Tài liệu Nghiên cứu và xây dựng quy trình xử lý nguồn nước ô nhiễm do chế biến tinh bột sắn để tái sử dụng trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Kon Tum pptx

NGHIấN CU V XY DNG QUY TRèNH X Lí NGUN NC ễ NHIM DO CH BIN TINH BT SN TI S DNG TRONG SN XUT NễNG NGHIP TI TNH KON TUM Lờ Th Thy, Nguyn Trng Giang, Chu Bỏ Phỳc SUMMARY Study and develop process for treatment of polluted water from cassava starch processing for reuse in agricultural production in Kon Tum province Primary results of our study on the treatment process of polluted wastewater from cassava starch production showed that, wastewater after treatment process had lower index than standard of column B (without targets NH 4 + and CN - ), it may suggest the following procedure: Preliminary treatment (discard mud and rubbish) biological digest tank - biogas (additional preparations EM) Biological leach field - degree I (water bamboo - Cyberus inovolucratus) Biological leach field - degree II (vetiver grass - Vetiveria zizanioides) Ponds (water hyacinth plant - Eichhornia crassipes). Wastewater from processing of cassava starch after treatment was evaluated on vegetable broccoli experiments, the result showed high - yield (theoretical yield reached 243.9 kg/360m 2 ), which higher than 1. 6 times compared with control (150.3 kg/360m 2 when watered with normal water) reduced pests and disease, the soil also added nitrogen, phosphorus and potassium, but quality of vegetable maintained standards according to Decision No 99/2008/Q - BNN for targets NO 3 Keywords: Cassava starch, agricultural, Kon Tum. I. ĐặT VấN Đề Nh mỏy Liờn doanh sn xut tinh bt sn Kon Tum, thuc xó Sa Bỡnh, huyn Sa Thy, tnh Kon Tum i vo hot ng t nm 2005. Mi ngy nh mỏy ch bin t 350 - 450 tn sn c, sn xut ra trờn 100 tn tinh bt. Nh mỏy khụng nhng tiờu th sn ca nụng dõn trong huyn m cũn thu mua sn cỏc a phng khỏc trong tnh v mt s huyn ca tnh Gia Lai, to vic lm cho nhiu lao ng ti a phng. Tuy nhiờn, mụi trng khu vc xung quanh nh mỏy cng b e da nghiờm trng. õy l mt vn "núng" cn phi cú s hp tỏc gia Nh mỏy Liờn doanh sn xut tinh bt sn Kon Tum vi cỏc nh nghiờn cu khoa hc v chớnh quyn a phng cỏc cp gii quyt tỡnh trng ụ nhim, em li mụi trng trong sch cho ngi dõn khu vc ny. Xut phỏt t tỡnh hỡnh ụ nhim thc t ti a phng v nhng bt cp trong cụng ngh x lý nc thi t ch bin tinh bt sn, ti: ghiờn cu ng dng cụng ngh x lý ngun nc ụ nhim do ph thi ch bin tinh bt sn nhm phc v sn xut nụng nghip v i sng ca ngi dõn ti tnh Kon Tum ó c trin khai t nm 2009 - 2011. Bi vit l mt phn kt qu ca ti ny v phng phỏp x lý nc ụ nhim bng thc vt thy sinh v ch phNm sinh hc l hng ang c quan tõm. II. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU 1. Vt liu nghiờn cu - Mt s loi thc vt thy sinh x lý nc thi gm: Thc vt sng trụi ni (bốo tõy - Eichhornia crassipes Solms), thc vt sng ni (c vetiver - Vetiveria zizanioides L., thy trúc - Cyberus inovolucratus). - Ci xanh (Brassica juncea L.): S dng  ánh giá cht lưng nưc sau x lý. - Ch phNm sinh hc EM và nưc thi t ch bin tinh bt sn. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm - S dng ch phNm EM kt hp vi thc vt thy sinh áp dng cho tng giai on x lý nhm mc ích tăng hiu qu x lý ngun nưc ô nhim. - Tin hành song song 2 quy trình, mi quy trình gm 01 b b sung ch phNm EM kt hp vi 02 b trng thc vt thy sinh sng ni và 01 b trng thc vt thy sinh sng trôi ni (có si, cát dưi áy), mi b 1m 3 , thi gian lưu nưc trong mi b là 1 tun. - Nưc thi sau x lý ưc dùng  tưi cho thí nghim rau ci xanh. Thí nghim gm 3 công thc và lp li 3 ln trong hp xp có chiu dài 50 cm, rng 30 cm và cao 40 cm, cha 10 kg t. Chăm sóc và b sung lưng nưc như nhau, sau 3 tun thu hoch mu, ánh giá sinh trưng, năng sut, cht lưng rau và t sau thí nghim. Công thc 1: 100% nưc thưng không ô nhim (i chng). Công thc 2: 100% ngun nưc ô nhim chưa qua x lý. Công thc 3: 100% ngun nưc ô nhim ã qua x lý. 2.2. Phương pháp lấy mẫu và chỉ tiêu phân tích Mu nưc, t và rau ưc ly trưc và sau khi kt thúc thí nghim. Nưc phân tích các ch tiêu: (pH; BOD 5 ; COD; SS; NH 4 + ; PO 4 3- ; CN - ); t phân tích các ch tiêu (OC%, N%, P 2 O 5 %, K 2 O%); Rau phân tích ch tiêu NO 3 - . 2.3. Phương pháp đánh giá ánh giá cht lưng rau, t, nưc trưc và sau khi ã x lý theo quy chuNn mi ban hành ca Vit Nam. 2.4. Phương pháp xử lý số liệu Kt qu thí nghim ưc x lý bng chương trình EXCEL, IRISTAT, vi LSD 0,05 (S sai khác nh nht có ý nghĩa dùng  so sánh gia các ln lp,  tin cy là 95%). III. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN 1. Thử nghiệm quy trình xử lý nguồn nước ô nhiễm do chế biến tinh bột sắn Kt qu ánh giá cht lưng ngun nưc thi ch bin tinh bt sn sau khi x lý biogas tip tc ưc x lý bng công ngh sinh hc (kt hp gia ch phNm EM vi mt s loi thc vt thy sinh) theo 2 quy trình cho thy: Bảng 1. Chất lượng nước thải chế biến tinh bột sắn từ các quy trình xử lý Quy trình xử lý pH BOD 5 COD SS NH 4 + PO 4 3 - CN - Trước khi xử lý (mg/l) 7,3 863,9 1184 113 74,37 13,86 4,35 Sau khi xử lý (mg/l) Quy trình 1 7,1 16,88 48 28 23,52 9,29 0,69 Quy trình 2 7,0 16,32 32 33 23,10 8,76 0,71 Hiệu suất xử lý của quy trình (%) Quy trình 1 - 98,05 95,95 75,22 68,37 32,97 84,14 Quy trình 2 - 98,11 97,30 70,80 68,94 36,80 83,68 QCVN24: 2009/BTNMT 5,5 - 9 50 100 100 10 10 0,1 Ghi chú: Quy trình 1: B 1 (EM); b 2 (Vetiver); b 3 (Thy trúc); b 4 (Bèo tây). Quy trình 2: B 1 (EM); b 2 (Thy trúc); b 3 (Vetiver); b 4 (Bèo tây). Quy trình 1 và quy trình 2 là s b trí kt hp gia ch phNm EM vi các thc vt thy sinh ã cho hiu qu x lý nưc thi ch bin tinh bt sn vi các giá tr sau: Quy trình 1 gim 98,05% BOD, 95,95% COD, 75,22% SS, 68,37% NH 4 + , 32,97% PO 4 3 - và 84,14% CN Quy trình 2 gim 98,11% BOD, 97,30% COD, 97,30% SS, 68,94% NH 4 + , 36,80% PO 4 3 - và 83,68% CN Cht lưng nưc thi sau khi x lý tuy còn cao hơn so vi tiêu chuNn x thi và tái s dng nhưng ã gim t 6,1 - 6,3 ln so vi nưc thi chưa x lý. Hai quy trình x lý có i v trí trng ca thc vt thy sinh, nhưng u có kt qu gn như nhau, do vy có th chn 1 trong 2 quy trình này  áp dng cho mô hình x lý nưc thi ô nhim t ch bin tinh bt sn quy mô nhà máy. Có th  xut quy trình x lý nưc thi t ch bin tinh bt sn theo các bưc như sau: Bưc 1: X lý sơ b: Thu gom cht thi rn (bùn t và rác thi). Bưc 2. B sinh hc (Biogas): X lý ym khí có b sung ch phNm sinh hc EM (kh mùi và tăng hiu sut x lý). Bưc 3. B lc (bãi lc) sinh hc bc I: X lý bng thc vt thy sinh sng ni (thy trúc). Bưc 4. B lc (bãi lc) sinh hc bc II: X lý bng thc vt thy sinh sng ni (c vetiver). Bưc 5. B sinh hc (ao, h): X lý bng thc vt thy sinh sng trôi ni (bèo tây). Hình 1. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải ô nhiễm từ CBTBS 2. Ảnh hưởng của nước thải chế biến tinh bột sắn sau khi xử lý đến sinh trưởng rau cải xanh Bảng 2. Các chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh khi chăm sóc bằng các nguồn nước khác nhau (sau khi trồng 3 tuần) Nước thải trước xử lý Nư ớc thải sau xử lý 1 3 2 4 TT Công thức Dài lá trung bình (cm) Rộng lá trung bình (cm) 1 Nước thường - ĐC 26,3 13,8 2 Nước thải chưa xử lý 8,3 5,2 3 Nước thải đã xử lý 31,6 17,5 LSD 0,05 1,09 0,45 Nghiên cu tái s dng nưc thi ch bin tinh bt sn  phc v sn xut nông nghip, em li kt qu phù hp vi iu kin sn xut ca a phương, va làm gim thiu ô nhim môi trưng li va gim lưng phân bón cho cây trng. Trong thí nghim dùng nưc thi sau x lý t b s 4 ca quy trình 2 tưi cho cây rau ci xanh (bng 2) ã làm tăng kh năng sinh trưng và phát trin ca cây so vi cây ưc tưi bng nưc thưng (dài - rng lá t giá tr cao nht là 31,6 - 17,5 cm so vi i chng 26,3 - 13,8 cm). S dng nưc thi ch bin tinh bt sn chưa qua x lý làm cho cây có triu chng ng c, cây sinh trưng chm, lá úa vàng. Hơn na, khi s dng nưc thi ã x lý  tưi cho rau ci xanh ã làm tăng tc  phát trin ca cây và hn ch sâu bnh so vi tưi bng nưc thưng và nưc thi chưa qua x lý. Bảng 3. Ảnh hưởng của chất lượng nước sau xử lý đến năng suất và dư lượng O 3 - trong rau cải xanh TT Công thức Năng suất (g/chậu) Năng suất lý thuyết (kg/sào) Dư lượng NO 3 - (mg/kg tươi) 1 Nước thường - ĐC 165,7 150,3 132 2 Nước thải chưa xử lý 24,7 22,3 12 3 Nước thải đã xử lý 271,0 243,9 220 LSD 0,05 1,42 - - Giới hạn cho phép theo QĐ99/2008/QĐ - BNN - - 500 Bng 3 cho thy năng sut cao nht  công thc tưi bng nưc thi sau x lý, t 271 g/chu (lý thuyt là 243,9 kg/sào) so vi i chng tưi nưc thưng ch t 165,7 g/chu (lý thuyt là 150,3 kg/sào). Rau ci i chng ra hoa sm hơn, cây phát trin chm hơn do nưc thưng cha ít dinh dưng hơn. Hàm lưng nitrat cao nht trong rau ci xanh tưi bng nưc thi ã qua x lý t 220 mg/kg rau tươi, tuy có cao hơn i chng nhưng vn thp hơn rt nhiu (gn 2,5 ln) so vi mc ca quy nh s 99/2008/Q - BNN. Khi tưi nưc thi chưa x lý cây b ng c ngay trong tun u tiên, b r ca cây b thi en không th hút dinh dưng giúp cây phát trin, do vy hàm lưng nitrat trong rau ci xanh rt thp ch t 12 mg/kg. Bảng 4. Ảnh hưởng của các loại nước tưới đến chất lượng đất trồng TT Công thức OC (%) N (%) P 2 O 5 (%) K 2 O (%) 1 Nước thường - ĐC 2,368 0,284 0,178 0,437 2 Nước thải chưa xử lý 2,935 0,513 0,190 0,543 3 Nước thải đã xử lý 2,503 0,436 0,186 0,459 T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 5 Kt qu phân tích cht lưng t sau khi s dng các loi nưc tưi  trng rau  bng 4 cho thy, các ch tiêu trong t s dng nưc thi ã qua x lý như các bon hu cơ là 2,503% (OC), nitơ là 0,436% (N); phtpho là 0,186% (P 2 O 5 ) và kali là 0,459% (K 2 O) tuy cao hơn so vi i chng (tưi bng nưc thưng), nhưng s dng nưc thi t ch bin tinh bt sn sau khi x lý ã có tác dng giúp vi sinh vt hot ng mnh hơn và làm cho t tơi xp hơn, cung cp thêm mt lưng dinh dưng cho t giúp cho cây trng sinh trưng và phát trin tt hơn so vi nưc thưng. Kt qu này cũng trùng hp vi tác gi Lê Th Kim Cúc (2006) ã nghiên cu mô hình tái s dng nưc thi vùng ch bin tinh bt sn ti Tân Hóa, huyn Quc Oai, tnh Hà Tây  phc v sn xut nông nghip, kt qu theo dõi năng sut  các rung tưi bng nưc thi ã qua x lý t 9,2 tn/ha cao hơn so vi i chng (tưi bng nưc thưng). Hơn na, khi s dng nưc thi ã x lý  tưi cho lúa không làm tăng mc  phát sinh ca sâu bnh trên ng rung. IV. KÕT LUËN 1.  x lý nưc thi ô nhim t ch bin tinh bt sn sau khi ã x lý biogas cho sn phNm u ra t tiêu chuNn ct B (tr ch tiêu N H 4 + và CN - ) có th áp dng quy trình theo 4 bưc như sau: X lý sơ b (loi t, rác) → x lý sinh hc (b sung ch phNm EM) → b lc hoc bãi lc sinh hc (trng thy trúc) → b lc hoc bãi lc sinh hc (trng c vetiver) → b hoc ao h sinh hc (trng bèo tây). 2. Rau ci xanh ưc tưi bng nưc thi ô nhim t ch bin tinh bt sn sau khi ã x lý cho năng sut cao hơn tưi bng nưc thưng, cht lưng rau vn m bo tiêu chuNn so vi quy nh s 99/2008/Q - BN N v ch tiêu N O 3 - . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. B N N và PTN T, 2008, Quy nh v qun lý sn xut và kinh doanh rau an toàn, s 99/2008/Q - BN N . 2. B Tài nguyên và Môi trưng, 2009, Quy chun kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp, Quy chuNn Vit Nam - QCVN 24: 2009/BTNMT. 3. Lê Th Kim Cúc, 2006, Mô hình công ngh x lý - tái s dng nưc thi vùng ch bin tinh bt sn ti Tân Hóa, Quc Oai, Hà Tây, Tp chí Tài nguyên và Môi trưng, s 10 (36), trang 54 - 56. 4. Lê Th Vit Hà, 2004, Nghiên cu x lý nưc thi ca làng ngh Dương Liu (Tnh Hà Tây) bng bin pháp sinh hc, Tp chí Khoa hc và Công ngh. Tp 42 - S 4. Tr. 13 - 18. 5. Lương c PhNm, 2003, Công ngh x lý nưc thi bng bin pháp sinh hc, NXB Giáo dc. 6. Vin Th nhưng Nông hóa, 1998, S tay phân tích t - nưc - phân bón - cây trng, NXB Nông nghip. Người phản biện TS. Nguyễn Hồng Sơn T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 6 . nghiệm quy trình xử lý nguồn nước ô nhiễm do chế biến tinh bột sắn Kt qu ánh giá cht lưng ngun nưc thi ch bin tinh bt sn sau khi x lý biogas. Hình 1. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải ô nhiễm từ CBTBS 2. Ảnh hưởng của nước thải chế biến tinh bột sắn sau khi xử lý đến sinh trưởng rau