ĐẶT VẤN ĐỀ Ở nƣớc ta các ngành sản xuất công nghiệp đang là ngành quan trọng và đƣợc đầu tƣ phát triển mạnh, nhất là trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa nhƣ hiện nay. Nhiều khu công nghiệp, nhà máy sản xuất đƣợc xây dựng hàng loạt và phân bố rộng trên khắp cả nƣớc, hoạt động sản xuất với công nghệ hiện đại, ổn định tăng tốc độ và chất lƣợng sản phẩm, tạo đƣợc nguồn doanh thu lớn cho đất nƣớc. Ngành sản xuất tinh bột sắn là một trong những ngành công nghiệp trọng điểm và đang ngày càng phát triển. Tinh bột sắn là một thành phần quan trọng bậc nhất trong chế độ dinh dƣỡng của loài ngƣời cũng nhƣ các động vật khác.
Ngoài sử dụng làm thực phẩm, tinh bột sắn còn là nguyên liệu sản xuất cho nhiều sản phẩm khác nhƣ trong công nghệ mỹ phẩm, sản xuất giấy, rƣợu, băng bó xƣơng.[19] do vậy các nhà máy và các cơ sở sản xuất tinh bột sắn đƣợc mở rộng và phát triển. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt đƣợc thì ngành công nghiệp sản xuất tinh bột sắn gây nhiều tác động tiêu cực đến môi trƣờng, đặc biệt là làm ô nhiễm nguồn nƣớc và môi trƣờng xung quanh, ảnh hƣởng đến chất lƣợng môi trƣờng, sức khỏe và cuộc sống sinh hoạt của ngƣời dân. Nguyên nhân do các công nghệ sử dụng còn lạc hậu, các hệ thống xử lý nƣớc thải đã có nhƣng không hiệu quả hoặc chƣa có đầu tƣ xây dựng, hơn nữa nhiều khu công nghiệp sản xuất còn chƣa thực hiện đúng các cam kết về bảo vệ môi trƣờng. Nhà máy tinh bột sắn Sơn La công suất là 100 tấn/ngày, đƣợc xây dựng tại xã Mƣờng Bon, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La.
Nhà máy mới đƣợc đƣa vào sản xuất thời gian gần đây, đã tận thu đƣợc sản phẩm sắn của địa phƣơng tăng thu nhập và việc làm cho ngƣời dân, nhƣng cũng đã gây tình trạng ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng tại khu vực, dù nhà máy cũng có đầu tƣ xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải. 1 Trƣớc tình trạng đó, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột sắn tại Chi nhánh công ty Cổ phần tinh bột sắn Fococev –Nhà máy tinh bột sắn Sơn La” để góp phần xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn, hạn chế các tác động của nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn tới con ngƣời và môi trƣờng khu vực, góp phần phát triển bền vững kinh tế xã hội ở địa phƣơng. 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về ngành sản xuất tinh bột sắn của thế giới và Việt Nam Cây lƣơng thực sắn là loại thực phẩm đƣợc sử dụng phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất công nghiệp nhƣ công nghiệp dệt, thực phẩm, sản xuất bánh kẹo, sản xuất lên men, sản xuất acid hữu cơ.
Trên thế giới [20], [6] Trên thế giới, sắn là cây lƣơng thực quan trọng đƣợc trồng ở những nƣớc đang phát triển và nƣớc nghèo, kỹ thuật canh tác truyền thống. Sắn đƣợc dùng để làm lƣơng thực - thực phẩm, thức ăn gia súc và để bán. Hiện nay, sắn đƣợc trồng tại trên dƣới 100 quốc gia trên toàn thế giới có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục nhƣ: châu Á, châu Phi, châu Mỹ Latinh, với các quy mô canh tác rất khác nhau. Sản lƣợng sắn toàn thế giới trong nhiều năm trở lại đây duy trì tƣơng đối ổn định ở mức sản lƣợng 230 triệu tấn sắn.
Năm 2011, tổng sản lƣợng sắn thế giới đạt 250,2 triệu tấn củ tƣơi, tăng 6% so với năm trƣớc. Sự gia tăng sản lƣợng mạnh mẽ này bởi ngành chế biến công nghiệp nhiên liệu sinh học ethanol sử dụng sắn làm nguyên liệu đầu vào tại các quốc gia Đông Nam Á cùng với nhu cầu lƣơng thực tăng tại Châu Phi. Trong đó, Nigeria là quốc gia sản xuất sắn hàng đầu thế giới với sản lƣợng hai năm gần đây (2009 - 2010) có xu hƣớng giảm xuống đạt khoảng 37 triệu tấn so với giai đoạn 2006 - 2008 liên tục đạt trên dƣới 45 triệu tấn. Năm 2011, sản lƣợng sắn của Nigeria cũng đã hồi phục lên xấp xỉ 40 triệu tấn, tăng 4 % so với năm trƣớc.
Quốc gia có sản lƣợng sắn lớn thứ hai thế giới là Brazil với sản lƣợng thƣờng niên trong giai đoạn 2009 - 2010 vào khoảng 24 triệu tấn sắn củ tƣơi, giảm khoảng 8 % so với giai đoạn 2 năm trƣớc đó. Năm 2011, sản lƣợng sắn của quốc gia này cũng đã hồi phục trở lại lên mức trên 26 triệu tấn, tăng 8 % so với năm trƣớc đó. Indonesia, Cộng hòa Công gô và Thái Lan 3 là ba quốc gia có sản lƣợng sắn lớn tiếp theo trên thế giới, với sản lƣợng hàng năm trong giai đoạn 2009 - 2011 vào khoảng 22 triệu tấn củ. Các nƣớc còn lại trong nhóm 10 quốc gia có sản lƣợng sắn hàng đầu thế giới bao gồm Angola, Ghana, Việt Nam, Ấn Độ, Mozambic.
Mƣời quốc gia sản xuất sắn hàng đầu chiếm 75 % tổng sản lƣợng sắn toàn thế giới. Tại Thái Lan, Việt Nam và Indonesia, sắn trở thành một loại cây công nghiệp hàng năm quan trọng và đƣợc thu mua để chế biến thành các sản phẩm xuất khẩu. Thái Lan là nƣớc mà toàn bộ sắn thu hoạch đều đƣợc sử dụng trong công nghiệp với các sản phẩm chính là sắn lát, sắn viên và tinh bột sắn. Trên 55 % sản lƣợng sắn của Thái Lan đƣợc sử dụng dƣới dạng sắn lát phơi khô làm thức ăn cho gia súc.
Trong đó 99 % trực tiếp đƣợc xuất khẩu vào các nƣớc châu Á, chỉ có 10 % tiêu thụ trong nội địa, mặc dù sản lƣợng sắn củ tƣơi chiếm khoảng 18 triệu tấn trên sản lƣợng toàn cầu là 175 triệu tấn. Hiện nay, thế giới đang trong tình trạng thiếu lƣơng thực nghiêm trọng thì các ngành sản xuất lƣơng thực - thực phẩm của các nƣớc, nhất là ngành sản xuất tinh bột sắn sẽ đem hiệu quả kinh tế cao cũng nhƣ giải quyết đƣợc vấn đề thiếu lƣơng thực của thế giới. Nhu cầu tiêu thụ tăng cao sẽ thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất tinh bột sắn trên thế giới phát triển. Ở Việt Nam [23], [6] Ở Việt Nam, sắn là cây lƣơng thực quan trọng đứng hàng thứ ba sau lúa và ngô.
Cây sắn hiện nay đã chuyển đổi vai trò từ cây lƣơng thực - thực phẩm truyền thống thành cây công nghiệp hàng hóa có lợi thế cạnh tranh cao, quá trình hội nhập đang mở rộng thị trƣờng sắn tạo nên những cơ hội chế biến tinh bột và các sản phẩm từ tinh bột khác góp phần vào sự phát triển của đất nƣớc. Sản xuất sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo do sắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tƣ, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông hộ. 4 Tại Việt Nam, cây lƣơng thực sắn đƣợc canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của các vùng sinh thái nông nghiệp. Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung (168,80 ngàn ha).
Tây Nguyên là vùng sản xuất lớn thứ hai của cả nƣớc, tập trung chủ yếu ở bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk và Đăk Nông. Năm 2008, diện tích sắn của Tây Nguyên là 150,100 ha, năng suất bình quân đạt 15,7 tấn/ha, tổng sản lƣợng 2,35 triệu tấn thấp hơn nhiều so với năng suất và sản lƣợng sắn của vùng Đông Nam Bộ với năng suất là 23,74 tấn/ha, tổng sản lƣợng là 2,60 triệu tấn. Việt Nam hiện đƣợc xem là nƣớc xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới sau Thái Lan và Indonexia (Bộ NN & PTNT, 2002). Tinh bột sắn ở Việt Nam đã trở thành một trong bảy mặt hàng xuất khẩu mới có triển vọng đƣợc Chính phủ và các địa phƣơng quan tâm.
Hiện nay cả nƣớc có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn ở quy mô lớn, công suất 50 – 200 tấn tinh bột sắn/ngày và trên 4000 cơ sở chế biến thủ công. Tính cho đến hết tháng 11/2009 có khoảng 3 triệu tấn sắn và tinh bột đƣợc xuất khẩu với tổng trị giá gần 500 triệu USD. Năm 2009, trong khi nhiều loại hàng hóa xuất khẩu chậm và giảm mạnh về giá trị thì tinh bột sắn lên ngôi với mức xuất khẩu tăng hơn 4 lần về sản lƣợng và tăng 3 lần về kim ngạch. Thị trƣờng xuất khẩu chính vẫn là Trung Quốc, chiếm hơn 90 % kim ngạch.
Tiếp theo là Hàn Quốc chiếm 5,5 %; Đài Loan 2 %; châu Âu 1,7 % và một phần rất nhỏ bắt đầu đến đƣợc Nhật Bản. Lƣợng sắn xuất khẩu năm 2010 giảm tới 48,8 % nhƣng giá trị xuất khẩu chỉ giảm 2,6 % do giá xuất khẩu sắn tăng mạnh. Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2010 Việt Nam xuất khẩu đƣợc 1,677 nghìn tấn sắn và các sản phẩm từ sắn, thu về 556 triệu USD. Sản xuất lƣơng thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầm nhìn đến năm 2020.
Chính phủ Việt Nam chủ trƣơng đẩy mạnh sản xuất lúa, ngô và coi trọng việc sản xuất sắn, khoai lang ở những vùng, những vụ có điều kiện phát triển. Thị trƣờng xuất khẩu sắn lát và tinh bột sắn Việt Nam dự 5 báo thuận lợi và có lợi thế cạnh tranh cao do có nhu cầu cao về chế biến bioethanol, bột ngọt, thức ăn gia súc và những sản phẩm tinh bột biến tính. Diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha nhƣng sẽ tăng năng suất và sản lƣợng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tƣơi và hàm lƣợng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng sinh thái. Đặc tính của nƣớc thải tinh bột sắn và các ảnh hƣởng tới môi trƣờng 1.
Đặc tính của nước thải tinh bột sắn Ngành sản xuất tinh bột sắn là ngành sản xuất thực phẩm tạo ra lƣợng chất thải ở cả ba dạng là khí thải, nƣớc thải và chất thải rắn, đặc biệt gây bức xúc nhất chính là nƣớc thải sản xuất gây ảnh hƣởng khá nghiêm trọng đến môi trƣờng. Quy trình sản xuất tinh bột sắn sử dụng một lƣợng nƣớc khá lớn, khoảng 20 - 40 m3/tấn sản phẩm, tùy thuộc vào công nghệ khác nhau. Dòng nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn chính các thành phần hữu cơ nhƣ tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đƣờng. có trong nguyên liệu củ sắn tƣơi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nƣớc thải của nhà máy sản xuất tinh bột sắn.