Đặt vấn đề Hiện nay, trên thế giới ô nhiễm môi trường là vấn đề rất được quan tâm, đặc biệt là những nước đang phát triển. Trong quá trình xây dựng và phát triển kinh tế, nước ta cũng gặp phải vấn đề này. Nhất là những năm gần đây do nền kinh tế của nước ta đang đi lên trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa đã đẩy mạnh quá trình đô thị hóa dẫn đến môi trường ngày càng ô nhiễm. Một vấn đề nóng bỏng, gây bức xúc trong dư luận xã hội cả nước hiện nay là tình trạng ô nhiễm môi trường sinh thái do các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người gây ra.
Vấn đề này ngày càng trầm trọng, đe dọa trực tiếp sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và tương lai. Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay không chỉ là đòi hỏi cấp thiết đối với các cấp quản lí, các doanh nghiệp mà đó còn là trách nhiệm của cả hệ thống chính trị và của toàn xã hội. Trong những năm đầu thực hiện đường lối đổi mới, vì tập trung ưu tiên phát triển kinh tế và cũng một phần do nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế với bảo vệ môi trường chưa chú trọng đúng mức. Tình trạng tách rời công tác bảo vệ môi trường với sự phát triển kinh tế - xã hội diễn ra phổ biến ở nhiều ngành, nhiều cấp, dẫn đến tình trạng gây ô nhiễm môi trường diễn ra phổ biến và ngày càng nghiêm trọng.
Đối tượng gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là hoạt động sản xuất của nhà máy trong các khu công nghiệp, hoạt động làng nghề và sinh hoạt tại các đô thị lớn. Ô nhiễm môi trường bao gồm 3 loại chính là: ô nhiễm đất, ô nhiễm nước và ô nhiễm không khí. Trong ba loại ô nhiễm đó thì ô nhiễm không khí tại các đô thị lớn, khu công nghiệp và làng nghề là nghiêm trọng nhất, mức độ ô nhiễm vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Trong đó, chất thải từ ngành trồng lúa và các nhà máy sản xuất mía đường, cồn góp phần không nhỏ gây ô nhiễm môi trường hiện nay.
Hàng năm, chất thải tro trấu và 2 rỉ đường từ hai ngành này rất lớn. Tuy đã có nhiều ứng dụng và nghiên cứu sử dụng hai loại phế thải này trong lĩnh vực xây dựng như làm phụ gia hóa dẻo, phụ gia khoáng hoạt tính cho xi măng…nhưng việc tái sử dụng chúng vẫn còn gặp khó khăn và nhiều hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu sử dụng chất thải tro trấu và rỉ đường chế tạo gạch không nung rất cần thiết góp phần giải quyết phế phẩm, bảo vệ môi trường. Tính cấp thiết của đề tài Kể từ năm 1989, sản xuất lúa gạo của Việt Nam không những đáp ứng được nhu cầu trong nước, mà còn bắt đầu xuất khẩu ra nước ngoài.
Với tốc độ sản xuất lúa gạo khá ổn định, khả năng xuất khẩu gạo của Việt Nam tăng dần hàng năm. Tính đến năm 2011 lượng gạo của Việt Nam cung ứng cho nhu cầu lương thực của các nước trên thế giới lên tới gần 7,1 triệu tấn [1]. Xuất khẩu gạo liên tục tăng cao cả về lượng gạo và kim ngạch, đưa mặt hàng gạo trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Với mức tăng trưởng mạnh mẽ cả về sản lượng và kim ngạch xuất khẩu trong thời gian qua, Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu gạo thứ hai trên thế giới.
Bên cạnh đó, việc sản xuất gạo cũng thải ra môi trường một lượng vỏ trấu rất lớn. Cứ một tấn lúa tạo ra khoảng 200 kg vỏ trấu và khi đốt thu được 40 kg tro [2]. Khối lượng vỏ trấu theo thống kê trung bình là 8 triệu tấn năm [2]. Do chưa có biện pháp xử lí hiệu quả nên vỏ trấu sau khi bị thải thẳng ra môi trường đã gây hậu quả ô nhiễm môi trường, nguồn nước và các nguồn lợi gắn liền với nguồn nước (do dư lượng nước trừ sâu), gây tắc nghẽn giao thông đường thủy.
Bên cạnh đó, ngành công nghiệp sản xuất mía đường và cồn từ rỉ đường cũng đang được phát triển, nhu cầu xã hội ngày càng tăng. Lượng nước thải chưa xử lý đổ trực tiếp ra kênh mương làm ô nhiễm nguồn nước và đất đai, làm mất cân bằng sinh thái gây hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Vì lẽ đó, hiện nay đã có nhiều nhà máy cồn bị đình chỉ hoạt động như nhà máy cồn Đại Việt tỉnh Đắc Nông 3 (tuoitre.vn), nhà máy cồn của công ty TNHH rượu Bình Định (thanhnien.vn), nhà máy sản xuất cồn của Công ty cổ phần mía đường Hiệp Hoà tỉnh Long An (vietbao.vn)… Do đó, việc nghiên cứu xử lý rác thải tro trấu và nước thải rỉ đường rất cần thiết nhằm giảm thiểu ô nhiễm ra môi trường. Cụ thể là giải quyết vấn đề ô nhiễm từ chất thải từ nhà máy sản xuất cồn là rỉ đường và tro trấu ( sử dụng vỏ trấu làm nhiên liệu đốt).1: Sơ đồ sản xuất cồn từ rỉ đường sử dụng vỏ trấu làm nhiên liệu đốt.
Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài 1. Mục tiêu - Giải quyết vấn đề môi trường cho chất thải tro trấu và rỉ đường từ nhà máy sản xuất cồn. - Nghiên cứu sử dụng tro trấu và rỉ đường chết tạo gạch xây không nung. - Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro trấu đến cường độ mẫu.
Ý nghĩa khoa học - Tìm ra một hướng sử dụng nghiên cứu cho chất thải tro trấu và rỉ đường trong lĩnh vực vật liệu xây dựng không nung. - Thúc đẩy những nghiên cứu chế tạo vật liệu “xanh” từ phế thải công nông nghiệp. Ý nghĩa xã hội Tro trấu và rỉ đường xử lý không hợp lý sẽ gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Vì vậy, nghiên cứu chế tạo gạch xây không nung từ tro trấu và rỉ đường sẽ góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, tiết kiệm được tài nguyên, đồng thời tạo ra một hướng đi mới sử dụng phế thải chế tạo vật liệu xây dựng.
Chương 2 TỔNG QUAN 2. Vấn đề ô nhiễm môi trường 2. Rác thải vỏ trấu Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô, lúa mì, sắn và khoai tây. Sản phẩm thu được từ cây lúa là thóc.
Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát. Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25 % còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90 %), ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ.
Lignin chiếm khoảng 25-30 % và cellulose chiếm khoảng 35-40 % [3]. Hiện trạng ô nhiễm vỏ trấu và tro trấu tại Việt Nam Vỏ trấu có rất nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng, 2 vùng trồng lúa lớn nhất cả nước. Chúng thường không được sử dụng hết nên phải đem đốt hoặc đổ xuống sông suối để tiêu hủy. Theo khảo sát, lượng vỏ trấu thải ra tại Đồng bằng sông Cửu Long khoảng hơn 3 triệu tấn/năm, nhưng chỉ khoảng 10 % trong số đó được sử dụng [3].
Lượng vỏ trấu còn lại bị thải thẳng ra môi trường đã gây hậu quả ô nhiễm môi trường, nguồn nước và các nguồn lợi gắn liền với nguồn nước (do dư lượng nước trừ sâu), gây tắc nghẽn giao thông đường thủy. Vừa lãng phí nguồn nguyên liệu vừa gây hậu quả ô nhiễm môi trường. Một số nơi điển hình như Cần Thơ, An Giang, vỏ trấu trôi khắp các mặt sông ở vùng sâu gây ô nhiễm môi trường xung quanh và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân (Hình 2. Đi dọc một số bờ sông ở quận Ô Môn, huyện Thới Lai, huyện Cờ Đỏ của TP Cần Thơ như sông Thị Đội, sông Ngang.
sẽ thấy rất nhiều vỏ trấu trôi trên mặt sông. Bờ sông ngập một màu vàng của vỏ trấu. Nước sông ở những 6 đoạn này vốn đã ô nhiễm, giờ quyện với mùi vỏ trấu phân hủy tạo nên một “hương vị” rất khó chịu.1:Vỏ trấu thải ra hệ thống sông ngòi gây ô nhiễm môi trường ở TP. Cần Thơ và An Giang.2: Đổ thải tro trấu ra sông Hậu gây ô nhiễm ở xã Nhơn Mỹ, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.
Hiện nay, tại đồng bằng sông Cửu Long, trấu được sử dụng làm chất đốt cho nhiều nhà máy gạch tại đây. Hàng ngày, các nhà máy này thải ra môi trường một lượng tro rất lớn. Nhiều chủ cơ sở sản xuất gạch nung ở dọc các tuyến sông rạch ĐBSCL vẫn đổ tro trấu xuống. Hầu hết các lò gạch nung còn hoạt động đều thải khói đen ra không khí khiến môi trường sống ngày càng xuống cấp.
7 Người dân sống dọc sông Hậu thuộc xã Nhơn Mỹ, huyện Chợ Mới (An Giang) cho biết hàng chục lò nung gạch hoạt động quanh năm đã thải khói đen vào nhà họ, gây ra nhiều bệnh tật (Hình 2. Khói bụi từ các lò gạch còn làm ám đen nhiều khu vực ruộng vườn khiến cây trồng không thể ra hoa kết trái. Mùa mưa, nước mưa chảy tràn qua khu vực chứa tro trấu lộ thiên của các lò gạch này rồi tuôn xuống sông khiến nước sông đen sì, không thể tắm rửa hay sử dụng được. Tại Vĩnh Long, hiện vẫn còn hàng ngàn lò gạch ở dọc các sông rạch như Cổ Chiên, Măng Thít thải khói bẩn ra môi trường.
Nhiều người làm việc tại các lò gạch còn thản nhiên đổ tro trấu, xà bần xuống sông rạch mà không bị xử lý hay nhắc nhở. Một số ứng dụng của vỏ trấu hiện nay Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt Từ lâu, vỏ trấu đã là một loại chất đốt rất quen thuộc với bà côn nông dân, đặc biệt là bà con nông dân ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. Chất đốt từ vỏ trấu được sử dụng rất nhiều trong cả sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc) và sản xuất (làm gạch, sấy lúa). Trấu là nguồn nguyên liệu rất dồi dào và lại rẻ tiền: Sản lượng lúa năm 2007 cả nước đạt 37 triệu tấn, trong đó, lúa đông xuân 17,7 triệu tấn, lúa hè thu 10,6 triệu tấn, lúa mùa 8,7 triệu tấn (Nguồn Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn).
Như vậy lượng vỏ trấu thu được sau xay xát tương đương 7,4 triệu tấn [3].