCN, liều gây chết
người là 50 mg HCN cho 50 kg thể trọng. [33]
Công nghệ sản xuất tinh bột sắn ngày càng phát triển, sản lượng tinh bột
sắn không ngừng tăng lên. Sản phẩm tinh bột sắn được sử dụng trong nhiều lĩnh
vực kinh tế và đời sống. Sắn là nguồn lương thực trực tiếp cho người, thức ăn cho
gia súc. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất tinh bột sắn cũng tạo ra lượng lớn chất
thải, nhất là nước thải. Nước thải từ CBTBS có hàm lượng chất hữu cơ rất cao, do
đó gây nên ô nhiễm nguồn nước và môi trường sống của người dân gần kề nơi sản
xuất. Chính vì vậy, nếu không được xử lý triệt để, nước thải CBTBS sẽ là một
hiểm họa tiềm tàng cho môi trường xung quanh và sức khỏe của cộng đồng dân cư
địa phương. Có nhiều công nghệ đã được áp dụng để xử lý nước thải CBTBS
nhưng chưa đáp ứng được tiêu chuẩn xả thải, chi phí cao, công nghệ phức tap….
trên thế giới hiện nay có rất nhiều công nghệ xử lý các nguồn nước ô nhiễm khác
nhau, nên việc lựa chọn công nghệ nào cho phù hợp thì còn phụ thuộc vào điều
kiện cụ thể.
Xử lý nước bằng các phương pháp sinh học là một trong những hướng
được sử dụng phổ biến. Cho đến nay, nó vẫn đang phát triển và áp dụng rộng rãi,
do đầu tư vốn ít, vận hành đơn giản, hiệu quả xử lý cao. Trong đó, phương pháp
xử lý nguồn nước ô nhiễm bằng thực vật thủy sinh là hướng rất được quan tâm.
Nghiên cứu sử dụng các loài thực vật trong xử lý ô nhiễm nước đã được
biết đến và việc ứng dụng nó đã mang lại nhiều hiệu quả tích cực, đặc biệt với
nguồn nước ô nhiễm cao và chứa nhiều chất dinh dưỡng. Nhờ các quá trình tự
nhiên, nước có khả năng tự làm sạch cùng với sự phối hợp trồng thực vật nước để
1
chúng hấp thu các chất hữu cơ, dinh dưỡng N và P có trong nước để phát
triển, nhờ đó nước được làm sạch. Sinh khối thực vật sau thu hoạch có thể tận
dụng làm thức ăn chăn nuôi hoặc ủ phân hữu cơ bón cho ruộng và khép kín
chu trình sản xuất.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý
nước thải tinh bột sắn bằng thực vật thủy sinh tại nhà máy Liên doanh sản
xuất tinh bột sắn Kon Tum”.
* Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng nước thải từ chế biến tinh bột sắn của nhà máy Liên
doanh sản xuất tinh bột sắn Kon Tum;
- Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn bằng thực
vật thủy sinh và áp dụng thử nghiệm hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy.
2
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn
1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới
Sắn là một loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới đặc biệt
là ở các nước nhiệt đới châu Á, châu Phi, và châu Mỹ La tinh. Cùng với sự phát
triển của công nghiệp chế biến cây sắn ngày càng trở nên có giá trị kinh tế cao.
Hiện nay, có trên 100 nước trồng sắn với diện tích khoảng 16 triệu ha tập
trung ở châu Phi 57%, châu Á 25% và châu Mỹ latinh 18% với tổng sản lượng 155
 170 triệu tấn/năm. Những nước trồng nhiều nhất là Brazil, Nigerria, Indonesia
và Thái Lan. Ở châu Phi sắn luôn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực,
trung bình sắn được sử dụng tới 96 kg/người /năm. Trên thế giới mức tiêu thụ là
18kg/người /năm. Khoảng 85% sản lượng sắn tiêu thụ ở các nước trồng (trong đó
58% được sử dụng làm lương thực, 28% thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên
liệu cho công nghiệp,...), 15% sản lượng còn lại xuất khẩu sang các nước châu Âu,
một số nước châu Á và Nhật Bản dưới dạng tinh bột sắn, tapioca và sắn lát khô
[19].
Ở châu Á sản lượng sắn năm 1999 là 50,9 triệu tấn còn năm 2000 là 50,5 triệu
tấn, giảm ít so với năm 1999 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu là giảm sản lượng sắn ở
Indonesia và Thái Lan (Thái Lan có sản lượng sắn cao nhất trong khu vực mỗi
năm thu hoạch 17,7  19,1 triệu tấn) [37]. Nguyên nhân của sự suy giảm này là do
sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng của một số nông dân Thái Lan từ trồng sắn sang
trồng mía. Tuy nhiên nhờ sự can thiệp rộng của chính phủ sản lượng bột sắn và
sắn viên chỉ giảm xuống khoảng 1,3%, trong khi sản lượng sắn củ cần thay đổi là
khoảng 0,8%. Hậu quả của sự suy giảm sản lượng sắn chỉ là 0,5%. ở Indonesia sự
suy giảm là 4% do được mùa về gạo nên mức tiêu thụ sắn trong nước cho các nhu
cầu sinh hoạt cũng như công nghiệp đều giảm. Ngược lại, ở Việt Nam, sản lượng
sắn tăng 13%, ấn độ tăng 2%, và thay đổi không đáng kể ở các nước khác.
3
Năm 2006 và 2007, sản lượng sắn thế giới đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với
2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn. Nước có sản lượng sắn
nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và
Indonesia (19,92 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn Độ (31,43
tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế
giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008) [43].
Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến các nước
xuất khẩu chủ yếu sẽ thay các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho
năng suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp. Có như
vậy mới đáp ứng được nhu cầu ở trong cũng như ngoài nước đang gia tăng
1.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam
Hiện nay Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới,
sau Indonesia và Thái Lan. Năm 2006, diện tích đất trồng sắn đạt 475.000 ha,
được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh. Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở Đông
Nam Bộ và Tây Nguyên. Sản lượng tinh bột sắn đạt 7.714.000 tấn. Thị trường
xuất khẩu chính của Việt Nam là Trung Quốc, Đài Loan. Cùng với diện tích sắn
được nâng lên, năng suất thu hoạch sắn cũng như sản lượng tinh bột sắn được sản
xuất cũng tăng lên theo thời gian. Theo hình 1.1, tốc độ phát triển của sản lượng
tinh bột sắn cao hơn gấp nhiều lần so với sự gia tăng của diện tích trồng sắn [17].
4
800
750
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
DiÖn tÝch (1.000 ha)
S¶n l-îng (10.000 tÊn)
N¨ng suÊt (100 tÊn/ ha)
Hình 1.1. Biểu đồ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng tinh bột sắn ở
nước ta.
Sắn là một trong ít các mặt hàng có khối lượng xuất khẩu cũng như kim
ngạch xuất khẩu tăng mạnh. Theo số lượng thống kê sơ bộ trong 7 tháng đầu năm
2009, cả nước đã xuất khẩu được 2,66 triệu tấn sắn và tinh bột sắn, đạt kim ngạch
408 triệu USD, tăng 4,4 lần về sản lượng và tăng 2,8 lần về kim ngạch so với cùng
kỳ 2008 [35].
Trong những năm gần đây, năng lực sản xuất và chế biến sắn của Việt Nam
đã có bước tiến bộ đáng kể. Năm 2008 diện tích trồng sắn của nước ta đã tăng
mạnh từ 270.000 ha (năm 2005) lên 510.000 ha, sản lượng ước đạt hơn 8 triệu tấn,
tăng 2,3% so với năm ngoái nhưng tăng gần gấp đôi so với 3 năm trước. Đáng chú
ý là diện tích tăng vượt 135 nghìn ha so với quy hoạch phát triển sắn tới năm
2010. Năng suất những năm vừa qua cũng tăng, mặc dù không nhiều, từ 15,35
tấn/ha năm 2005 (trung bình của thế giới là 12,16 tấn/ha) lên 15,7 tấn/ha năm 2008
nhưng vẫn thấp so với Ấn Độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha). Sản lượng
cả năm 2009 ước đạt 8,1 đến 8,6 triệu tấn, cao hơn năm ngoái khoảng 0,2 đến 0,4
triệu tấn. Với tỷ trọng sắn cho xuất khẩu khoảng 48,6%, dùng làm thức ăn gia súc
22,4%, chế biến thủ công 16,8%, chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi thì khối lượng
cho xuất khẩu năm nay của Việt Nam vào khoảng 4 triệu tấn. 6 tháng đầu năm
2009, Việt Nam đã xuất được 2,4 triệu tấn sắn (trọng đó đã bao gồm một lượng
5
lớn tồn kho của năm 2008 chuyển sang). Với nguồn cung vụ mới được bổ sung
vào cuối năm, dự báo cả năm nay Việt Nam sẽ xuất khẩu khoảng 4,6 - 5 triệu tấn
sắn, tương đương khối lượng xuất khẩu 5 tháng cuối năm khoảng 1,8 - 2,3 triệu
tấn [35].
Nhiều nhà máy chế biến sắn ở trong nước cũng được xây dựng. Trên phạm vi
cả nước, có khoảng 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với
tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửa triệu tấn tinh bột sắn, tương ứng với nhu
cầu sử dụng gần 2,5 triệu tấn củ sắn tươi, bằng 30% sản lượng cả nước, tăng gấp
đôi số nhà máy và gấp 3 về công suất so với 5 năm trước đây [35].
Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, khoảng 40 - 45% sản lượng sắn dành cho
chế biến quy mô lớn, hay còn gọi là quy mô công nghiệp, 40 - 45% sản lượng sắn
dành cho chế biến tinh bột ở qui mô nhỏ và vừa, dùng để sản xuất các sản phẩm
sắn khô, chế biến thức ăn chăn nuôi và 10 - 15% dùng cho ăn tươi và các nhu cầu
khác.
Bảng 1.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam [37].
Công suất
STT Tên Nhà máy Thuộc tỉnh
(tấn/ngày)
1 Long Thành Đồng Nai 200
2 Vedan Bình Phước 300
3 Tân Châu – Singapore Tây Ninh 80
4 Tây Ninh Tapioca Tây Ninh 120
5 Nhà máy tinh bột sắn KMC Bình Phước 100
6 An Giang An Giang 70
7 Phú Yên Phú Yên 50
8 Việt-Thái Gia Lai 50
9 Quảng Ngãi Quảng Ngãi 50
10 Đà Nẵng Đà Nẵng 50
11 Malaisia Tây Ninh 100
12 Nhà máy sắn Việt Nam Tây Ninh 100
13 Tập đoàn AW Bình Phước 70
6
14 Nước Trông Tây Ninh 60
15 Bàng Na-Bình Thuận Bình Phước 50
16 Đaklak Đaklak 40
17 Liên doanh Hàn Quốc-Tây Ninh Tây Ninh 100
18 Quảng Bình Quảng Bình 100
19 Nghệ An Nghệ An 60
20 Thanh Hoá Thanh Hoá 60
21 Huế Huế 120
22 Văn Yên Yên Bái 50
Sản phẩm của các doanh nghiệp này là tinh bột sắn cao cấp, có giá trị xuất
khẩu cao. Các công ty này thường được trang bị bằng công nghệ tiên tiến, nhập từ
các nước chế biến sắn hàng đầu như Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan... Sắn được
chế biến hoàn toàn bằng máy do đó việc chế biến tinh bột sắn từ sắn củ tươi trở
nên rất hiệu quả. Cùng với sự đầu tư này đã làm tăng đáng kể sản lượng tinh bột
sắn.
Đặc thù sản xuất
Hiện nay ở Việt nam có rất nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào qui mô
công nghệ, vốn, lao động...nhưng về cơ bản có thể chia thành 3 loại hình chế biến
sắn như sau [9]:
- Doanh nghiệp tư nhân qui mô nhỏ (qui mô hộ gia đình nông dân): Loại hình
này chủ yếu phát triển mạnh ở một số vùng đồng bằng và trung du như Hoà bình,
Hà Nam, Nam Định, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hà Tây...Sản phẩm chủ yếu là tinh bột
sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn như bún khô, bánh đa...Về thiết bị và công
nghệ chế biến ở đây có mức độ cơ giới hoá thấp, chủ yếu lao động thủ công trong
những làng nghề truyền thống ở các vùng nông thôn. Một vấn đề chung đối với
các doanh nghiệp loại này là nguồn ô nhiễm phân tán.
- Doanh nghiệp tư nhân qui mô vừa: Mô hình "Hợp tác xã"
Hiện nay có rất ít doanh nghiệp qui mô vừa, ở mỗi tỉnh sản xuất nhiều sắn
thường có khoảng 4  6 doanh nghiệp loại này. Doanh nghiệp qui mô vừa có
7
khoảng 10  15 công nhân. Chế biến khoảng 10  100 tấn sắn tươi (chứa khoảng
25  27%) tinh bột sắn mỗi ngày, thu được 4  20 tấn tinh bột [9]. Các doanh
nghiệp này sản xuất chủ yếu 2 loại sản phẩm: Tinh bột ướt và tinh bột khô, mức độ
cơ giới hoá ở các công đoạn: bóc vỏ, nạo sắn, thái, lọc và sấy khô. Do đó quá trình
chế biến đòi hỏi nhiều vốn, ít lao động và sử dụng nhiều nước hơn. Các doanh
nghiệp này không sử dụng SO2 để tẩy trắng tinh bột như trong các nhà máy lớn.
- Nhà máy qui mô lớn: Để đáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày càng tăng của
các ngành công nghiệp như giấy, dệt, bột ngọt…trong những năm qua đã có nhiều
nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn được xây dựng. Các công ty này thường
là liên doanh giữa một công ty của Việt Nam với một công ty nước ngoài và xuất
hiện từ những năm 90. Các công ty qui mô lớn có số lượng công nhân khoảng tà
50  150 người, chế biến từ 400 tấn sắn tươi mỗi ngày trở lên, tạo ra khoảng trên
100 tấn tinh bột khô mỗi ngày [9].
1.2. Các vấn đề môi trường của quá trình sản xuất tinh bột sắn
Chất thải từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và công nghiệp
sản xuất tinh bột sắn nói riêng luôn là vấn đề bức xúc đối với mỗi quốc gia, không
chỉ gây ảnh hưởng tới môi trường đất, nước và không khí, gây mất mỹ quan khu
vực xung quanh mà còn ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ của cộng đồng. Công
nghiệp sản xuất tinh bột sắn làm phát sinh cả ba dạng chất thải: khí thải, nước thải
và chất thải rắn.
1.2.1 Khí thải
Khí thải phát sinh trong quá trình sản xuất tinh bột sắn không lớn. Tuy nhiên
cũng có thể kể đến các loại khí dưới đây:
- Sản xuất tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp thường có lò cấp nhiệt cho quá
trình sấy khô, quá trình chạy máy phát điện khi xẩy ra sự cố mất điện. Do vậy, khí
ô nhiễm có thể phát sinh do quá trình đốt dầu, thành phần chính của các loại khí
này CO2, NOx, SOx, CxHy, muội, bụi…
8
- Để tẩy trắng bột ở qui mô sản xuất lớn có thể lò đốt lưu huỳnh tạo sunfua
dioxit, quá trình này làm phát sinh SO2. Ngoài ra SO2 còn phát sinh từ khu vực
nghiền bột trong trường hợp định lượng quá nhiều SO2 vào dung dịch sữa bột.
- Trong sản xuất tinh bột sắn, hợp chất cyanogenic glucozit thuỷ phân giải
phóng HCN, đây là axit dễ bay hơi, chúng phát tán vào không khí gây ảnh hưởng
tới sức khoẻ của con người và gia súc.
- Khí ô nhiễm còn có thể phát sinh từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ
trong bã thải rắn hoặc trong nước thải từ hệ thống xử lý như: H2S, NH3, Indol,
Xetol…có khả năng gây các bệnh về đường hô hấp, ung thư gây nguy hiểm cho
con người.
- Không khí còn bị ô nhiễm bởi bụi của quá trình vận chuyển sắn nguyên liệu
từ các vùng nguyên liệu tới khu vực tập kết sắn của Công ty hoặc bụi bột phát sinh
trong quá trình sàng, sấy khô và đóng bao.
Ngoài ra còn phải kể đến ô nhiễm tiếng ồn từ các máy rửa, máy nghiền, máy
ly tâm…
1.2.2 Nước thải
Quá trình sản xuất tinh bột từ sắn tươi và chế biến các sản phẩm từ tinh bột là
một quá trình công nghệ có nhu cầu sử dụng nước khá lớn, định mức khoảng 5  6
m3/tấn củ tươi tương đương 25  40 m3/tấn sản phẩm tuỳ thuộc vào các công nghệ
khác nhau. Lượng nước thải từ quá trình này chiếm khoảng 80  90% tổng lượng
nước sử dụng.
Nước sử dụng trong chế biến tinh bột sắn tập trung chủ yếu ở công đoạn
rửa củ và lọc lắng tinh bột. Với công nghệ chế biến sắn ở các làng nghề hiện
nay, mức tiêu thụ nước khoảng 4 - 5 m3/tấn củ tươi. Bã sắn ở các cơ sở nhỏ và
làng nghề thường chất đống để tự phân hủy theo thời gian, còn nước thải thì
được xả thẳng ra cống rãnh không nắp, tràn ra đường làng và vào đồng ruộng,
ảnh hưởng đến tầng nước mặt cho tưới tiêu và mạch nước ngầm cho sinh hoạt,
đồng thời gây mùi hôi thối, mất mỹ quan cũng là nơi ruồi muỗi sinh nở và phát
triển [39].
9
Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường ngày 15/4/2005, với hai dây chuyền
của nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình, tỉnh Yên Bái có công suất 160 tấn
sản phẩm/ngày, hàng ngày nhà máy thải ra khoảng 380 tấn bã sắn và khoảng 3600
m3 nước thải. Tình trạng ô nhiễm do nhà máy sắn gây ra cho nhân dân hai xã Vũ
Linh và Vĩnh Kiên rất nghiêm trọng. Chất lượng nước thải của nhà máy đều vượt
tiêu chuẩn Việt Nam cho phép nhiều lần đối với hầu hết các chỉ tiêu ô nhiễm.
Chính vì vậy ngoài mùi hôi thối khó chịu cho cả vùng, nước thải của nhà máy từ
suối nhỏ Tầm Vông, Làng Ngần đổ ra suối Hang Luồn làm con suối bị ô nhiễm
nặng. Suối Hang Luồn là nơi đắp đập thủy lợi Hang Luồn, cung cấp nước tưới tiêu
cho 26 ha các thôn Ba Luồn, Đồng Hen của Vũ Linh và 60 ha ruộng của xã Vĩnh
Kiên. Vì vậy trong vụ đông xuân có 1834 m2 ruộng của thôn Tầm Vông, 11.288m2
của thôn Làng Ngần không thể cấy được. Số diện tích lúa còn lại bị ảnh hưởng đến
sự sinh trưởng, phát triển [40].
Nước thải công đoạn rửa củ và trích ly chiết suất là 2 nguồn gây ô nhiễm
chính trong công nghệ chế biến tinh bột sắn.
❖ Nước thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng lượng
nước sử dụng chứa chủ yếu là cát, sạn, hàm lượng chất hữu cơ không cao, pH ít
biến động thường khoảng 6,5  6,8.
❖ Trong khi đó nước thải từ công đoạn trích ly chiết suất có hàm lượng chất
ô nhiễm hữu cơ rất cao (COD: 7.000  41.000mg/l; BOD: 6.200  23.000mg/l),
hàm lượng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn
không tan khác), pH thấp 3,8  5,7 [1]. Lượng nước này chiếm khoảng 60%.
❖ Ngoài hai nguồn ô nhiễm chính còn có khoảng 10% nước thải từ quá
trình rửa nhà, sàn, thiết bị, nước từ phòng thí nghiệm, từ quá trình sinh hoạt...
Nước thải loại này có COD khoảng 2.000  2.500mg/l; BOD5 = 400  500mg/l
Chính vì vậy đối với sản xuất tinh bột sắn thì nước thải là vấn đề quan trọng
nhất, gây sự quan tâm lớn nhất của các ngành chức năng.
10
Bảng 1.2. Đặc trưng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [1]
Các chỉ Đơn vị Quy mô nhỏ và Quy mô lớn TCVN 5945:2005*
tiêu vừa
A B C
pH 4.0-5.6 3.8-5.7 6-9 5.5-9 5-9
BOD5 mg/l 7.400-11.000 6.200-23.000 30 50 100
COD mg/l 13.000-17.800 7.000-41.000 50 80 400
SS mg/l 1.200-2.600 330-4.100 50 100 200
CN- mg/l 3,4-5,8 19-36 0,07 0,5 1
SO42- mg/l 79-99 10-73 0,2 0,5 1
Ghi chú: * Các thông số quy định trong tiêu chuẩn, chưa xét hệ số liên quan đến
dung tích nguồn tiếp nhận và hệ số theo lưu lượng nguồn thải, trong đó:
A - Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích sinh hoạt.
B - Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A.
C - Nguồn tiếp nhận được quy định.
Từ bảng 1.2 nhận xét các chỉ tiêu nước thải như sau: Hầu hết hàm lượng các
chất ô nhiễm trong nước thải ở các công đoạn chính đều vượt quá tiêu chuẩn cho
phép (TCVN 5945-2005-B) rất nhiều lần.
Với đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột sắn như trên cho thấy nếu nước
thải không được xử lý trước khi thải vào môi trường, sẽ gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ cộng đồng. Cụ thể:
▪ Nước thải chế biến tinh bột từ sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm
oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân huỷ yếm khí các vi sinh vật trong
nước phát sinh mùi xú uế ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và
gây mất mỹ quan.
▪ Bên cạnh đó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành axit hữu cơ làm cho pH
trong nước thải giảm, pH thấp trong nước thải có tác động xấu tới các động vật
11