BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG, N[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG, NÂNG CẤP CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN ĐAKLAK LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN NGỌC LÂN H NI - 2004 1708330019668db5c16e8-ab31-40ed-89fb-7314d542b6c5 170833001966896880c41-90a8-441a-a9ce-0d2fde6ce288 1708330019668742d2644-6c1d-4d35-a32c-59b83751d77b Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân ng-ời thầy đà tận tình h-ớng dẫn trình làm luận văn Xin cảm ơn thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng Tr-ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội bạn lớp Cao học Công nghệ môi tr-ờng 2002 đà tạo điều kiện đóng góp nhiều ý kiến nh- kinh nghiệm trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban lÃnh đạo Cán phụ trách kỹ thuật Nhà máy chế biến tinh bột sắn Đăklăk đà tạo điều kiện giúp đỡ tham quan, khảo sát thu thập số liệu thực tế Nhà máy Xin cảm ơn đồng nghiệp Trung tâm T- vấn Kỹ thuật Môi tr-ờng IMI đà động viên tận tình giúp đỡ suốt trình học làm luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình ng-ời thân đà chăm sóc động viên toàn trình học tập Hà nội, ngày tháng Học viên năm 2004 Nguyễn Thị Thuý Hà -1- Luận văn th thạc ạc sỹ ĐH Bách khoa Hà nộ nộii Mở đầu Việt Nam nhiều n-ớc giới, sắn l-ơng thực đứng hàng thứ sau lúa ngô, dễ chăm sóc chịu hạn tốt, suất ổn định bị sâu bệnh Sắn th-ờng đ-ợc trồng vùng đất bạc màu, nơi đất trống đồi trọc mà l-ơng thực khác không phát triển đ-ợc Cho nên sắn góp phần quan träng viƯc phđ xanh ®Êt trèng, ®åi träc tham gia đắc lực vào trình chuyển dịch cấu kinh tế, đặc biệt vùng trung du miền núi Sản phẩm sắn đ-ợc sử dụng nhiều lĩnh vực kinh tế đời sống Sắn nguồn l-ơng thực trực tiếp cho ng-ời, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nh-: công nghiệp d-ợc, may mặc, thực phẩm Giá trị đích thực sắn đ-ợc tăng lên sau đ-ợc chế biến Đối với công nghiệp chế biến sắn, bên cạnh giá trị to lớn sắn mang lại vấn đề môi tr-ờng cần đ-ợc quan tâm Trong trình sản xuất tinh bột số l-ợng lớn n-ớc thải bà thải đ-ợc xả vào môi tr-ờng mà hầu hết ch-a đ-ợc xử lý xử lý không triệt để gây ô nhiễm môi tr-ờng trầm trọng Xuất phát từ mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm, giảm tác động đến môi tr-ờng sức khỏe cộng đồng, nh- đáp ứng đ-ợc yêu cầu ngày nghiêm ngặt Luật Môi tr-ờng chất l-ợng n-ớc thải, điều cần thiết cấp bách phải có giải pháp thích hợp nhằm xử lý kịp thời n-ớc thải, tránh ô nhiễm môi tr-ờng, đảm bảo phát triển bền vững Do đ-ợc giao thực đề tài: Nghiên cứu, đánh giá trạng môi tr-ờng ngành chế biến tinh bột sắn Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng Nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy chế biến tinh bột sắn ĐakLak Nội dung luận văn gồm: Mở đầu Ch-ơng I: Ch-ơng II: Ch-ơng III: Ch-¬ng IV: Ch-¬ng V: KÕt ln Tỉng quan vỊ công nghệ xử lý tinh bột sắn Hiện trạng môi tr-ờng trình sản xuất tinh bột sắn Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng ngành chế biến tinh bột sắn Đề xuất biện pháp nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Đaklak Tính toán chi phí xây dựng vận hành hệ thống Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 Luận văn th thạc ạc sỹ -2- ĐH Bách khoa Hà nộ nộii Ch-ơng I: Tổng quan công nghệ sản xuất tinh bột sắn I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn giới Việt Nam I.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn giới khu vực Châu Sắn l-ơng thực quan trọng nhiều n-ớc giới Sắn có xuất xứ từ Trung Nam Mỹ, sau đ-ợc phát triển sang Châu Phi Châu Hiện nay, có 100 n-ớc trồng sắn với diện tích khoảng 16 triệu ha, với tổng sản l-ợng 155 170 triệu tấn/năm tập trung n-ớc có khí hậu nhiệt đới (từ 30 o vÜ Nam 30o vÜ B¾c) [16] S¾n dïng làm l-ơng thực cho ng-ời thức ăn gia súc chủ yếu: 58% đ-ợc sử dụng làm l-ơng thực, 28% làm thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên liƯu cho c«ng nghiƯp (nh- c«ng nghiƯp chÕ biÕn thùc phẩm, công nghiệp chế biến hàng tiêu dùng, công nghiệp hoá d-ợc phẩm) 15% sản l-ợng lại đ-ợc xuất sang n-ớc châu Âu, số n-ớc châu Nhật d-ới dạng tinh bột sắn, sắn ép viên sắn lát khô [16] Hiện nay, sản l-ợng sắn toàn cầu đà không ngừng gia tăng từ năm 1999 Nigeria có sản l-ợng sắn lớn giới với tổng l-ợng 32,7 triệu năm 1999; 37 triệu năm 2000 39,9 triệu năm 2001 Trong năm 2000 diện tích trồng sắn Nigeria 3,072 triƯu ha, n-íc cã diƯn tÝch trång s¾n lín giới Đứng thứ giới Brazil với tổng sản l-ợng sắn năm 1999 20,89 triệu tấn, năm 2000 22,96 triệu năm 2001 24,1 triệu N-ớc đứng thứ sản l-ợng sắn giới Thái Lan với sản l-ợng năm 1999, 2000, 2001 t-ơng ứng lµ 16,51 triƯu tÊn, 19,05 triƯu tÊn vµ 18,23 triƯu Indonesia n-ớc đứng thứ ttrên giới sản l-ợng sắn với tổng sản l-ợng sắn củ t-ơi năm 1999, 2000, 2001 16,44, 16,08 16,16 triệu tấn, đ-ợc trình bày Bảng 1.1 Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 -3- Luận văn th thạc ạc sỹ ĐH Bách khoa Hà nộ nộii Bảng 1.1: Diện tích, sản l-ợng, xuất sắn giới từ năm 1998 2000 [18] Diện tích trồng (1000 ha) N-íc 1999 2000 16.188 16.770 16.099 Nigeria 2.696,96 3.072 3.072 30,409 Brazil 1.586,08 1.583 1.707 Thailand 1.044,32 1.065 Indonesia 1.202,08 Congo Tổng 1998 Sản l-ợng (triệu tấn) 1998 1999 1998 1999 2000 172,737 9,80 10,08 10,73 32,697 32,697 11,28 10,64 10,64 19,809 20,892 22,960 12,49 13,20 13,45 1.131 15,591 16,507 19,049 14,93 15,49 16,84 1.360 1.360 14,728 16,347 16,347 12,23 12,02 12,02 2.200,00 2.034 1.097 16,500 16,500 15,959 7,50 Ghana 630,08 650 650 7,172 7,845 7,845 11,38 12,07 12,07 Ên ®é 244,96 250 250 5,868 5,800 5,800 23,96 23,19 23,19 Tanzania 692,96 700 848 6,193 7,812 5,758 8,94 10,26 6,79 Uganda 342,08 375 382 2,285 3,300 4,966 6,68 8,80 13,00 Mozambique 1.015,04 958 800 5,639 5,353 4,643 5,56 5,59 5,81 C¸c kh¸c 4.530,56 4.723 4.802 34,426 36,603 36,713 7,60 7,75 7,64 n-ớc 158,620 169,026 2000 Năng suất (tấn/ha) 8,11 Khi phân chia sản l-ợng sắn theo lục địa, tổ chức L-ơng thực giới (FAO) -ớc tính sản l-ợng sắn Châu Phi năm 2000 92,7 tăng không đáng kể so với năm 1999 Mặc dù châu lục sắn đ-ợc trồng 39 quốc gia song có tới 70% sản l-ợng sắn đ-ợc trồng Nigeria, Công gô Tanzania Sắn đà trở thành nguồn l-ơng thực chủ yếu cho n-ớc khu vực, đ-ợc dự trữ làm nguồn l-ơng thực tình trạng khẩn cấp, đặc biệt có chiến tranh hạn hán Khu vực Châu Mỹ La Tinh vùng Caribê: Theo -ớc tính sản l-ợng sắn vùng chiếm 20% sản l-ợng sắn toàn cầu Năm 2000 toàn khu vực có sản l-ợng sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 1999 có đ-ợc chủ yếu mở rộng thêm diện tích trồng sắn áp dụng kỹ thuật tiến tiến trình t-ới tiêu Trong phải kể đến đóng góp không nhỏ Brazil n-ớc chiếm 70% tổng sản l-ợng sắn toàn khu vực đà tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn năm 2000 Giá sắn tăng cao đà khuyến khích ng-ời sản xuất mở rộng qui mô diện tích trồng sắn Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 14,55 Luận văn th thạc ạc sỹ -4- ĐH Bách khoa Hà nộ nộii châu sản l-ợng sắn năm 1999 50,9 triệu năm 2000 50,5 triệu tấn, giảm so với năm 1999 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu giảm sản l-ợng sắn Indonesia Thái Lan (Thái Lan có sản l-ợng sắn cao khu vực năm thu hoạch 17,7 19,1 triệu tấn) [18] Nguyên nhân suy giảm chuyển đổi cấu trồng số nông dân Thái Lan từ trồng sắn sang trồng mía Tuy nhiên nhờ can thiệp rộng phủ sản l-ợng bột sắn sắn viên giảm xuống khoảng 1,3%, sản l-ợng sắn củ cần thay đổi khoảng 0,8% Hậu suy giảm sản l-ợng sắn 0,5% Indonesia suy giảm 4% đ-ợc mùa gạo nên mức tiêu thụ sắn n-ớc cho nhu cầu sinh hoạt nh- công nghiệp giảm Ng-ợc lại, Việt Nam, sản l-ợng sắn tăng 13%, ấn độ tăng 2%, thay đổi không đáng kể n-ớc khác Khả thu lợi cao từ việc xuất bột tinh bột sắn khiến n-ớc xuất chủ yếu thay giống sắn truyền thống giống sắn cho suất cao, hàm l-ợng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp Có nhvậy đáp ứng đ-ợc nhu cầu nh- n-ớc gia tăng I.1.2 Tình hình sản xuất tinh bột sắn Việt Nam Cây sắn (cây khoai mì) trồng l-ơng thực chủ yếu, lâu đời n-ớc ta sau lúa, ngô, mục đích dùng làm l-ơng thực thức ăn gia súc Đặc biệt ng-ời dân vùng trung du, miền núi xa xôi hẻo lánh, đồng bào dân tộc sắn đ-ợc coi l-ơng thực quan trọng Trong năm gần yêu cầu phát triển số ngành công nghiệp, nhu cầu thị tr-ờng n-ớc, sắn chuyển dần thành có sản phẩm làm nguyên liệu thiếu cho nhà máy chế biến tinh bột sắn Từ năm 1999 trở lại sắn đ-ợc phát triển mạnh diện tích suất sản l-ợng Bảng 1.2 thể tình hình phát triển sắn n-ớc ta năm gần Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 - ĐH - Bách khoa Hà nộ nộii Luận văn th thạc ạc sỹ Bảng 1.2 Diện tích, suất, sản l-ợng sắn n-ớc vùng [14] Năm 1999 Khu vực 2000 2001 DT NS SL DT NS SL DT NS SL DT C¶ n-íc 225,4 79,9 1800,5 237,6 83,6 1986,3 292,3 120,1 3509,2 329,9 MiỊn nói phÝa B¾c 80,1 79,7 638,8 83,7 82,7 629 79,7 89,1 710,2 83,4 §ång b»ng s«ng Hång 7,6 82,9 60,0 8,3 92,6 74,4 7,8 101,9 79,5 7,5 B¾c Trung Bé (khu 4) 36,3 61,3 222,7 38,4 66,5 255,2 36,2 71,3 258,1 38,9 Duyên Hải miền trung 38,1 77,1 293,6 37,1 88,8 329,5 41,4 107,8 446,3 46,6 Tây Nguyên 33,8 86,1 294,4 38,0 92,0 351,5 37,5 101,6 380,9 53,0 Đông Nam Bộ 20,7 101,3 208,6 24,4 89,3 215,5 80,2 188,6 1512,7 94,2 Đồng Bằng sông Cửu Long 8,9 92,6 82,4 7,7 88,6 68,2 9,5 127,9 121,5 6,3 DT: Diện tích (nghìn ha) NS: Năng suất (Tạ/ha) SL: Sản l-ợng (nghìn tấn) Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 Luận văn th thạc ạc sỹ -6- ĐH Bách khoa Hà nộ nộii n-ớc ta sắn đ-ợc trồng hầu hết tỉnh, song tập trung nhiều vùng núi trung du phía Bắc, tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên miền Đông Nam Bộ * Diện tích: Diện tích sắn không ngừng tăng nhanh từ năm 1999 đến Năm 2002 n-ớc đạt 329.900 ha, tăng so với năm 2001 khoảng 37.600 (t-ơng đ-ơng 12,8%) tăng năm 2000 92.300ha (t-ơng đ-ơng 38,8%) Năm 2003 (tính đến 30/08) n-ớc đà trồng đ-ợc 371,9 nghìn sắn [14] Diện tích sắn tăng nhanh tập trung vùng Tây Nguyên Đông Nam Bộ Năm 2002 Bốn tỉnh Tây Nguyên diện tích trồng sắn đạt 53.000ha, tăng năm 2001 15.500 (t-ơng đ-ơng 41,33%) tăng so với năm 1999 19.200ha (t-ơng đ-ơng 56,8%) Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt 94.200ha, tăng năm 1999 73.500ha (t-ơng đ-ơng 355,1%) Một số tỉnh năm 2002 có diện tích trồng sắn lín nh-: Kontum 20.100ha; Gia Lai 19.600ha; T©y Ninh 27.000ha; Sơn La 17.200ha; Đồng Nai 16.000; Quảng NgÃi 14.400; Bình Thuận 11.600; Đaklak 12.200 Đây tỉnh trọng điểm trồng sắn n-ớc ta Các vùng Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ có chiều h-ớng giảm * Năng suất: Năng suất sắn năm qua tăng nhanh Năm 2002 n-ớc suất bình quân đạt 126,0 tạ/ha củ t-ơi tăng năm 2001 5,9 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 4,91%) so với năm 2000 42,4 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 50,7%) Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt suất cao n-ớc 186,6 tạ/ha tăng năm 2000 97,3 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 108,9%) Duyên Hải Nam Trung Bộ tỉnh Tây nguyên có tốc độ tăng suất cao, năm 2002 tăng năm 2001 theo thứ tự 5,93% 17,8% Năm 2002 nhiều tỉnh có suất củ t-ơi bình quân cao 15tấn/ha nh- Tây Ninh 20,33 tấn/ha; Bình Ph-ớc 21,46 tấn/ha; Đồng Nai 19,76 tấn/ha; Bình D-ơng 18,65 tấn/ha; An Giang 16 tấn/ha; ĐakLak 18,02 tấn/ha; Vùng Tàu 17,79 tấn/ha Nhìn chung tất vùng, tỉnh suất sắn có chiều h-ớng tăng * Về sản l-ợng: Cùng với diện tích suất, sản l-ợng sắn năm gần tăng v-ợt bậc Năm 2002 n-ớc đạt 4.157.700 tăng năm 2001 648.500 (t-ơng đ-ơng 109,31%) Đông Nam Bộ năm 2002 có sản l-ợng cao 1.757.700 tăng năm 2001 245.000 (t-ơng đ-ơng 16,2%) tăng v-ợt bậc năm 1999 1.542.200 (t-ơng đ-ơng 715,63%) Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 Luận văn th thạc ạc sỹ -7- ĐH Bách khoa Hà nộ nộii Hiện Việt nam có nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào qui mô công nghệ, vốn, lao động nh-ng chia thành loại hình chế biến sắn nh- sau [6]: - Doanh nghiệp t- nhân qui mô nhỏ (qui mô hộ gia đình nông dân): Loại hình chủ yếu phát triển mạnh số vùng đồng trung du nh- Hoà bình, Hà nam, Nam định, Vĩnh phúc, Phú thọ, Hà tây Sản phẩm chủ yếu tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn nh- bún khô, bánh đa Về thiết bị công nghệ chế biến có mức độ giới hoá thấp, chủ yếu lao động thủ công làng nghề truyền thống vùng nông thôn Một vấn đề chung doanh nghiệp loại nguồn ô nhiễm phân tán - Doanh nghiệp t- nhân qui mô vừa: Mô hình "Hợp tác xÃ" Hiện có doanh nghiệp qui mô vừa, tỉnh sản xuất nhiều sắn th-ờng có khoảng doanh nghiệp loại Doanh nghiệp qui mô vừa có khoảng 10 15 công nhân Chế biến khoảng 10 100 sắn t-ơi (chứa khoảng 25 27% tinh bột sắn ngày, thu đ-ợc 20 tinh bột [6] Các doanh nghiệp sản xuất chủ yếu loại sản phẩm: Tinh bột -ớt tinh bột khô, mức độ giới hoá công đoạn: bóc vỏ, nạo sắn, thái, lọc sấy khô Do trình chế biến đòi hỏi nhiều vốn, lao động sử dụng nhiều n-ớc Các doanh nghiệp không sử dụng SO2 để tẩy trắng tinh bột nh- nhà máy lớn - Nhà máy qui mô lớn: Để đáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày tăng ngành công nghiệp nh- giấy, dệt, bột ngọttrong năm qua đà có nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn đ-ợc xây dựng Các công ty th-ờng liên doanh công ty Việt Nam với công ty n-ớc xuất từ năm 90 Các công ty qui mô lớn có số l-ợng công nhân khoảng tà 50 150 ng-ời, chế biến từ 400 800 sắn t-ơi ngày, tạo khoảng 100 200 tinh bột khô ngày [6] Cả n-ớc có 41 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công suất tổng cộng 3.130 sản phẩm/ngày (t-ơng đ-ơng 313.000 sản phẩm/năm) Trong có 24 nhà máy chế biến tinh bột sắn hoạt động với công suất 1960 sản phẩm/ngày 17 nhà máy đ-ợc xây dựng với công suất 1170 sản phẩm/ngày, chế biến đ-ợc 40% sản l-ợng sắn củ t-ơi [5] Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002 -8- Luận văn th thạc ạc sỹ ĐH Bách khoa Hà nộ nộii Bảng 1.3: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn Việt Nam [18] STT Tên Nhà máy Long Thành Vedan Thuộc tỉnh Công suất (tấn/ngày) Đồng Nai 200 Bình Ph-ớc 300 Tân Châu – Singapore T©y Ninh 80 T©y Ninh Tapioca T©y Ninh 120 Nhà máy tinh bột sắn KMC Bình Ph-íc 100 An Giang An Giang 70 Phó Yên Phú Yên 50 Việt-Thái Gia Lai 50 Quảng NgÃi Quảng NgÃi 50 10 Đà Nẵng Đà Nẵng 50 11 Malaisia Tây Ninh 100 12 Nhà máy sắn Việt Nam Tây Ninh 100 13 Tập đoàn AW Bình Ph-ớc 70 14 N-ớc Trông Tây Ninh 60 15 Bàng Na-Bình Thuận Bình Ph-ớc 50 16 Đaklak Đaklak 40 17 Liên doanh Hàn Quốc-Tây Ninh Tây Ninh 100 18 Quảng Bình Quảng Bình 100 19 Nghệ An Nghệ An 60 20 Thanh Ho¸ Thanh Ho¸ 60 21 HuÕ HuÕ 120 22 Văn Yên Yên Bái 50 Nguyễn Thị Thuý Hà- CH200 CH2002