Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất tinh bột sắn là ngành công nghiệp quan trọng tại Việt Nam, với hơn 120 nhà máy công nghiệp và sản lượng trên 5 triệu tấn mỗi năm, trong đó 80% được xuất khẩu. Tỉnh Yên Bái có hai nhà máy chế biến tinh bột sắn quy mô công nghiệp, trong đó Nhà máy chế biến tinh bột sắn Văn Yên thuộc Công ty Cổ phần Lâm nông sản thực phẩm Yên Bái là một trong những đơn vị tiêu biểu. Quá trình chế biến tinh bột sắn phát sinh lượng lớn nước thải chứa các chất hữu cơ như tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường và các chất độc hại như cyanua, gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý hiệu quả.

Nghiên cứu nhằm đánh giá thực trạng và hiệu quả xử lý nước thải của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Văn Yên trong giai đoạn 2015-2020, đồng thời đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý và tuần hoàn nước thải. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại Nhà máy và các cơ quan quản lý môi trường liên quan trên địa bàn huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái. Việc đánh giá này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường nước, giảm thiểu tác động ô nhiễm đến sức khỏe cộng đồng và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước trong sản xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là công nghệ xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  • Lý thuyết xử lý sinh học nước thải: bao gồm quá trình kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí nhằm phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải, giảm BOD, COD và các chất ô nhiễm khác.
  • Mô hình keo tụ - lắng cặn: sử dụng hóa chất trợ lắng như PAC và polymer để loại bỏ các chất rắn lơ lửng, tăng hiệu quả xử lý nước thải.

Các khái niệm chính bao gồm: BOD5 (nhu cầu oxy sinh học), COD (nhu cầu oxy hóa học), TSS (tổng chất rắn lơ lửng), pH, cyanua (CN-), và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp và chế biến tinh bột sắn (QCVN 40:2011-BTNMT, QCVN 63:2017/BTNMT).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thu thập từ Nhà máy chế biến tinh bột sắn Văn Yên, Chi cục Bảo vệ môi trường tỉnh Yên Bái, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Văn Yên, cùng các báo cáo quan trắc môi trường từ năm 2015 đến 2020.
  • Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu nước thải tại hai vị trí chính là trước và sau hệ thống xử lý, sử dụng ống Ruttner, bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn, phân tích các chỉ tiêu môi trường như pH, BOD5, COD, TSS, NH4+, NO3-, kim loại nặng, cyanua và Coliform.
  • Phương pháp phân tích: Áp dụng các tiêu chuẩn phân tích theo SMEWW và TCVN, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.
  • Phương pháp khảo sát và phỏng vấn: Thu thập ý kiến của cán bộ quản lý môi trường và người dân xung quanh khu vực nhà máy nhằm đánh giá hiệu quả vận hành hệ thống xử lý nước thải.
  • Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Excel để tổng hợp, phân tích số liệu định lượng và đánh giá hiệu quả xử lý.
  • Phương pháp chuyên gia: Phỏng vấn các chuyên gia môi trường để nhận định khách quan về hệ thống xử lý và đề xuất giải pháp cải tiến.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Công suất và lượng nước thải phát sinh: Nhà máy hoạt động với công suất trung bình khoảng 100 tấn sản phẩm/ngày, phát sinh lượng nước thải dao động từ 45.000 đến 64.000 m³/tháng tùy theo mùa vụ sản xuất.

  2. Hiệu quả xử lý nước thải: Các chỉ tiêu môi trường sau xử lý đều đạt hoặc vượt quy chuẩn QCVN 63:2017/BTNMT cột A, với hiệu suất xử lý BOD5 và COD đạt trên 90%. Cụ thể, nồng độ COD giảm từ mức vượt quy chuẩn 106-175 lần xuống dưới giới hạn cho phép, BOD5 giảm từ 100-170 lần xuống mức an toàn.

  3. Ý kiến đánh giá của cán bộ và người dân: Khoảng 85% cán bộ quản lý và 70% người dân đánh giá hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định, giảm thiểu ô nhiễm môi trường xung quanh. Tuy nhiên, vẫn còn một số ý kiến phản ánh về mùi hôi và hiện tượng nước thải chưa được xử lý triệt để vào mùa cao điểm.

  4. Tình trạng ô nhiễm nước mặt tại khu vực: Quan trắc cho thấy các thông số COD, BOD5 tại các điểm tiếp nhận nước thải có xu hướng giảm so với trước khi nhà máy đầu tư hệ thống xử lý, tuy nhiên vẫn có những thời điểm vượt quy chuẩn do ảnh hưởng từ các nguồn thải khác.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả xử lý cao của hệ thống nhờ áp dụng công nghệ kết hợp hóa lý và sinh học, đặc biệt quá trình kỵ khí và hiếu khí giúp phân hủy các chất hữu cơ phức tạp trong nước thải. Việc sử dụng hóa chất trợ lắng PAC và polymer tăng khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng, giảm tải cho các công đoạn xử lý sinh học.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành chế biến tinh bột sắn tại Việt Nam và khu vực, kết quả của Nhà máy Văn Yên tương đương hoặc vượt trội về hiệu quả xử lý, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước mặt. Tuy nhiên, sự biến động về chất lượng nước thải trong các tháng cao điểm sản xuất cho thấy cần có biện pháp vận hành linh hoạt và bảo trì hệ thống thường xuyên.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh nồng độ COD, BOD5, TSS trước và sau xử lý qua các năm, cũng như bảng tổng hợp ý kiến đánh giá của cán bộ và người dân để minh họa hiệu quả và tác động xã hội của hệ thống xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cao công tác vận hành và bảo trì hệ thống xử lý: Đào tạo chuyên sâu cho đội ngũ vận hành nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, giảm thiểu sự cố tắc nghẽn và tăng hiệu quả xử lý. Thời gian thực hiện: trong 6 tháng tới. Chủ thể: Ban quản lý Nhà máy.

  2. Cải tiến công nghệ xử lý: Đầu tư bổ sung thiết bị lọc và xử lý mùi, áp dụng công nghệ xử lý sinh học tiên tiến để giảm thiểu mùi hôi và tăng khả năng xử lý các chất ô nhiễm khó phân hủy. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể: Công ty Cổ phần Lâm nông sản thực phẩm Yên Bái.

  3. Tăng cường giám sát và quan trắc môi trường: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động, định kỳ báo cáo kết quả xử lý nước thải cho cơ quan quản lý nhà nước nhằm đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường. Thời gian thực hiện: ngay trong năm 2021. Chủ thể: Nhà máy phối hợp với Chi cục Bảo vệ môi trường tỉnh.

  4. Thực hiện tuần hoàn và tái sử dụng nước thải sau xử lý: Áp dụng giải pháp tuần hoàn nước thải đã qua xử lý để sử dụng trong các công đoạn tưới tiêu, rửa sàn, giảm tiêu thụ nước sạch và tiết kiệm chi phí sản xuất. Thời gian thực hiện: 12 tháng. Chủ thể: Ban kỹ thuật Nhà máy.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý môi trường và cơ quan chức năng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy định và giám sát hoạt động xử lý nước thải trong ngành chế biến tinh bột sắn và các ngành công nghiệp tương tự.

  2. Doanh nghiệp chế biến tinh bột sắn và các ngành công nghiệp thực phẩm: Áp dụng các giải pháp công nghệ và quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, nâng cao trách nhiệm bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, số liệu thực tế và các phân tích chuyên sâu về xử lý nước thải công nghiệp, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nắm bắt thông tin về tác động môi trường của các nhà máy chế biến tinh bột sắn, từ đó tham gia giám sát, phản hồi và đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nhà máy chế biến tinh bột sắn Văn Yên xử lý nước thải bằng công nghệ gì?
    Nhà máy áp dụng công nghệ kết hợp hóa lý và sinh học, bao gồm các bể kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí, cùng với hệ thống keo tụ lắng cặn sử dụng PAC và polymer để xử lý nước thải.

  2. Hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy đạt mức nào?
    Hiệu quả xử lý đạt trên 90% đối với các chỉ tiêu BOD5 và COD, nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn quốc gia QCVN 63:2017/BTNMT cột A, đảm bảo an toàn khi xả ra môi trường.

  3. Lượng nước thải phát sinh hàng tháng của nhà máy là bao nhiêu?
    Lượng nước thải phát sinh dao động từ khoảng 45.000 đến 64.000 m³/tháng, phụ thuộc vào mùa vụ và công suất sản xuất.

  4. Có những tác động môi trường nào được ghi nhận tại khu vực xung quanh nhà máy?
    Mức độ ô nhiễm nước mặt tại các điểm tiếp nhận nước thải có xu hướng giảm sau khi nhà máy đầu tư hệ thống xử lý, tuy nhiên vẫn có hiện tượng vượt quy chuẩn vào mùa cao điểm do các nguồn thải khác.

  5. Những giải pháp nào được đề xuất để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải?
    Bao gồm nâng cao vận hành và bảo trì, cải tiến công nghệ xử lý, tăng cường giám sát môi trường và thực hiện tuần hoàn, tái sử dụng nước thải sau xử lý nhằm tiết kiệm tài nguyên và giảm chi phí.

Kết luận

  • Nhà máy chế biến tinh bột sắn Văn Yên có công suất hoạt động trung bình khoảng 100 tấn sản phẩm/ngày, phát sinh lượng nước thải lớn từ 45.000 đến 64.000 m³/tháng.
  • Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ hóa lý kết hợp sinh học, đạt hiệu quả xử lý trên 90% các chỉ tiêu ô nhiễm chính như BOD5, COD, TSS.
  • Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn quốc gia, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước mặt tại khu vực tiếp nhận.
  • Ý kiến đánh giá của cán bộ quản lý và người dân cho thấy hệ thống vận hành ổn định, tuy nhiên cần cải tiến để xử lý triệt để mùi hôi và các biến động chất lượng nước thải.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành, cải tiến công nghệ, tăng cường giám sát và tuần hoàn nước thải nhằm bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên nước.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp đề xuất trong vòng 1-2 năm tới, đồng thời mở rộng nghiên cứu áp dụng công nghệ mới và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường. Đề nghị các cơ quan quản lý và doanh nghiệp phối hợp chặt chẽ để thực hiện hiệu quả các khuyến nghị này.