Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Cây sắn (Manihot esculenta) là loại cây công nghiệp và lương thực có năng lượng cao, được canh tác rộng rãi tại gần 100 quốc gia. Năm 2011, sản lượng sắn toàn cầu đạt 250,2 triệu tấn với diện tích canh tác 19,64 triệu ha. Tại Việt Nam, vai trò của cây sắn đã có sự chuyển dịch rõ nét từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp phục vụ chế biến tinh bột xuất khẩu và nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học. Đến năm 2012, diện tích trồng sắn cả nước đạt 550,6 nghìn ha với sản lượng 9,7 triệu tấn; cả nước có hơn 61 nhà máy chế biến tinh bột sắn công nghiệp (tiêu thụ khoảng 5,6 triệu tấn củ tươi mỗi năm), đưa Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu tinh bột sắn lớn thứ hai tại châu Á, chỉ sau Thái Lan.
Tại tỉnh Hòa Bình, vùng nguyên liệu sắn phát triển với diện tích khoảng 7.000 ha (trong đó huyện Lạc Sơn chiếm khoảng 2.000 ha, Kim Bôi 1.000 ha, Tân Lạc 700 ha). Việc đưa các nhà máy chế biến vào vận hành, tiêu biểu là Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng (trực thuộc Chi nhánh Công ty TNHH Thương mại đầu tư Yên Bình) tại xã Tân Mỹ, huyện Lạc Sơn, đã góp phần thúc đẩy chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tiêu thụ nông sản và phát triển kinh tế địa phương. Tuy nhiên, ngành công nghiệp chế biến tinh bột sắn có định mức tiêu thụ nước rất lớn (trung bình từ 14 đến 20 $\text{m}^3$/tấn sản phẩm). Nước thải sản xuất chứa hàm lượng chất hữu cơ ($\text{BOD}_5$, $\text{COD}$) và chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) rất cao, độ pH thấp, đồng thời chứa độc tố xyanua ($\text{CN}^-$) sinh ra từ quá trình thủy phân hợp chất glucozit có trong củ sắn. Thực tế năm 2011, sự cố vỡ cống nước thải của Nhà máy Tân Hiếu Hưng đã làm ô nhiễm nghiêm trọng sông Bưởi, gây hiện tượng cá chết hàng loạt và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sinh hoạt, sản xuất của nhân dân.
Xuất phát từ thực trạng trên, tác giả Bùi Thị Thanh Thùy đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp nhằm đánh giá khoa học về hiện trạng nước thải của cơ sở này.
Mục đích nghiên cứu:
- Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải sản xuất của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng tại huyện Lạc Sơn, tỉnh Hòa Bình.
- Tạo lập cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm phục vụ công tác quản lý, kiểm soát và bảo vệ môi trường trên địa bàn.
Mục tiêu nghiên cứu (theo văn bản):
- Nắm được hiện trạng chất lượng nước thải sản xuất của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng.
- Xác định mức độ ô nhiễm và các nguồn phát sinh ô nhiễm trong dây chuyền sản xuất.
- Đề xuất một số biện pháp xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường tiếp nhận.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước thải sản xuất của Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng.
- Phạm vi nghiên cứu: Dòng nước thải sản xuất của nhà máy và nguồn nước mặt sông Bưởi tiếp nhận dòng thải.
- Địa điểm và thời gian thực hiện: Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng (xóm Bùi, xã Tân Mỹ, huyện Lạc Sơn, tỉnh Hòa Bình); thời gian nghiên cứu từ ngày 18/8/2014 đến ngày 04/01/2015.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết và căn cứ pháp lý
- Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường nước: Khóa luận viện dẫn định nghĩa môi trường của UNESCO và Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014; khái niệm ô nhiễm nước theo tài liệu của Lưu Đức Hải (2001), Nguyễn Thanh Hải (2013), Dư Ngọc Thành (2012) và Hiến chương Châu Âu (Paper JAAPU). Ô nhiễm nước được phân định theo 3 dạng: ô nhiễm sinh học (đặc trưng bởi chỉ tiêu $\text{BOD}_5$), ô nhiễm hóa học (chất vô cơ, nitrat, phosphat, các dẫn xuất hóa học) và ô nhiễm vật lý (chất rắn không tan làm tăng $\text{TSS}$, độ đục, màu sắc).
- Cơ sở hóa sinh về củ sắn và chất thải: Tác giả phân tích thành phần hóa học của củ sắn theo tài liệu của Cao Văn Hùng (2001) và Lê Văn Khoa (2002):
| STT |
Thành phần hóa học củ sắn |
Tỷ lệ (%) |
| 1 |
Nước |
60,0 – 74,2 |
| 2 |
Tinh bột |
20,0 – 34,0 |
| 3 |
Protein |
0,8 – 1,2 |
| 4 |
Chất béo |
0,3 – 0,4 |
| 5 |
Xenluloza |
1,0 – 3,0 |
| 6 |
Đường (chủ yếu glucoza, mantoza, saccaroza) |
1,0 – 3,1 |
| 7 |
Tro |
0,54 |
| 8 |
Các hợp chất Polyphenol |
0,1 – 0,3 |
| 9 |
Độc tố |
0,001 – 0,04 |
Độc tố trong củ sắn tồn tại dưới dạng glucozit linamarin ($\text{C}{10}\text{H}{17}\text{O}_6$), khi gặp môi trường axit hoặc trong quá trình nghiền mài sẽ bị thủy phân giải phóng axit xianhydric ($\text{HCN}$) rất độc (liều gây tử vong ở người là 1 mg/kg thể trọng; sắn ngọt chứa 20 – 30 mg/kg, sắn đắng chứa 60 – 150 mg/kg). Ngoài ra, hệ enzym polyphenolxydaza và tinezinaza xúc tác quá trình oxy hóa tạo các chất màu đen (hiện tượng chảy nhựa sắn, flobenzen, tinat) gây khó khăn cho việc xử lý nước thải.
- Hệ thống văn bản pháp lý và tiêu chuẩn đối chiếu: Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; các Nghị định: 201/2013/NĐ-CP, 19/2015/NĐ-CP, 179/2013/NĐ-CP, 149/2004/NĐ-CP; Nghị quyết số 41-NQ/TW của Bộ Chính trị; Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối chiếu gồm QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp), QCVN 08:2008/BTNMT (chất lượng nước mặt), TCVN 5945:2005.
Phương pháp nghiên cứu
Khóa luận áp dụng phối hợp 5 nhóm phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và điều tra xã hội học:
- Phương pháp kế thừa: Tổng hợp, phân tích các tài liệu, hồ sơ quan trắc môi trường và văn bản pháp quy liên quan.
- Phương pháp điều tra thu thập thông tin, số liệu thứ cấp: Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Lạc Sơn và báo cáo đánh giá tác động môi trường của nhà máy.
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Khảo sát dây chuyền sản xuất và hệ thống thu gom, xử lý nước thải; phỏng vấn cộng đồng dân cư khu vực xung quanh nhà máy tại xóm Bùi, xóm Đa, xóm Ngheo bằng phiếu điều tra với quy mô mẫu $n = 60$ phiếu.
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm:
- Thiết kế 3 vị trí lấy mẫu: Mẫu $\text{T}_1$ (nước thải sản xuất trước xử lý tại hồ thu gom biogas); Mẫu $\text{T}_2$ (nước thải sau xử lý qua hệ thống biogas thải ra hồ lắng 2); Mẫu $\text{M}_1$ (nước mặt sông Bưởi tại hạ lưu điểm tiếp nhận nguồn thải).
- Kỹ thuật lấy và bảo quản mẫu tuân thủ TCVN 5993:1995 (dùng chai nhựa 1.500 ml cho chỉ tiêu hóa lý, chai thủy tinh 500 ml vô trùng cho chỉ tiêu Coliform).
- Danh mục phương pháp và thiết bị phân tích cụ thể:
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Phương pháp phân tích |
Thiết bị đo và phân tích |
| 1 |
$\text{pH}$ |
- |
TCVN 6492:1999 |
Máy đo pH Meter (Anh) |
| 2 |
$\text{TSS}$ |
mg/l |
TCVN 6625:2000 |
Máy quang phổ DR 2010 (Mỹ) |
| 3 |
$\text{COD}$ |
mg/l |
ALPHA 5220D |
Model Palintest (Anh) |
| 4 |
$\text{BOD}_5$ |
mg/l |
TCVN 6001-1:2008 |
Model Hach (Anh) |
| 5 |
Tổng Nitơ |
mg/l |
TCVN 6179-1:1996 |
Máy quang phổ DR 2010 (Mỹ) |
| 6 |
Tổng Phospho |
mg/l |
Phương pháp PhosVer 3 |
Máy quang phổ DR 2010 (Mỹ) |
| 7 |
Xyanua ($\text{CN}^-$) |
mg/l |
Phương pháp Hach 8027 |
Máy quang phổ DR 2010 (Mỹ) |
| 8 |
Sulfua ($\text{S}^{2-}$) |
mg/l |
Phương pháp Hach 8131 |
Máy quang phổ DR 2010 (Mỹ) |
- Phương pháp so sánh kết quả: Đối chiếu số liệu phân tích với các giá trị giới hạn quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 08:2008/BTNMT để đánh giá hiệu quả xử lý và mức độ gây ô nhiễm nguồn nước.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của ngành tinh bột sắn gắn liền với các áp lực ô nhiễm môi trường nước. Xác định rõ mục đích, 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, 5 yêu cầu thực hiện, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong công tác quản lý tài nguyên môi trường tại địa bàn huyện Lạc Sơn.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
- Cơ sở khoa học và pháp lý: Hệ thống hóa các khái niệm về môi trường, các dạng ô nhiễm nước mặt, phân loại nước thải công nghiệp và danh mục văn bản luật, nghị định, quy chuẩn hiện hành.
- Hiện trạng sản xuất sắn: Cung cấp số liệu thống kê sản lượng sắn thế giới (Nigeria 40 triệu tấn, Brazil 26 triệu tấn năm 2011) và tình hình xuất khẩu sắn của Việt Nam (năm 2013 đạt 3,1 triệu tấn, kim ngạch 1,1 tỷ USD; Trung Quốc chiếm 85,7% thị phần). Tại Hòa Bình, phân tích sự phát triển của giống sắn KM94 và các mô hình xen canh bền vững tại xã Hương Nhượng (mô hình sắn - đậu tương đạt năng suất sắn 48,7 tấn/ha, mô hình sắn - keo đạt 34,8 tấn/ha).
- Đặc tính các dòng chất thải: Nước thải tinh bột sắn có $\text{pH}$ thấp ($4,7$), $\text{COD}$ đạt $6.300 - 11.500\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5$ đạt $3.500 - 9.500\text{ mg/l}$, $\text{SS}$ đạt $1.300 - 3.300\text{ mg/l}$, $\text{CN}^-$ đạt $15 - 25\text{ mg/l}$; khí thải phát sinh gồm $\text{SO}_2$, $\text{HCN}$, $\text{H}_2\text{S}$, $\text{NH}_3$, $\text{CO}_2$; chất thải rắn gồm vỏ sắn, bã sắn từ trích ly và bùn thải.
- Quy trình công nghệ xử lý tham khảo: Mô tả dây chuyền xử lý nước thải tiêu chuẩn gồm: Bể lắng cát $\rightarrow$ Hầm tiếp nhận $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể trung hòa $\rightarrow$ Bể keo tụ tạo bông $\rightarrow$ Bể lắng 1 $\rightarrow$ Bể kỵ khí UASB $\rightarrow$ Bể lọc sinh học màng hiếu khí $\rightarrow$ Cụm 5 hồ sinh học $\rightarrow$ Xả ra nguồn tiếp nhận đạt chuẩn.
- Hiện trạng môi trường nước: Tổng quan nguy cơ suy thoái nước mặt toàn cầu, thực trạng ô nhiễm lưu vực sông tại Việt Nam và đặc điểm mạng lưới thủy văn tỉnh Hòa Bình (sông Đà dài 151 km, sông Bôi 125 km, sông Bưởi 55 km).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Xác định đối tượng là nước thải sản xuất của Nhà máy Tân Hiếu Hưng tại huyện Lạc Sơn từ 18/8/2014 đến 04/01/2015. Trình bày chi tiết 4 nội dung nghiên cứu trọng tâm, quy trình khảo sát 60 hộ dân và thiết kế kỹ thuật lấy mẫu tại 3 vị trí ($\text{T}_1$, $\text{T}_2$, $\text{M}_1$), cùng danh mục thiết bị, hóa chất và tiêu chuẩn phân tích các thông số $\text{pH}$, $\text{TSS}$, $\text{COD}$, $\text{BOD}_5$, Tổng N, Tổng P, $\text{CN}^-$, $\text{S}^{2-}$, $\text{DO}$, Coliform.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Lạc Sơn: Huyện có diện tích tự nhiên $582\text{ km}^2$, dân số 133.890 người (mật độ 230,1 người/$\text{km}^2$); diện tích đất lâm nghiệp $36.856,58\text{ ha}$ ($62,7%$), đất nông nghiệp $13.022,41\text{ ha}$ ($22,16%$). Vụ đông xuân 2013 - 2014 trồng $3.158,3\text{ ha}$ sắn. Trục thủy văn chính là sông Bưởi dài 125 km (nhánh suối Cái, suối Yêm Điềm, suối Bìn).
- Đặc điểm Nhà máy tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng: Xây dựng trên diện tích 15 ha tại xóm Bùi, xã Tân Mỹ; sử dụng 200 lao động. Dây chuyền công nghệ khép kín liên tục gồm 5 công đoạn:
- Nạp liệu - bóc vỏ - rửa sạch: Củ sắn tươi được đưa vào sản xuất trong vòng 72 giờ qua sàng rung, máy bóc vỏ và rửa sạch.
- Thái nhỏ và mài: Củ sắn được thái lát, mài nhuyễn và hòa trộn nước tạo hỗn hợp bã - bột - nước.
- Tách chiết sữa bột và bã qua 3 giai đoạn: Chiết tách sơ bộ, chiết thu hồi lần 2 và chiết kiệt lần 3; bã sắn được ép xoắn vít và ép vắt kiệt đưa ra bãi chứa.
- Trích ly và trích ly tâm phun rút nước: Tinh lọc qua lưới mịn, ly tâm thu hồi tinh bột nhão có độ ẩm khoảng 38%.
- Sấy và đóng gói: Sấy nhanh bằng khí nóng, làm nguội, rây và đóng bao sản phẩm (chất lượng: tinh bột $85%$, độ ẩm $13%$, protein $0,3%$, tro $0,2%$, độ trắng $96%$, $\text{pH } 5 - 7$).
- Hiện trạng sử dụng và phát sinh nước thải:
| STT |
Nguồn nước tiêu thụ |
Loại nước |
Khối lượng ($m^3/\text{ngày đêm}$) |
| 1 |
Nước cấp cho sản xuất |
Nước sạch (từ sông Bưởi và giếng khoan) |
4.000 |
| 2 |
Nước cấp cho sinh hoạt |
Nước sạch (200 cán bộ công nhân viên) |
114 |
| Tổng |
Tổng lượng nước tiêu thụ |
|
4.114 |
Định mức sử dụng nước sản xuất là $4\text{ m}^3/\text{tấn}$ nguyên liệu. Lượng nước thải sản xuất phát sinh cần xử lý là trên $1.500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Các nguồn thải chính gồm nước rửa củ (chứa nhiều đất, cát), nước từ khâu thái mài (chứa nhiều mủ sắn, hữu cơ đậm đặc, dễ phân hủy kỵ khí gây hôi thối) và nước ép bã (chứa tinh bột dư và dịch bào).
- Đánh giá chất lượng nước và tác động môi trường: Đánh giá số liệu phân tích mẫu nước thải trước xử lý ($\text{T}_1$), sau hệ thống hồ sinh học biogas ($\text{T}_2$) và mẫu nước mặt sông Bưởi ($\text{M}_1$) theo QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 08:2008/BTNMT; tổng hợp kết quả điều tra xã hội học từ 60 hộ dân tại xóm Bùi, xóm Đa, xóm Ngheo về mức độ ảnh hưởng của nước thải và mùi hôi đến môi trường nước, không khí.
- Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm: Phân kỳ các giải pháp kỹ thuật và quản lý trước mắt và lâu dài.
Phần 5: Kết luận và đề nghị
Tổng kết các phát hiện nghiên cứu về nguồn thải, hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy; đưa ra các kiến nghị cụ thể đối với Nhà máy Tân Hiếu Hưng và cơ quan quản lý nhà nước về môi trường.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính
- Định lượng nguồn tài nguyên nước sử dụng và phát thải: Xác định chính xác lượng nước khai thác phục vụ sản xuất của nhà máy là $4.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ (định mức $4\text{ m}^3/\text{tấn}$ củ tươi) và nước sinh hoạt là $114\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Lượng nước thải sản xuất tập trung cần xử lý phát sinh trên $1.500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Xác định các dòng thải ô nhiễm trọng điểm: Phân loại rõ đặc tính ô nhiễm theo từng thiết bị: nước rửa củ chứa chủ yếu cặn vô cơ đất cát; nước thái mài và ép lọc chứa nồng độ mủ sắn, chất hữu cơ phân hủy sinh học, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, $\text{TSS}$, hợp chất nitơ, photpho và axit xianhydric ($\text{HCN}$) rất cao, dễ gây mùi hôi thối do quá trình phân hủy thiếu khí sinh ra $\text{H}_2\text{S}$, $\text{NH}_3$, $\text{CH}_4$.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm qua phân tích thực nghiệm: Khóa luận thực hiện quan trắc, lấy mẫu và kiểm nghiệm các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh tại 3 điểm đại diện ($\text{T}_1$, $\text{T}_2$, $\text{M}_1$), xác định sự biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử lý sinh học qua hệ thống biogas và hồ lắng, đồng thời đối chiếu với QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 08:2008/BTNMT.
- Kết quả điều tra tác động xã hội: Ghi nhận thực tế phản ánh từ 60 hộ dân tại 3 xóm phụ cận (xóm Bùi, xóm Đa, xóm Ngheo) về mức độ ảnh hưởng của nước thải và mùi không khí đối với sinh hoạt và nguồn nước sản xuất dọc lưu vực sông Bưởi.
Giải pháp và kiến nghị đề xuất
- Giải pháp trước mắt:
- Vận hành nghiêm ngặt hệ thống hồ thu gom biogas và các hồ lắng sinh học, thường xuyên nạo vét bùn lắng định kỳ để duy trì dung tích hữu ích.
- Tách riêng hệ thống thoát nước mưa chảy tràn và các dòng thải có nồng độ ô nhiễm vô cơ (nước rửa đất cát) khỏi dòng thải mủ sắn ô nhiễm hữu cơ cao.
- Gia cố cống xả, bờ bao các hồ lắng, kiểm soát chặt chẽ quy trình xả thải để ngăn chặn triệt để nguy cơ xảy ra sự cố vỡ cống rò rỉ nước thải ra sông Bưởi.
- Giải pháp lâu dài:
- Nâng cấp dây chuyền xử lý nước thải theo công nghệ hoàn chỉnh: kết hợp xử lý hóa lý (trung hòa $\text{pH}$, keo tụ tạo bông) với xử lý sinh học kỵ khí (bể UASB thu hồi khí $\text{CH}_4$) và bể lọc sinh học màng hiếu khí.
- Áp dụng giải pháp tuần hoàn tái sử dụng một phần nước thải sau xử lý cho công đoạn rửa củ sắn ban đầu nhằm giảm thiểu lưu lượng khai thác nước mặt và lưu lượng xả thải.
- Xử lý triệt để chất thải rắn: hợp đồng chuyển giao toàn bộ bã sắn cho các đơn vị sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc; tận dụng vỏ củ ủ phân vi sinh hữu cơ cho nông nghiệp.
Đóng góp của đề tài
Tác giả đã tự xác lập bộ cơ sở dữ liệu quan trắc thực tế về lưu lượng, định mức và chất lượng nước thải chế biến tinh bột sắn tại cơ sở sản xuất công nghiệp cụ thể ở huyện Lạc Sơn. Kết quả nghiên cứu đóng vai trò là tài liệu khoa học trực tiếp hỗ trợ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Lạc Sơn trong công tác thanh tra, kiểm tra và quản lý môi trường nguồn nước lưu vực sông Bưởi.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Do giới hạn về thời gian thực tập và nguồn lực nghiên cứu (từ tháng 8/2014 đến tháng 1/2015), số lượng đợt lấy mẫu phân tích thực nghiệm tại các hồ xử lý và trên sông Bưởi còn hạn chế; phạm vi điều tra xã hội học dừng lại ở 60 phiếu tại 3 xóm lân cận nhà máy; chưa theo dõi được biến động chất lượng nước mặt đầy đủ theo các chu kỳ mùa mưa và mùa khô hạn kiệt của dòng chảy sông Bưởi.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Cần mở rộng quan trắc liên tục chất lượng nước sông Bưởi theo các mùa sản xuất trong năm; nghiên cứu sâu hơn về hiệu quả thu hồi năng lượng sinh học biogas từ bể UASB và các mô hình sinh học kết hợp nhằm loại bỏ triệt để nồng độ xyanua ($\text{CN}^-$) trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên chuyên ngành Địa chính Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Sau thu hoạch; cán bộ quản lý môi trường tại các phòng ban chuyên môn cấp huyện/tỉnh; các kỹ sư vận hành trạm xử lý nước thải nhà máy nông sản.
- Nội dung có giá trị ứng dụng:
- Bảng dữ liệu chi tiết về thành phần lý - hóa học củ sắn và đặc tính các dòng thải đặc thù ngành tinh bột sắn.
- Sơ đồ công nghệ chế biến 5 công đoạn và các vị trí phát sinh chất thải kèm định mức tiêu thụ nước thực tế.
- Kế hoạch lấy mẫu, quy trình bảo quản theo TCVN 5993:1995 và hệ thống phương pháp phân tích các chỉ số môi trường ($\text{pH}$, $\text{COD}$, $\text{BOD}_5$, $\text{TSS}$, $\text{CN}^-$, $\text{S}^{2-}$, Coliform).
- Khung công nghệ xử lý nước thải kết hợp hóa lý - sinh học (keo tụ, bể UASB, lọc sinh học hiếu khí, hồ sinh học) cho các nhà máy chế biến nông sản quy mô vừa và lớn.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguyên nhân chính khiến nước thải chế biến tinh bột sắn có tính axit cao và chứa độc tố xyanua là gì?
Nước thải tinh bột sắn có tính axit cao ($\text{pH}$ thấp, khoảng $4,7$) do quá trình lên men chua tự nhiên của dịch bột sắn và các loại đường hòa tan (glucoza, mantoza) bởi vi sinh vật trong các công đoạn mài và lắng lọc. Độc tố xyanua ($\text{CN}^-$) sinh ra từ hợp chất glucozit linamarin ($\text{C}{10}\text{H}{17}\text{O}_6$) có sẵn trong củ sắn (nhiều nhất ở vỏ và cùi); khi củ sắn bị bóc, mài hoặc tiếp xúc môi trường axit, hợp chất này thủy phân giải phóng axit xianhydric ($\text{HCN}$) hòa tan vào nước thải.
2. Định mức sử dụng nước và tổng lưu lượng tiêu thụ nước của Nhà máy Tân Hiếu Hưng là bao nhiêu?
Theo số liệu trong khóa luận, định mức tiêu thụ nước phục vụ chế biến của nhà máy là $4\text{ m}^3/\text{tấn}$ sắn củ tươi. Tổng lượng nước tiêu thụ lớn nhất của nhà máy là $4.114\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, bao gồm $4.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ nước sạch phục vụ dây chuyền sản xuất (khai thác từ sông Bưởi và giếng khoan) và $114\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ phục vụ nhu cầu sinh hoạt của 200 cán bộ công nhân viên. Lượng nước thải sản xuất cần xử lý phát sinh trên $1.500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
3. Quy trình sản xuất của Nhà máy Tân Hiếu Hưng gồm những công đoạn nào và khâu nào phát sinh dòng thải ô nhiễm nhất?
Quy trình sản xuất gồm 5 công đoạn chính: (1) Nạp liệu - bóc vỏ - rửa sạch; (2) Thái nhỏ và mài; (3) Tách chiết sữa bột và bã qua 3 giai đoạn; (4) Trích ly và trích ly tâm phun rút nước; (5) Sấy khí nóng và đóng bao. Trong đó, dòng thải từ công đoạn thái nhỏ và mài là ô nhiễm nhất do chứa mủ sắn đậm đặc với hàm lượng chất hữu cơ cao, rất dễ phân hủy thiếu khí gây bốc mùi hôi thối.
4. Kế hoạch lấy mẫu và các thông số phân tích môi trường trong khóa luận được thiết lập như thế nào?
Tác giả đã lập kế hoạch quan trắc tại 3 vị trí: Mẫu $\text{T}_1$ (nước thải trước xử lý tại hồ gom biogas), Mẫu $\text{T}_2$ (nước thải sau xử lý qua hệ thống biogas tại hồ lắng 2) và Mẫu $\text{M}_1$ (nước mặt sông Bưởi nơi tiếp nhận nguồn thải). Các chỉ tiêu phân tích gồm $\text{pH}$, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, $\text{TSS}$, Tổng Nitơ, Tổng Phospho, $\text{NH}_4^+$, $\text{S}^{2-}$, $\text{NO}_3^-$, $\text{PO}_4^{3-}$, $\text{CN}^-$, $\text{DO}$ và Coliform, sử dụng các thiết bị chuyên dụng như pH Meter, máy quang phổ DR 2010, Palintest và tủ ủ $\text{BOD}$ Model Hach.
5. Phương pháp điều tra xã hội học được tác giả thực hiện với quy mô và địa bàn nào?
Tác giả đã tiến hành điều tra, phỏng vấn thực địa bằng phiếu hỏi với tổng số 60 phiếu điều tra, tập trung lấy ý kiến người dân tại 3 địa bàn dân cư xung quanh nhà máy gồm xóm Bùi, xóm Đa và xóm Ngheo nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của nước thải và khí thải/mùi hôi từ nhà máy đến đời sống, sức khỏe và môi trường tiếp nhận.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Thị Thanh Thùy đã phản ánh một cách toàn diện hiện trạng tiêu thụ tài nguyên nước, các nguồn phát sinh dòng thải và chất lượng nước thải sản xuất tại Nhà máy chế biến tinh bột sắn Tân Hiếu Hưng, huyện Lạc Sơn, tỉnh Hòa Bình. Thông qua việc kết hợp giữa phương pháp điều tra thực địa, khảo sát xã hội học 60 hộ dân và phân tích thực nghiệm các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh theo quy chuẩn quốc gia, nghiên cứu đã nhận diện rõ tính chất ô nhiễm hữu cơ cao và nguy cơ từ độc tố xyanua của dòng thải chế biến sắn. Các đề xuất kỹ thuật về hoàn thiện hệ thống xử lý sinh học UASB kết hợp lọc màng hiếu khí và tái tuần hoàn nước rửa mang tính thực tiễn cao, đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác quản lý môi trường tại địa phương.
