Tài liệu Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ xử lý - tái dùng nước thải làng nghề chế biến tinh bột Tân Hòa - Quốc Oai - Hà Tây

MỤC LỤC Trang Mục lục 1 Các chữ viết tắt, ký hiệu đƣợc sử dụng trong luận văn 3 Lời cảm ơn 4 MỞ ĐẦU 5 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 5 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 5 3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 5` 4. Kết cấu luận văn 5 CHƢƠNG1. Hiện trạng sản xuất, ô nhiễm môi trƣờng làng nghề và các nghiên 6 cứu xử lý nƣớc thải từ chế biến tinh bột 1.1 Tình hình chung 6 1.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột trên thế giới 6 1.1.2 Tình hình sản xuất tinh bột tại Việt Nam 6 1.1.3 Công nghệ sản xuất, chế biến tinh bột sắn, bột dong 7 1.2 Hiện trạng môi trƣờng làng nghề chế biến tinh bột 10 1.2.1 Nƣớc thải chế biến 10 1.2.2 Chất thải chế biến và rác thải sinh hoạt. 10 1.2.3 Chất bài tiết của ngƣời. 10 1.2.4 Chất thải chăn nuôi 10 1.2.5 Tình hình xử lý và quản lý chất thải làng nghề chế biến tinh bột. 10 1.3. Các phƣơng pháp và nghiên cứu xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột 10 1.3.1. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chê biến tinh bột 10 1.3.2. Các nghiên cứu về công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột 11 1.4 Kết luận. 11 CHƢƠNG 2. Kết quả nghiên cứu 12 2.1 Điều tra tình hình dân sinh – kinh tế, khảo sát hiện trạng sản xuất chế biến 12 tinh bột và môi trƣờng Tân Hòa 2.1.1 Điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội 1 12 2.1.2 Tình hình sản xuất 12 2.1.3 Cơ sở hạ tầng tiêu thoát nƣớc thải 12 2.1.4 Điều kiện vệ sinh môi trƣờng thôn Thị Ngoại – xã Tân Hòa 12 2.1.5 Ảnh hƣởng của chất thải tới sức khỏe cộng đồng 12 2.1.6 Tái sử dụng nƣớc thải cho nông nghiệp 13 2.2 Nghiên cứu công nghệ DEWATS xử lý – tái sử dụng nƣớc thải chế biến 13 tinh bột sắn ở Tân Hòa, Quốc Oai 2.2.1. Lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột 13 2.2.2. Công nghệ xử lý nƣớc thải DEWATS của Đức 13 2.2.3. Các module của DEWATS 13 2.2.4. Ƣu điểm 14 2.2.5. Chi phí 14 2.3. Xây dựng mô hình công nghệ DEWATS cho Tân Hòa 14 2.4. Tính toán xây dựng dãy bể xử lý cho xã Tân Hòa 15 2.5. Kết luận 16 Chƣơng 3. Giải pháp tổng hợp quản lý môi trƣờng làng nghề tại Tân Hòa 16 3.1 Các giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm theo hƣớng sản xuất sạch 16 hơn. 3.2 Các giải pháp quản lý tại các làng nghề chế biến 16 3.3. Giáo dục môi trƣờng 16 Kết luận và kiến nghị 17 1. Kết luận 17 2. Kiến nghị 17 Tài liệu tham khảo 18 Phụ lục 19 Phụ lục 1. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 - 2005 19 Phụ lục 2. Mẫu phiếu điều tra cho các đối tƣợng 21 2 CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN COD: Nhu cầu ôxy hóa học BOD: Nhu cầu ôxy sinh hóa BOD5: Nhu cầu ôxy sinh hóa sau 5 ngày SS: Chất lơ lửng XLNT: Xử lý nƣớc thải CBTB: Chế biến tinh bột ABR: Hệ thống xử lý kỵ khí dòng hƣớng lên FAO: Tổ chức lƣơng thực quốc tế CTV: Cộng tác viên ha: hecta ngđ: ngày đêm TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam 3 MỞ ĐẦU 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Môi trường nông thôn nước ta hiện nay đang ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng. Một phần do tính chất sản xuất không còn thuần nông, thành phần chất thải không chỉ đơn thuần là những chất hữu cơ dễ phân hủy; một phần do diện tích nông thôn bị giảm do đô thị hóa nên không còn đất cho việc xử lý chất thải nông thôn. Tài nguyên nước cho sản xuất nông nghiệp nói chung đang ngày càng khan hiếm. Lượng nước thải từ các quá trình sản xuất chưa được tận dụng lại một cách hợp lý, mà hầu hết được xả thải vào nguồn nước mặt một cách lãng phí. Làng nghề tuy đang đem lại thu nhập cao cho người nông dân so với sản xuất thuần nông truyền thông, nhưng lại làm nảy sinh các vấn đề môi trường. Làng nghề chế biến tinh bột sắn Tân Hòa – Quốc Oai – Hà Tây bị ô nhiễm nguồn nước bởi nước thải từ sản xuất chứa hàm lượng hữu cơ cao, nếu không được xử lý hợp lý sẽ gây ra ô nhiễm nguồn nước ngầm và gây mùi khó chịu…. Đề tài này thực hiện nhằm nghiên cứu, lựa chọn công nghệ xử lý – tái sử dụng nước thải làng nghề nhằm làm giảm mức độ ô nhiễm do sản xuất bằng công nghệ thân thiện với môi trường, tận dụng lại lượng nước thải để dùng cho nông nghiệp, góp phần để địa phương có điều kiện phát triển bền vững hơn. 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tƣợng nghiên cứu - Nước thải từ sản xuất tinh bột gây ô nhiễm môi trường làng nghề - Nghiên cứu mô hình công nghệ xử lý – tái sử dụng nước thải làng nghề vào các mục đích tưới tiêu nông nghiệp b. Phạm vi nghiên cứu. 1 - Nước thải từ sản xuất tinh bột tại làng nghề chế biến miến dong Tân Hòa – Quốc Oai – Hà Tây (cũ). - Nước thải tái sử dụng vào mục đích tưới cho hoa màu, đặc biệt là cây lúa nhằm giảm khối lượng tài nguyên nước được sử dụng trong nông nghiệp. 3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu a. Nội dung nghiên cứu * Tổng quan tài liệu về tình hình tổ chức sản xuất, công nghệ xử lý chất thải nông thôn - Tình hình tổ chức sản xuất, công nghệ chế biến tinh bột - Tình hình quản lý, xử lý chất thải nông thôn và làng nghề chế biến tinh bột. - Các công nghệ xử lý chất thải đang được áp dụng ở nông thôn, đặc biệt là tại các vùng nông thôn tại Việt Nam. - Tình hình tái sử dụng nước thải, chất thải trong sản xuất nông nghiệp. * Điều tra khảo sát điểm mô hình thử nghiệm công nghệ xử lý được lựa chọn tại xã Tân Hòa - Quốc Oai – Hà Tây - Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, - Hiện trạng thủy lợi khu vực nghiên cứu, - Hiện trạng môi trường và ô nhiễm nước thải. * Lựa chọn công nghệ xử lý – tái sử dụng nước thải phù hợp Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý – tái sử dụng nước thải: b. Phƣơng pháp nghiên cứu * Nghiên cứu tổng quan tài liệu - Thu thập các nguồn tài liệu từ internet, kết quả nghiên cứu đề tài/ dự án đã được thực hiện trong và ngoài nước, sách chuyên khảo… - Lịch sử kinh tế, xã hội của vùng nghiên cứu. - Các tài liệu khoa học về công nghệ xử lý nước thải cho các làng nghề chế biến tinh bột trong và ngoài nước, đặc biệt quan tâm tới các công nghệ xử lý bằng phương pháp sinh học. * Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn 2 - Điều tra theo các mẫu phiếu câu hỏi có sẵn đối với các đối tượng khác nhau. * Điều tra, khảo sát hiện trường - Tìm hiểu dây truyền, quy trình sản xuất, - Nguồn thải và vùng xả thải. - Các mô hình tái sử dụng nước thải trong sản xuất nông nghiệp. * Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm - Phân tích các chỉ tiêu DO, BOD, COD, SS, …nước thải chế biến. - Phân tích thành phần nước thải do sinh hoạt. 4. Kết cấu luận văn Luận văn bao gồm 3 chương Chương 1. Hiện trạng sản xuất và ô nhiễm môi trường làng nghề chế biến tinh bột Chương 2. Kết quả nghiên cứu Chương 3. Giải pháp tổng hợp quản lý môi trường làng nghề tại Tân Hòa. Kết luận, kiến nghị. 3 CHƢƠNG 1 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN TINH BỘT 1.1. Tình hình chung 1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột trên thế giới Trên thế giới tinh bột là sản phẩm công nghiệp, được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế khác nhau. Sản phẩm tinh bột được sản xuất bằng dây chuyền công nghệ hiện đại nhờ thiết bị máy móc. Các loại tinh bột thường bán ngoài thị trường là tinh bột ngô, bột khoai tây, lúa mỳ, lúa mạch và tinh bột dong, sắn, tinh bột gạo, đậu,…. Trong sản xuất chế biến tinh bột thì tinh bột sắn và dong được xem như là một sản phẩm quan trọng nhất của các loại cây thu hoạch từ củ phát triển mạnh ở các vùng nhiệt đới. Hàng năm sản lượng tinh bột trên thế giới không ngừng tăng lên. Hiện nay trên thế giới sử dụng rất nhiều các loại hoá chất được tạo ra từ sản phẩm tinh bột. Ứng dụng của các sản phẩm tinh bột rất rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế khác nhau - thể hiện trong sơ đồ sau Củ dong sắn 4 Thức ăn Tinh bột Người Trực tiếp Gusi Alcohol Gia súc Khoanh Viên Bã Phục vụ Tiêu thụ công nghiệp Monosodium Giấy Hồ CN dệt Polywood Cao su trực tiếp Dược Gluuciga Hình 1.1. Ứng dụng của sản phẩm tinh bột. 1.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột tại Việt Nam Cùng với quá trình tăng trưởng trong sản xuất nông nghiệp và với cơ chế thị trường có nhiều thuận lợi, công nghệ chế biến sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch được Nhà nước khuyến khích đầu tư nên ngành công nghiệp chế biến tinh bột ở các làng nghề nông thôn Việt Nam rất phát triển, mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần thay đổi đáng kể bộ mặt của làng nghề, đời sống của người dân được cải thiện. Nguồn nguyên liệu chính trong quá trình chế biến là củ sắn và dong riềng, sản phẩm chủ yếu là tinh bột và các sản phẩm từ tinh bột như miến dong, bún khô, nha, mật,…. Nguồn nguyên liệu chính trong quá trình chế biến tinh bột là sắn củ và dong riềng với sản lượng sắn các năm được thể hiện trong bảng sau: Bảng 1.1. Sản lƣợng sắn ở Việt Nam (103 tấn) Loại cây củ 2000 2001 5 2002 2003 Sắn 3.030 2.880 2.830 1.450 (nguồn số liệu Nhà xuất bản thống kê Hà Nội, 2004) Hơn 10 năm qua, với những chính sách khuyến khích của Nhà nước, làng nghề nông thôn ở nước ta đã phát triển rất nhanh và đóng góp một phần quan trọng vào việc giải quyết công ăn việc làm, tăng thu nhập cho người lao động nông thôn, góp phần ổn định kinh tế - xã hội ở khu vực này. Thu nhập bình quân của một lao động nghề gấp từ ba đến bốn lần lao động thuần nông. So với các nước ở khu vực Đông Nam Á, ngành chế biến tinh bột ở Việt Nam phát triển với quy mô nhỏ, lẻ, hộ gia đình là chủ yếu. Tổ chức sản xuất chế biến thường theo làng, thôn. Đa số cơ sở sản xuất trong các làng nghề là quy mô hộ gia đình, phát triển theo hướng tự phát, công nghệ thủ công, lạc hậu, chắp vá, thiếu đồng bộ. Theo số liệu thống kê của các sở công nghiệp các tỉnh thì tỉnh Hà Tây có 88 làng; Bắc Ninh có 58 làng/cụm xã, Vĩnh Phúc có 24 làng/cụm xã; Hưng Yên có 33 làng; Nam Định có 113 làng; Hà Nam có 10 làng; Hải Dương có 36 làng; Thái Bình có 82 làng/xã nghề... Trong vòng 10 năm qua, làng nghề nông thôn có tốc độ tăng trưởng khá nhanh, trung bình hàng năm đạt 8% tính theo giá trị đầu ra. Ở phía Bắc ngành chế biến tinh bột phát triển mạnh đặc biệt là sau những năm xoá bỏ bao cấp do có nguồn nguyên liệu phong phú cung cấp từ địa bàn của các tỉnh miền núi và Trung du phía Bắc là những tỉnh có tới 90% diện tích trồng sắn và dong của phía Bắc, cự ly vận chuyển nguồn nguyên liệu không xa. Đây là một nghề chế biến truyền thống có từ rất lâu đời và do đó đã tạo ra được một mạng lưới tiêu thụ sản phẩm ở hầu hết các tỉnh thành phố, đặc bịêt có cơ sở chế biến còn xuất khẩu sản phẩm sang các nước láng giềng, các nước Châu Âu. 1.1.3. Công nghệ sản xuất, chế biến tinh bột sắn, bột dong 1.1.3.1. Công nghệ sản xuất, chế biến Hiện nay trên thế giới có 3 phương pháp sản xuất tinh bột sau: - Dây chuyền công nghệ hiện đại 6 - Dây chuyền thủ công - Dây chuyền thủ công nghiệp Phƣơng pháp sản xuất theo dây chuyền công nghiệp hiện đại: các công đoạn được duy trì nhờ các thiết bị máy móc cơ khí, năng lượng điện và tự động hoá từ khâu khai thác nước sạch để cấp cho quá trình rửa củ và các giai đoạn lọc bột, cạo vỏ, nghiền, lọc, sấy khô và đóng bao bì cho sản phẩm. Công việc chuyển tải nguyên liệu từ công đoạn chế biến này sang công đoạn chế biến tiếp theo được thực hiện nhờ băng chuyền tự động Lượng nước thải của các dây chuyền chế biến tinh bột tương đối lớn, lượng nước tiêu thụ khoảng 5 – 10 m3/tấn củ sắn và 8 -10 m3 cho 01 tấn củ dong. Dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại chủ yếu áp dụng tại các nước phát triển trong các nhà máy sản xuất lớn để tạo ra các nguồn sản phẩm tinh bột có chất lượng cao đảm bảo tiêu chuẩn yêu cầu đối với nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác Sắn dong Máy cạo củ Vỏ, cát Nước cấp 7 Máy rửa củ Nước thải Hình 1.2. Sơ đồ dây chuyền công nghiệp sản xuất bột dong Phƣơng pháp sản xuất theo dây chuyền thủ công và thủ công nghiệp: Trong phương pháp thủ công, 100% các công đoạn trong dây chuyền sản xuất đều thực hiện thủ công. Nước sử dụng để rửa củ, lọc bột trong nhiều trường hợp được dùng lại. Theo phương pháp thủ công nghiệp một số công đoạn trong dây chuyền sản xuất như: cạo vỏ, rửa củ, nghiền bột và khuấy được thực hiện nhờ các thiết bị máy móc, còn các công đoạn khác như lắng, lọc vẫn được thực hiện thủ công. 8 Ở Việt Nam cũng như một số nước đang phát triển trong khu vực, phương pháp thủ công và thủ công nghiệp là phổ biến hơn cả. Kết quả điều tra[8] tại 12 tỉnh trong cả nước cho thấy 100% các vùng chế biến tinh bột được sản xuất theo dây chuyền thủ công nghiệp. 1.1.3.2. Thành phần sắn củ, dong củ và nhu cầu dùng nƣớc cho chế biến tinh bột Thành phần đặc trưng của sắn củ và dong củ được trình bày trong bảng 1.2 và 1.3. Bảng 1.2. Kết quả phân tích thành phần sắn củ. Thành phần Tỷ lệ phần trăm theo trọng lượng Nước 59 – 70 Tinh bột 20 – 40 Các loại men 0.7 Protein 0.9 – 2.3 Chất béo 0.1 – 0.7 Các loại Hydrat Carbon khác 0.8 – 20 Xenlulo 0.9 – 2.5 Tổng cộng 100% Bảng 1.3. Kết quả phân tích thành phần dong củ. Thành phần Tỷ lệ phần trăm theo trọng lượng Nước 80 -64 Tinh bột 12 – 15 Các loại men 1.20 Protein 0.9 – 2.3 Chất béo 0.1 – 0.7 9 Các loại Hydrat Carbon khác 0.8 – 1.0 Xenlulo 5.6 – 5.8 Tổng cộng 100% Nguồn tham khảo: Nelson, 1984. Nước tiêu thụ cho quá trình chế biến tinh bột chiếm một tỷ lệ tương đối lớn, chủ yếu cho việc rửa củ và gạn lọc, lượng nước tiêu thụ khoảng từ 5 – 10m3 cho một tấn củ sắn và 8 – 12 m3 cho một tấn củ dong. Theo kết quả điều tra nghiên cứu của Dương Đức Tiến, Trần Hiếu Nhuệ và các CTV, nhu cầu dùng nước trong chế biến tinh bột như sau: Bảng 1.4. Nhu cầu cấp và thải nƣớc trong sản xuất tinh bột đối với mỗi loại nguyên liệu (m3/tấn nguyên liệu) [6] Stt Loại nguyên liệu Nước cấp Nước thải 1 Củ sắn 12 – 16.5 10.3 – 14.5 2 Củ dong giêng 8.3 – 13.5 7.5 - 11 Bảng 1.5. Nhu cầu dùng và nƣớc thải trong quá trình chế biến tinh bột (m3/tấn nguyên liệu) [6] Các Tinh bột dong chỉ tiêu Công đoạn sản Tinh bột sắn Nhu cầu nước Lượng nước Nhu cầu nước Lượng nước cấp (m3/tấn thải trung bình cấp (m3/tấn thải trung bình nguyên củ) (m3/tấn nguyên củ) (m3/tấn nguyên củ) xuất 10 nguyên củ) Rửa củ 1.3 – 2.0 1.2 – 1.9 4.0 – 5.0 3.8 – 4.75 Lọc thô 4.5 – 5.5 3.8 - 4.0 4.5 – 5.5 3.87 – 4.7 Lọc tinh 3.0 – 6.0 2.5 – 5.0 3.0 – 6.0 2.6 – 5.0 Tổng hợp 8.8 – 13.5 7.5 – 11 12 – 16.5 10.3 – 14.5 (Dương Đức Tiến, Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Kim Thái, 1991) Nước sau công đoạn lọc thô có thể được sử dụng lại để rửa củ. Nước thải ra từ các công đoạn chế biến chủ yếu chứa các tạp chất hữu cơ và dao động cả về số lượng lẫn chất lượng. Thành phần nước thải chứa nhiều chất lơ lửng, có độ pH thấp, hàm lượng các chất hữu cơ cao và chứa một ít chất dinh dưỡng. Nước thải trong vùng chế biến tinh bột có đặc điểm chung là [8]: - Chỉ số pH, hàm lượng ôxy hòa tan thấp là những điều kiện bất lợi cho quá trình xử lý bằng sinh học. - Tỷ số BOD5/COD thường cao hơn 0.65 cho thấy đối với loại nước thải này phương pháp xử lý sinh học sẽ đem lại hiệu quả cao. - Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải rất cao, do đó lượng cặn thải này sẽ nhanh chóng gây bồi lấp công trình xử lý. - Trong nước thải có chứa hàm lượng Cyanua là rất độc cho động thực vật. - Nước thải còn chứa nhiều tinh bột nên trong điều kiện yếm khí sẽ nhanh chóng lên men gây thối rữa, bốc mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường. Tinh bột sau khi phơi khô có độ ẩm 10% - 12%, độ tro 0.2%, pH 6.3 – 6.5, có độ nhớt cao và được sử dụng để sản xuất các loại tinh bột dạng cao cấp dùng cho công nghiệp hoặc các mục đích khác. Sự cân bằng vật chất trong quá tình sản xuất tinh bột từ dong củ và sắn củ thể hiện trong sơ đồ ở hình 1.3 và 1.4. 11 Dong củ (100%) Nước chảy ra từ củ (30%) Bột nghiền (90%) Đất cát, vỏ (10%) Bã dong (30%) Tinh bột (30%) Hình 1.3. Sơ đồ cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột dong (tính cho 100 kg nguyên liệu). [2,8] Nước chảy ra từ củ (5%) Sắn củ (100%) Đất cát, vỏ (5%) Bột nghiền (95%) Bã sắn (40%) Tinh bột (50%) Hình 1.4. Sơ đồ cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn (tính cho 100 kg nguyên liệu). [2,8] Từ sơ đồ này có thể tính được: Chế biến 01 tấn dong củ sẽ thải ra 100kg đất cát, vỏ khô và 300kg bã dong, chế biến 01 tấn của sắn thải ra 50kg đất cất, vỏ khô và 400kg bã sắn. 1.1.3.3. Tình hình tổ chức sản xuất 12 Do nhu cầu của thị trường về sản phẩm từ chế biến tinh bột mà nhiều làng nghề mọc lên với loại hình sản phẩm ngày càng phong phú, đặc biệt sau khi có những chính sách khuyến khích phát triển làng nghề của nhà nước từ giữa những năm 90 của thế kỷ trước. Tại các làng nghề sản xuất tinh bột ở Việt Nam chủ yếu áp dụng công nghệ thủ công để sản xuất. Gần đây, một số công đoạn được cơ giới hóa bằng các thiết bị đơn giản, tự chế tạo như nghiền củ, rửa bã, đánh bột. Nhờ những cải tiến này mà năng suất lao động được tăng lên, trung bình mỗi ngày 1 hộ có thể sản xuất được 1000 – 1500 kg củ dong, tương đương từ 300 đến 450 kg bột ướt. Số lượng các làng nghề chế biến tinh bột ở miền Bắc là lớn nhất có thể kể đến các vùng chế biến của một số địa bàn như: tỉnh Hà Tây (tại xã Cát Quế, Minh Khai, Dương Liễu - Huyện Hoài Đức; Xã Tân Hoà, Cộng Hoà - huyện Quốc Oai; Liên Hiệp - Huyện Phúc Thọ), tỉnh Hoà Bình, Vĩnh Phúc, Nam Định (tại thị xã, huyện Hải Hậu). Ở miền Trung, sản phẩm của ngành chế biến tinh bột còn đơn điệu, chủ yếu là tinh bột sắn để phục vụ cho nhu cầu chế biến các sản phẩm truyền thống như bún, bánh các loại. Có thể kể đến các vùng chế biến tinh bột ở tỉnh Quảng Trị tại huyện Cam Lộ, Hướng Hoá; ở tỉnh Thừa Thiên Huế tại huyện Hương Thuỷ, Phong Điền, Phú lộc. Tuy vậy, các vùng chế biến ở đây có quy mô nhỏ lẻ 20- 30 hộ gia đình, không phát triển ở mức quy mô của cả xã như ở miền Bắc. Ở phía Nam công nghiệp chế biến tinh bột mang tính đa dạng hơn. Các cơ sở chế biến quy mô hộ gia đình chủ yếu tập trung ở Thủ Đức (tại các xã Khiết Tâm, Tâm Bình) với nguồn nguyên liệu tươi được cung cấp từ các tỉnh Đồng Nai, Tây Ninh và Sông Bé. Tại Tây Ninh do nguồn nguyên liệu dồi dào và chế biến tinh bột sắn là một nghề truyền thống của nhân dân địa phương nên ngày càng được phát triển. So với phía Bắc thì sản phẩm của ngành chế biến tinh bột ở phía Nam cũng chủ yếu là bột sắn. Do không có nguồn nguyên liệu tại chỗ, việc vận chuyển dong từ các tỉnh phía Bắc vào đã làm đội giá thành của sản phẩm chế biến lên rất nhiều. 13 Kết quả điều tra hiện trạng môi trường làng nghề ở một số tỉnh trọng điểm do Viện Khoa học Thuỷ lợi thực hiện năm 2008 cho kết quả như sau Bảng 1.6. Quy mô sản xuất và chế biến tinh bột tại một số làng nghề TT Địa điểm Tổng số hộ chếbiến Sản lượng số hộ tinh bột tấn SP/năm 1 Dương Liễu – Hoài Đức – Hà 2.857 1.800 93.668 Tây 2 Liên Hiệp – Phúc Thọ – Hà 2110 1.680 60.000 1 527 927 15.700 2.298 498 2.700 Tây 3 Tân Hoà - Quốc Oai – Hà Tây 4 Tứ Dân – Khoái Châu – Hưng Yên (Nguồn: Số liệu thống kê tháng 6/ 2008) Các vùng làng nghề chế biến nông sản nói chung, chế biến tinh bột nói riêng ở nông thôn nước ta có qui mô nhỏ, sản xuất manh mún, phân tán theo hộ gia đình trong phạm vi một làng xã. Vấn đề thu gom và xử lý nước thải, chất thải rắn chưa được quan tâm nên môi trường trong các vùng làng nghề chế biến nông sản ngày càng bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe cộng đồng. Hình thức tổ chức manh mún là điểm khác so với các cơ sở chế biến nông sản quốc doanh, đặc biệt rất khác so với các nước công nghiệp phát triển. Do vậy, áp dụng những công nghệ xử lý chất thải hiện đại cho các vùng này là không thích hợp. Đi đôi với việc tăng sản lượng hàng hóa, sự phát triển làng nghề nông thôn đã tạo ra một khối lượng lớn các chất thải. Cũng như sự đa dạng của các nguồn nguyên 14 liệu sản xuất, nguồn chất thải từ hoạt động sản xuất của các làng nghề rất đa dạng. Thêm vào đó là nhận thức của người dân làng nghề về vấn đề bảo vệ môi trường thấp nên môi trường ở đây đã và đang bị ô nhiễm nặng. Nhiều loại chất thải với số lượng lớn đã gây nguy hại lớn tới môi trường xung quanh, ảnh hưởng tới sức khỏe của người sản xuất và của cả cộng đồng. Ví dụ: Để sản xuất 1 tấn tinh bột cần sử dụng khoảng 20m3 nước, sản xuất 1 nghìn tấn tinh bột tạo ra 3 – 4 nghìn tấn bã tươi...; Sản xuất 1 triệu tấn đường sẽ tạo ra 30 triệu tấn ngọn, lá, gốc mía; 1 triệu tấn bã mía; 0,5 triệu tấn rỉ đường; 0,1 triệu tấn bã lọc. Sản xuất 100 nghìn tấn nhân điều tạo ra 1 triệu tấn thịt quả điều và vỏ hạt điều có hàm lượng dinh dưỡng rất cao, là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây ô nhiễm môi trường. Xay xát 100 tấn thóc cần giải quyết 10 nghìn tấn trấu, 1 nghìn tấn cám. Nuôi 1 nghìn tấn lợn thịt tạo ra 10-20 nghìn tấn phân, 20-30 nghìn mét khối nước tiểu, 50-200 nghìn mét khối nước rửa chuồng trại. Nhìn chung phụ phế thải trong nghề chế biến lương thực thực phẩm là những chất hữu cơ dễ bị phân hủy, gây ô nhiễm môi trường, tạo mùi khó chịu, nếu không được xử lý tốt. Đối với ngành nghề chế biến tinh bột, do việc sản xuất tự phát, sản xuất theo mùa vụ của các hộ gia đình (từ tháng 9 năm trước đến tháng 2 âm lịch năm sau), cộng thêm các xã chưa có hệ thống thu gom nước thải từ chế biến tinh bột một cách hoàn chỉnh, nên khó kiểm soát được nước thải gây ra ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm mùi, ảnh hưởng tới sinh hoạt của cộng đồng dân cư. 1.2. Hiện trạng môi trƣờng làng nghề chế biến tinh bột 1.2.1. Nước thải chế biến Nước thải chế biến tinh bột gồm 2 nguồn chính: - Nước rửa củ: Là nước thải từ công đoạn rửa, loại bỏ phần rễ, lớp vỏ gỗ và đất cát bám trước khi đưa vào nghiền. Theo ước tính, lượng nước thải rửa củ chiếm đến 42% tổng lượng nước thải của quá trình sản xuất. Nước này chỉ ô nhiễm bởi đất cát tách ra từ củ, ít ô nhiễm các chất hữu cơ hòa tan, do đó, nên tách riêng nhằm giảm lượng chất thải và sau khi xử lý đơn giản có thể tận dụng cho khâu rửa củ. 15 - Nước thải chế biến: Chứa hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ rất cao thải từ công đoạn nghiền, tách bã và lọc tinh. Thành phần nước thải chế biến bao gồm: tinh bột, đường, protein, xenlulo, các khoáng chất và độc tố CN-. Thành phần của nước thải chế biến được lấy sau bể lọc cuối được trình bày trong bảng sau Bảng 1.7. Thành phần của nƣớc thải chế biến [6,7,8]. Chỉ tiêu Đơn vị pH Kết quả Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 4.2 – 5.1 N-NO3 mg/l 0.5 – 0.8 COD mg/l 2500 – 17000 N tổng mg/l 250 – 450 BOD5 mg/l 2120 – 14750 P tổng mg/l 4 – 70 SS mg/l 120 – 3000 CN- mg/l 2 – 75 N-NH3 mg/l 136 – 300 SO42- mg/l 52 – 65 N-NO2 mg/l 0 – 0.2 1.2.2. Chất thải chế biến và rác thải sinh hoạt Trên cơ sở phân tích sơ đồ cân bằng vật chất được trình bày ở chương 1 thấy rằng quá trình chế biến tinh bột dong sẽ tạo ra một nguồn bã thải khá lớn: cứ 01 tấn dong củ sẽ thải ra 100 kg đất, cát,vỏ và 300 kg xơ bã (có mang theo một phần tinh bột) . Như vậy với quy mô sản xuất chế biến như ở Dương Liễu, Tân Hoà, Tứ Dân thì mỗi năm lượng bã thải lên đến hàng nghìn tấn. Thực tế qua điều tra khảo sát tại các làng nghề này cho thấy lượng bã thải được dùng một phần làm chất đốt, làm phân, số còn lại được đổ đống trong khu vực dân cư gây ô nhiễm môi trường, bị nước mưa rửa trôi gây bồi lấp hệ thống rãnh têu thoát nước trong khu dân cư. Khu vực làng nghề chế biến có mật độ dân số cao, điều kiện sống của người dân tương đương với mức sống của các khu vực thị trấn, lượng rác thải ở các vùng này cũng khá lớn. Việc thu gom và xử lý chất thải sinh hoạt chủ yếu mang tính tự phát, không có vốn đầu tư cho việc xử lý chất thải sinh hoạt tại các xã. Thông 16 thường các loại chất thải sinh hoạt được đổ đống tại một điểm trong xã, khi đầy thì dùng đất lấp và đào hố mới bên cạnh để đổ. Hình thức này là khá phổ biến và không đảm bảo. Các đống hở như vậy vừa gây mất mỹ quan, vừa mất vệ sinh, gây mùi do quá trình phân hủy của các chất hữu cơ có trong chất thải. Gió và mưa sẽ mang theo mầm bệnh phát tán trong thôn, xóm. 1.2.3. Chất bài tiết của người Hầu hết các làng nghề chưa xây dựng hệ thống bể phốt để xử lý chất thải bải tiết [8]. Các hệ thống chứa cũ thì không đảm bảo vệ sinh, rò rỉ và thẩm thấu ra ngoài sẽ là nguồn gây bệnh cho cộng đồng. Mới chỉ có một số làng xã được sử dụng các hệ thống bể biogas để xử lý chất thải sinh hoạt và chăn nuôi từ chương trình “Năng lượng xanh” của chính phủ như Hà Tây, Phú Thọ,….[9]. Bảng 1.8 . Thành phần chất bài tiết của ngƣời. Thành phần Đơn vị Phân Nƣớc tiều Khối lượng g/nghìn người 100 – 400 1000 – 1310 Độ ẩm % 75- 85 93 -96 Thành phần HC % 79 – 88 65 -85 Nitơ % 5–7 15 – 19 P2O5 % 3.4 -5.4 2.5- 5.0 K2 O % 1.0 – 2.5 3.0 – 4.5 Carbon % 44 – 55 11 – 17 Canxi % 4.5 4.5 -6 C/N % 6- 10 1.0 BOD5 g/người.ngày 15 – 20 10 1.2.4. Chất thải chăn nuôi Mô hình sản xuất của các làng nghề chế biến tinh bột thường kết hợp với chăn nuôi để tận dụng bã thải làm nguồn thức ăn. 17