Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận cơ chế phát triển sạch (CDM)

Kết quả tính toán lượng phát thải của hoạt động CN KSH PE...66 3.3.3 Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ CER và khi thay thế một phần lượng than sử dụng cho quá trình sản

-►◙◄ -Đỗ Thị Hải Vân

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN THEO HƯỚNG TIẾP CẬN CƠ CHẾ PHÁT TRIỂN SẠCH (CDM)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012

-►◙◄ -Đỗ Thị Hải Vân

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN THEO HƯỚNG TIẾP CẬN CƠ CHẾ PHÁT TRIỂN SẠCH (CDM)

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 608502

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ HÀ

Hà Nội - 2012

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà – giảng viên khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội – đã luôn quan tâm giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình, chu đáo trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp.

Em xin cảm ơn các thành viên thực hiên đề tài QMT11-01 đã giúp đỡ và hỗ trợ rất nhiều cho em trong quá trình hoàn thành luận văn.

Em cũng xin gửi lời tri ân tới các thầy cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô khoa Môi trường đã dìu dắt và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong những năm học tập tại trường.

Cuối cùng, em xin dành lời cảm ơn cho gia đình, người thân, bạn bè đã tin tưởng, động viên, khích lệ em hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2012 Học viên

Đỗ Thị Hải Vân

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Ngành chế biến tinh bột sắn 3

1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn 3

1.1.2 Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn 5

Bảng 1.1 Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48] 6

1.2 Xử lý nước thải ngành chế biến tinh bột sắn bằng phương pháp sinh học 7

1.2.1 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí [13] 7

1.2.2 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí 9

Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket) 12

Hình 1.4 Bể UASB [27] 12

Bể CIGAR (Covered In-Ground Anaerobic Reactor) [38, 56] 13

Hình 1.5 Bể CIGAR [38] 13

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học 14

Bảng 1.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết [14] 15

1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 17

1.3.1 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới 17

1.3.2 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam 18

1.4 Cơ chế phát triển sạch (CDM) 19

1.4.1 Giới thiệu chung về CDM [3, 4, 8, 55] 19

1.4.2 Hoat động CDM ở trên thế giới [7, 64, 70] 21

Bảng 1.3 Một số dự án CDM tiêu biểu của các quốc gia [7] 23

Bảng 1.4 Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7] 29

Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng nghiên cứu 34

2.2 Phương pháp nghiên cứu 35

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 35

2.2.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế 35

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 36

2.2.4 Tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) .40

Bảng 2.1 Mô tả phương pháp luận AMS-I.C và AMS.III.H 42

2.2.6 Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế khi áp dụng CDM 46

2.2.7 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 47

3.1 Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn và nước thải tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 48

3.1.1 Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội .48

3.1.2 Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 49

Bảng 3.1 Tổng sản lượng, nước thải và bã thải từ sản xuất tinh bột sắn 50

Bảng 3.2 Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 50

3.2 Kết quả xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có tận thu metan bằng hệ thống UASB thực nghiệm 52

3.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý 52

3.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý 52

3.2.3 Kết quả khảo sát hiệu suất chuyển hóa khí 53

3.3 Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK với các phương án xử lý nước thải lựa chọn 55

3.3.1 Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) 55

3.3.2 Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 56

Bảng 3.3 Kết quả xác định đường biên phát thải giả thuyết 58

Bảng 3.4 Kết quả tính toán lượng phát thải đường cơ sở (BE) 63

Bảng 3.5 Kết quả tính toán lượng phát thải của hoạt động CN KSH (PE) 66

3.3.3 Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ CER và khi thay thế một phần lượng than sử dụng cho quá trình sản xuất tinh bột sắn bằng khí sinh học thu hồi 67

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 84

Danh mục hình

Hình 1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn [24, 45] 3

Hình 1.2 Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí [13] 8

Hình 1.3 Quy trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ [46, 51] 9

Hình 1.6 Một số hoạt động phát thải KNK do con người gây ra 21

Hình 1.7 Sơ đồ tổ chức thực hiện CDM tại Việt Nam 27

Hình 1.8 Lượng CER của Việt Nam so với thế giới 32

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Hà Nội 34

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ UASB 37

Hình 2.3 Tính toán lượng giảm phát thải KNK [43] 42

Hình 3.1 Quy trình sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu 48

Hình 3.2 Ảnh hưởng của tải lượng COD đến tốc độ xử lý 52

Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian lưu tới hiệu quả xử lý 53

Hình 3.4 Hiệu suất chuyển hóa khí 54

Hình 3.5 Mối quan hệ giữa lượng khí tạo thành và lượng COD chuyển hóa 54

Hình 3.6 Kết quả xác định đường biên phát thải của hoạt động giải pháp CN KSH 56

Hình 3.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 70

Danh mục bảng

1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn 3

1.1.2 Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn 5

Bảng 1.1 Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48] 6

1.2 Xử lý nước thải ngành chế biến tinh bột sắn bằng phương pháp sinh học 7

1.2.1 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí [13] 7

1.2.2 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí 9

Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket) 12

Hình 1.4 Bể UASB [27] 12

Bể CIGAR (Covered In-Ground Anaerobic Reactor) [38, 56] 13

Hình 1.5 Bể CIGAR [38] 13

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học 14

Bảng 1.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết [14] 15

1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 17

1.3.1 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới 17

1.3.2 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam 18

1.4 Cơ chế phát triển sạch (CDM) 19

1.4.1 Giới thiệu chung về CDM [3, 4, 8, 55] 19

1.4.2 Hoat động CDM ở trên thế giới [7, 64, 70] 21

Bảng 1.3 Một số dự án CDM tiêu biểu của các quốc gia [7] 23

Bảng 1.4 Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7] 29

Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng nghiên cứu 34

2.2 Phương pháp nghiên cứu 35

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 35

2.2.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế 35

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 36

2.2.4 Tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) .40

2.2.5 Tính toán giảm phát thải KNK khi có thu gom và xử lý nước thải theo phương pháp luận do IPCC hướng dẫn 41

2.2.6 Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế khi áp dụng CDM 46

2.2.7 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 47

3.1 Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn và nước thải tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 48

3.1.1 Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội .48

3.1.2 Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 49

Bảng 3.1 Tổng sản lượng, nước thải và bã thải từ sản xuất tinh bột sắn 50

Bảng 3.2 Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 50

3.2 Kết quả xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có tận thu metan bằng hệ thống UASB thực nghiệm 52

3.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý 52

3.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý 52

3.2.3 Kết quả khảo sát hiệu suất chuyển hóa khí 53

3.3 Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK với các phương án xử lý nước thải lựa chọn 55

3.3.1 Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) 55

3.3.2 Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 56

Bảng 3.3 Kết quả xác định đường biên phát thải giả thuyết 58

Bảng 3.4 Kết quả tính toán lượng phát thải đường cơ sở (BE) 63

Bảng 3.5 Kết quả tính toán lượng phát thải của hoạt động CN KSH (PE) 66

3.3.3 Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ CER và khi thay thế một phần lượng than sử dụng cho quá trình sản xuất tinh bột sắn bằng khí sinh học thu hồi 67

3.4 Đề xuất giải pháp phù hợp để xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn giảm phát thải khí nhà kính 69

BE Lượng phát thải đường cơ sở

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa

CDM Cơ chế phát triển sạch

CER Chứng chỉ giảm phát thải

CN KSH Công nghệ khí sinh học

COD Nhu cầu oxy hóa học

CPA Các hoạt động dự án áp dụng Cơ chế phát triển sạch

GWP Tiềm năng ấm lên toàn cầu

IET Buôn bán phát thải toàn cầu

IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu

JI Cơ chế đồng thực hiện

KNK Khí nhà kính

KP Nghị định thư Kyoto

KSH Khí sinh học

PDD Văn kiện thiết kế dự án

PE Lượng phát thải khi có hoạt động CN KSH

SSC Phương pháp CDM quy mô nhỏ

tCO 2 e tấn cacbon đioxit tương đương

UASB Thiết bị đệm bùn yếm khí dòng chảy ngược

UBND Ủy ban nhân dân

UNFCCC Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu

Từ thực tế của ngành sản xuất tinh bột sắn là một trong những ngành côngnghiệp tiêu thụ nhiều nước và năng lượng Hàng năm lượng nước xả thải ra môitrường của ngành khá lớn (15 m3/tấn sắn tươi) [48]; nước thải chứa nhiều các chấthữu cơ, chất độc cyanua có độc tính cao gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọngnếu không có biện pháp xử lý hiệu quả.

Với đặc trưng của nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cơcao khi phân hủy có thể tạo thành khí metan, CO2 là những khí có thể gây hiệu ứngnhà kính, nên xu hướng trên thế giới ngày nay, không chỉ tập trung vào khía cạnh

xử lý nước thải mà còn xem xét, kết hợp việc xử lý nước thải với việc tận thu, giảmphát thải khí nhà kính theo hướng tiếp cận cơ chế phát triển sạch – CDM

Ở Việt nam bước đầu đã có một số nghiên cứu khả quan về xử lý nước thảingành tinh bột sắn theo xu thế trên nhưng nhìn chung mới là bước đầu và chưa đạthiệu quả cao Trong khi đó, ngành công nghiệp sản xuất tinh bột sắn ở nước ta lạirất phát triển, đã đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế Vìvậy, việc xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo xu hướng trên là hoàn toàn cótriển vọng để mở rộng và áp dụng phổ biến trong tương lai

Tuy nhiên, vẫn cần phải có những nghiên cứu cụ thể hơn và phù hợp vớiđiều kiện hiện nay của nước ta Đặc biệt là vận dụng các phương pháp luận do Ủyban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) hướng dẫn để tính toán giảm phátthải khí nhà kính trong xử lý nước thải ngành tinh bột sắn

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, trong luận văn này đã tiến hành thực hiện

đề tài : “Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận

Cơ chế phát triển sạch (CDM)” với mục tiêu: xử lý ô nhiễm môi trường (nước thải

chế biến tinh bột sắn) kết hợp thu khí giảm phát thải khí nhà kính nhằm bảo vệ môitrường và tăng hiệu quả kinh tế

Nội dung nghiên cứu của luận văn:

- Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn tại cơ sở sảnxuất tinh bột sắn làng nghề Dương Liễu, Hà Nội đảm bảo đạt quy chuẩn xả thảitheo QCVN 40/2011 BTNMT, mức B

- Tính toán giảm phát thải khí nhà kính khi thu hồi và tận dụng khí metanhình thành từ quá trình phân hủy yếm khí của hệ thống xử lý nước thải

- Ước tính hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ giảm phát thát (CER) và khithay thế một phần nhiên liệu hóa thạch (than) bằng khí sinh học thu hồi

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ngành chế biến tinh bột sắn

1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn

Quy trình chế biến tinh bột sắn được thể hiện trong Hình 1.1

Quá trình chế biến tinh bột sắn cần sử dụng một lượng lớn nước chủ yếu choquá trình rửa và lọc Lượng nước thải ra trung bình 15 m3 khi sản xuất 1 tấn sắntươi Sau khi lọc bột sắn được sấy khô bằng không khí nóng để giảm lượng nước từ

35 - 40% xuống 11 - 13% Quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng Thông thườngnhu cầu năng lượng điện và năng lượng nhiệt cho 1 kg sản phẩm là 0,320 – 0,939

MJ và 1,141 - 2,749 MJ tương đương 25% và 75% tổng năng lượng [48]

Hình 1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn [24, 45]

Lọc thô

Lắng lần 1

NghiềnBóc vỏ, rửa sạch

Vỏ sắn

Sản phẩm

Nước thải

Nhiệt

+ Rửa - bóc vỏ: là công đoạn làm sạch nguyên liệu, đồng thời loại bỏ lớp vỏ

Quá trình rửa nguyên liệu được thực hiện nhờ thiết bị rửa hình trống quay hoặc máyrửa có guồng Máy rửa hình trống quay, gồm một buồng hình trụ mở, được bọcbằng mắt lưới thô, quay với tốc độ 10 ÷ 15 vòng/phút Thiết bị làm việc gián đoạntheo mẻ, nguyên liệu được cho vào lồng Khi lồng quay nước được tưới vào trongsuốt quá trình nhờ bộ phận phân phối nước Khi lồng quay các củ sắn chuyển độngtrong lồng va chạm vào nhau và va chạm vào thành lồng, do đó đất cát cà vỏ đượctách ra [27, 45, 78]

Sau khi bóc vỏ, củ sắn thường được ngâm trong máng nước để loại bỏ cácchất hoà tan trong nguyên liệu như: độc tố, sắc tố, tanin,…

+ Nghiền: Sau khi ngâm, sắn được đưa vào thiết bị nghiền thành bột nhão,

phá vỡ tế bào củ và giải phóng tinh bột Bột nhão sau nghiền gồm tinh bột, xơ vàcác chất hoà tan như đường, chất khoáng, protein, enzym và các vitamin [27, 45,78]

+ Lọc thô: là công đoạn quan trọng, phải sử dụng nhiều nước có thể lọc thủ

công hoặc dùng máy lọc

- Lọc thủ công dùng lưới lọc, bột nhão được trộn đều trong nước, được chà

và lọc trên khung lọc, dịch bột lọc chảy qua lưới lọc vào bể còn bã sắn ở trên đượclọc lần 2 để tận thu tinh bột

- Máy lọc: là một thùng quay trong đó có đặt lưới lọc, làm việc gián đoạntheo mẻ Nước và bột nhão được cấp vào thùng, khi thùng quay bột nhão được đảođều trong nước nhờ cánh khuấy, sữa bột chảy xuống dưới qua khung lưới lọc trướckhi vào bể lắng Lưới lọc ngoài thùng quay giữ lại các hạt bột có kích thước lớn,phần bột này sẽ được đưa trở lại thiết bị lọc còn phần xơ bã được xả ra ngoài quacửa xả bã [27, 45, 78]

+ Lắng : Tinh bột có đặc điểm dễ lắng và dễ tách, sau 8 ÷ 15h có thể lắng

hoàn toàn Khi bột đã lắng, từ từ tháo nước tránh gây sáo trộn tạp chất (bột đen) trên

bề mặt lớp bột Lớp bột đen sẽ được loại bỏ để đảm bảo chất lượng của bột thànhphẩm

Để thu được tinh bột có chất lượng cao, tinh bột sắn thô được tinh chế mộtlần nữa theo quy tình sau: Bột thô có độ ẩm từ 55 ÷ 60% cho vào bể, bơm nước vàovới tỉ lệ bột và nước là 1/6 Dùng máy khuấy cho đồng nhất, để bột lắng lại sau 8 ÷15h tháo nước trong và hớt lớp bột đen nổi lên trên Có thể rửa 3 đến 4 lần để loại

bỏ hết tạp chất, sau khi rửa xong dùng tro thấm nước và đem bột ra phơi hoặc sấykhô [27, 45, 78]

1.1.2 Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn

Lượng nước thải sinh ra từ trong quá trình chế biến tinh bột sắn là rất lớn,trung bình 10 -30 m3/tấn sản phẩm [48]

Căn cứ vào qui trình chế biến bột sắn, có thể chia nước thải thành 2 dòng:

- Dòng thải 1: là nước thải ra sau khi phun vào guồng rửa sắn củ để loại bỏcác chất bẩn và vỏ ngoài củ sắn Loại nước thải này có lưu lượng thấp (khoảng 2m3

nước thải /tấn sắn củ), chủ yếu chứa các chất có thể sa lắng nhanh (vỏ sắn, đất,cát…) Do vậy với nước thải loại này có thể cho qua song chắn, để lắng rồi quayvòng nước ở giai đoạn rửa Phần bị giữ ở song chắn (vỏ sắn) sau khi phơi khô đượclàm nhiên liệu chất đốt tại các gia đình sản xuất

- Dòng thải 2: là nước thải ra trong quá trình lọc sắn, loại nước thải này cólưu lượng lớn (10m3 nước thải/tấn sắn củ), có hàm lượng chất hữu cơ cao, hàmlượng rắn lơ lửng cao, pH thấp, hàm lượng xianua cao, mùi chua, màu trắng đục

Nước thải chế biến tinh bột sắn bao gồm các thành phần hữu cơ như tinh bột,protein, xenluloza, pectin, đường có trong nguyên liệu củ sắn tươi là nguyên nhângây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột sắn [1, 18]

Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặctrưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chấtrắn lơ lửng (SS), các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học(BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao [17, 18] Nồng độ ônhiễm của nước thải tinh bột sắn thể hiện cụ thể ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48]

TT Thông số Đơn vị Giá trị

QCVN 40:2011, mức B

Nếu lấy nước thải sinh hoạt làm cơ sở để so sánh mức độ ô nhiễm của nướcthải chế biến tinh bột sắn thì tải lượng ô nhiễm hữu cơ của ngành chế biến tinh bộtsắn sinh ra cũng gấp 4 lần tải lượng hữu cơ của tổng lượng nước thải sinh hoạt trêntoàn quốc Với lượng nước thải sinh hoạt sinh ra hàng ngày trên cả nước là khoảng2.010.000 m3/ngày, chiếm 64% trong tổng lượng các loại nước thải [2]

Các chất ô nhiễm trong nước thải tinh bột sắn gây ra nhiều tác động tiêu cực:

● BOD liên quan tới việc xác định mức độ ô nhiễm của nước cấp, nước thảicông nghiệp và nước thải sinh hoạt Khi xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí với

hàm lượng BOD quá cao sẽ gây thối nguồn nước và làm chết hệ thủy sinh, gây ônhiễm không khí xung quanh và phát tán trên phạm vi rộng theo chiều gió.

● COD cho biết mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ và vô cơ chứa trong nướcthải công nghiệp

● Chất rắn lơ lửng (SS) cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực tới tàinguyên thủy sinh đồng thời gây mất cảm quan, bồi lắng lòng hồ, sông, suối…

● Axit HCN là độc tố có trong vỏ sắn Khi chưa được đào lên, trong củ sắnkhông có HCN tự do mà ở dạng glucozit gọi là phazeolutanin có công thức hóa học

là C10H17NO6 Sau khi sắn được đào lên, dưới tác dụng của enzym xianoaza hoặctrong môi trường axit thì phazeolutamin phân hủy tạo thành glucoza, axeton và axitxianuahydric Axit này gây độc toàn thân cho người Xianua ở dạng lỏng trongdung dịch là chất linh hoạt Khi vào cơ thể, nó kết hợp với enzym xitochorom làmmen này ức chế khẳ năng cấp oxy cho hồng cầu Do đó, các cơ quan của cơ thể bịthiếu oxy Nồng độ HCN thấp có thể gây chóng mặt, miệng đắng, buồn nôn Nồng

độ HCN cao gây cảm giác bồng bềnh, khó thở, hoa mắt, da hồng, co giật, mê man,bất tỉnh, đồng tử giãn, đau nhói vùng tim, tim ngừng đập và tử vong

Do đó,nếu nước thải không được xử lý triệt để, không đạt tiêu chuẩn môitrường thì sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước, đất và không khí

1.2 Xử lý nước thải ngành chế biến tinh bột sắn bằng phương pháp sinh học

Bản chất của phương pháp này là phân hủy các chất hữu cơ nhờ vào vi sinhvật Nghĩa là các vi sinh vật sẽ sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng đểlàm chất dinh dưỡng xây dựng tế bào và tạo năng lượng, qua đó làm giảm hàmlượng các chất ô nhiễm trong nước thải

1.2.1 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí [13]

+ Cơ chế: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cungcấp oxy liên tục Quá trình phân hủy hiếu khí bao gồm 3 giai đoạn biểu thị bằng cácphản ứng:

Oxy hóa các chất hữu cơ:

CxH1yOz + O2 → CO2 + H2O + ∆H

Tổng hợp tế bào mới:

CxH1yOz + CO2 + NH3 → CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆HPhân hủy nội bào:

C5H7NO2 + 5 O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 (+/-) ∆HTrong 3 phản ứng ∆H là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào

+ Công trình xử lý hiếu khí thông dụng: Hồ hiếu khí

Hồ hiếu khí oxy hoá các chất hợp chất nhờ VSV hiếu khí và tảo (hình 1.2)

Có 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

- Hồ làm thoáng tự nhiên: cấp oxy chủ yếu do khuyếch tán không khí qua

mặt nước và quang hợp của các thực vật Diện tích hồ lớn, chiều sâu của hồ từ 30 –

50 cm Tải trọng BOD từ 250 – 300 kg/ha.ngày Thời gian lưu nước từ 3 – 12 ngày

- Hồ làm thoáng nhân tạo: cấp oxy bằng khí nén và máy khuấy Tuy nhiên,

hồ hoạt động như hồ tùy nghi Chiều sâu từ 2 – 4,5 m, tải trọng BOD400kg/ha.ngày Thời gian lưu nước từ 1 – 3 ngày

Hình 1.2 Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí [13]

1.2.2 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí

+ Cơ chế: Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ là một quá trìnhphức tạp gồm nhiêu giai đoạn có thể tóm tắt trong hình 1.3

Hình 1.3 Quy trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ [46, 51]

Cơ chế phân hủy kỵ khí có thể biểu diễn theo phương trình tổng quát sau đây [49]:

CxHyOz + (x -

4

y

- 2

y

+ 4

y

- 4

CH

4 CO

28H+

Giai đoạn

thuỷ phân

Giai đoạn lên

men axit hữu

Vi sinh vật

Tuy nhiên, trong thực tế quá trình phân hủy kỵ khí thường xảy ra theo 4 giaiđoạn

 Giai đoạn 1: Giai đoạn thuỷ phân [15, 28]

Dưới tác dụng của các enzym hydrolaza do vi sinh vật tiết ra, các hợp chấthữu cơ phức tạp có phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit…được phân giảithành các chất hữu cơ đơn giản có phân tử lượng nhỏ như đường, peptit, glyxerin,acid amin, acid béo…

Protein Peptit Acid amin

Tinh bột Đường

 Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men acid hữu cơ [15, 28]

Các sản phẩm thuỷ phân sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hoá, cácsản phẩm thuỷ phân sẽ được phân giải yếm khí tiếo tục tạo thành acid hữu cơ phân

tử lượng nhỏ như acid propionic, acid butyric, acid axetic,… các rượu, andehyt,axeton và cả một số aicd amin Trong giai đoạn này BOD5 và COD giảm khôngđáng kể nhưng pH của môi trường có thể giảm mạnh

 Sự lên men axit lactic:

C6H12O6 2CH3COCOOH CH3CHOHCOOH

axit pyruvic pyruvat hidrogennaza axit lactic

 Sự lên men etanol:

 Giai đoạn 3: Lên men tạo axit axetic

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic sẽ đượctừng bước chuyển hoá thành axit axetic:

 Giai đoạn 4: Giai đoạn metan hoá [68]

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình xử lý yếm khí, nhất

là khi xử lý yếm khí thu biogas Hiệu quả xử lý sẽ cao khi các sản phẩm trung gianđược khí hoá hoàn toàn Dưới tác dụng của các vi khuẩn lên men metan, các axithữu cơ bị decacboxyl hoá tạo khí metan Trong xử lý yếm khí, khí metan được tạothành theo hai cơ chế chủ yếu là khử CO2 và decacboxyl hoá

Rn-1COOH + CH3COOH

RnCH2CH2COOH

axit axetic Các axit có phân tử lượng lớn được cắt từng bước tại nguyên tử Cβ:

+ Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí thông dụng:

 Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket)

Một trong những phát triển nổi bật của công nghệ xử lý kỵ khí là bể UASBđược phát minh bởi Lettinga và các đồng nghiệp vào năm 1980 [50] Ứng dụng đầutiên là xử lý nước thải sinh hoạt, sau đó được mở rộng cho xử lý nước thải côngnghiệp [63]

Bể UASB có thể xây dựng bằng bêtông cốt thép, thường xây dựng hình chữnhật Để dễ tách khí ra khỏi nước thải người ta lắp thêm tấm chắn khí có độ nghiêng

≥ 350 so với phương ngang Tải lượng COD thiết kế thường trong khoảng 4 – 15kg/m3.ngày Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào đáy bể

và nước thải đi lên với vận tốc 0,6 – 0.9 m/h qua lớp bùn kỵ khí Tại đây xảy ra quátrình phân hủy sinh học kỵ khí [27, 29]

Khí sinh học được tạo thành sẽ kéo theo các hạt bùn nổi lên, va vào thànhthiết bị tách 3 pha khí-lỏng-rắn(bùn) dạng hình nón lật ngược khiến cho các bọt khíđược giải phóng thoát lên; các hạt bùn lại rơi trở lại lớp đệm bùn

Hình 1.4 Bể UASB [27]

 Bể CIGAR (Covered In-Ground Anaerobic Reactor) [38, 56]

Bể CIGAR thực chất là một hồ kỵ khí có thu hồi khí sinh học Hồ được baophủ toàn bộ bề mặt và lót đáy bằng bạt HPDE

Lớp bạt HPDE bao phủ bề mặt tạo ra điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt đồngthời ngăn không cho khí sinh học phát tán ra môi trường Lớp lót đáy HPDE có thểđược lắp đặt nếu cần, tùy vào mực nước ngầm của khu xử lý Tuy nhiên, nên lót đáy

để có thể chống rò rỉ nước thải, gây ô nhiễm đất và nước ngầm

Trước khi vào bể CIGAR , nước thải được chảy vào bể lắng nhằm giảm bớtlượng chất rắn lơ lửng, cặn đảm bảo quá trình phân hủy kỵ khí trong bể CIGAR đạthiệu quả cao nhất Thời gian lưu nước thải trong bể khoảng 30 ngày

Toàn bộ lượng khí sinh học ( metan chiếm 55 – 70% ) hình thành được thuhồi nhờ hệ thống ống dẫn khí lắp đặt bên trong bể CIGAR

Hình 1.5 Bể CIGAR [38]

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học

 Điều kiện nước thải phải đưa vào xử lý sinh học [13]

Phương pháp xử lý sinh học nước thải có thể dựa trên cơ sở hoạt độngcủa Vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước Do vậy, điều kiệnkiên quyết vô cùng quan trọng là nước thải phải là môi trường sống của quầnthể sinh vật và thỏa mãn các điều kiện sau:

+ Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh trongnước thải

+ Chú ý đến hàm lượng kim loại nặng Xếp theo thứ tự mức độ độc hạicủa chúng: Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr3+>V> Cd>Zn>Fe

Nói chung, các ion kim loại này thường ở nồng độ vi lượng (vài phần triệuđến vài phần nghìn) thì có tác dụng dương tính đến sinh trưởng vi sinh vật+ Chấthữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và năng lượngcho vi sinh vật Các hợp chất hidratcacbon, protein, lipit hòa tan thường là cơ chấtdinh dưỡng cho vi sinh vật

+ Nước thải đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số quan trọng là BOD vàCOD Tỉ số của 2 thông số này phải là: COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5,mới có thể đưa vào xử lý hiếu khí Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đógồm có xenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lýsinh học kỵ khí trước rồi mới xử lý hiếu khí

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy hiếu khí [14]

- Oxygen (O 2 ): Trong các công trình xử lý hiếu khí, O2 là một thành phầncực kỳ quan trọng của môi trường Công trình phải bảo đảm cung cấp đầy đủlượng O2 một cách liên tục và hàm lượng O2 hoà tan trong nước ra khỏi bể lắngđợt II ≥ 2mg/l

- Nồng độ các chất hữu cơ: phải thấp hơn ngưỡng cho phép Có nhiều

chất hữu cơ nếu nồng độ quá cao, vượt quá mức cho phép sẽ ảnh hưởng xấu đếnhoạt động sống của vi sinh vật tham gia xử lý, cần kiểm tra các chỉ số BOD và

COD của nước thải Cụ thể: hỗn hợp nước thải công nghiệp và nước thải sinhhoạt chảy vào công trình xử lý là bể lọc sinh học phải có BOD ≤ 500mg/l, nếudùng bể Aeroten thì BOD ≤ 1000mg/l Nếu nước thải có chỉ số BOD vượt quágiới hạn nói trên, cần thiết phải dùng nước thải đã qua xử lý hay nước sông đã phaloãng.

- Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật : Tùy theo hàm lượng cơ chất

hữu cơ trong nước thải mà có yêu cầu về nồng độ các nguyên tố dinh dưỡng cầnthiết là khác nhau Thông thường cần duy trì các nguyên tố dinh dưỡng theo tỷ lệthích hợp COD:N:P = 150:5:1 Nếu thời gian xử lý là 20 ngày đêm thì giữ ở tỷ lệBOD:N:P = 200:5:1 Khi cân bằng dinh dưỡng người ta có thể dùng NH4OH, ure vàcác muối amon làm nguồn nito và các muối photsphat, supephosphat làm nguồnphospho theo bảng 1.2 dưới đây

Bảng 1.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết [14]

BOD của nước thải

(mg/l)

Nồng độ nitrogen trong muối amon

(mg/l)

Nồng độ phospho trong P 2 O5 (mg/l)

Ngoài nguồn nitơ, phospho có nhu cầu như đã nêu trên, các yếu tố dinhdưỡng khoáng khác như K, Ca, S trong nước thải thường cũng đủ cung cấp chonhu cầu của vi sinh vật, ta không cần phải cho thêm vào nữa

- Các yếu tố khác của môi trường như pH, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng

đáng kể đến quá trình hoạt động của vi sinh vật trong các thiết bị xử lý Qua thựcnghiệm cho thấy, thường giá trị pH tối ưu cho hoạt động phân giải của các vi sinhvật trong bể xử lý hiếu khí là 6,5 – 8,5 và nhiệt độ của nước thải trong cáccông trình nằm trong khoảng 6oC – 37oC

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí

- Các chất dinh dưỡng [25]

Phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí sẽ sản sinh

ra khí metan Tất cả các quá trình sinh học đòi hỏi phải cung cấp đầy đủ các chấtdinh dưỡng đặc biệt là carbon và nitơ Việc thiếu các chất dinh dưỡng cần thiết cho

sự phát triển vi sinh vật sẽ hạn chế việc sản xuất khí sinh học Các chất dinh dưỡngđược chỉ định bởi tỷ lệ C/N khoảng 20-30/1 Nếu hàm lượng nitơ thiếu hụt thìlượng sinh khối tạo thành sẽ quá thấp không đáp ứng được vận tốc của quá trìnhchuyển hóa cacbon Ngược lại, với nước thải giàu nitơ thì quá trình khử amin sẽthành NH4+ ức chế mạnh các vi khuẩn metan hóa

- Yếu tố pH [42, 57, 67]

Trong giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ khoảng pH tối ưu là 5 – 7,còn trong giai đoạn metan hóa thì pH = 6,8 – 7,2 Chỉ có loài vi khuẩn

Methanosarcina có thể chịu đựng được các giá trị pH thấp (pH ≤ 6,5) Với các vi

khuẩn sinh metan khác, quá trình trao đổi chất bị ức chế đáng kể ở pH < 6,7

Thực nghiệm cho thấy pH tối ưu chung cho cả hai quá trình là 6.5 – 7,5.Song trên thực tế người ta có kỹ thuật để lên men ở pH = 7.5 – 7.8 mà vẫn hiệu quả

- Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động chuyển hóa của vi sinh vật Dảinhiệt độ cho quá trình phân hủy từ 30 – 550C Dưới 100C vi sinh vật sinh metan gầnnhư không hoạt động

Thích nghi với điều kiện nhiệt độ, các vi sinh vật kỵ khí chia làm 2nhóm: nhóm ưa nhiệt(thermophilic) thích nghi ở 50 - 650C và nhóm ưa ấm(mesophilic) với nhiệt độ 25 - 400C [32, 33, 47] Hầu hết các vi sinh vật lên menmetan đều thuộc nhóm ưa ấm, chỉ có rất ít nhóm là ưa nhiệt [52]

độc hại với các vi sinh vật kỵ khí trong công trình xử lý [13].

+ S2-được coi là tác nhân gây ức chế quá trình tạo methane Sở dĩ có lập luậnnày là do nhiều nguyên nhân khác nhau: S2- làm kết tủa các nguyên tố vi lượng như

Fe, Ni, Co, Mo do đó hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, đồng thời, cácelectron giải phóng ra từ quá trình oxy hoá các chất hữu cơ sử dụng cho quátrình sulfate hoá và làm giảm quá trình sinh methane [44]

+ Các hợp chất NH4 ở nồng độ 1,5 - 2mg/l gây ức chế quá trình lên men kỵkhí [44, 68]

+ Kim loại nặng: các vi khuẩn metan hóa đặc biệt mẫn cảm với các ion kimloại nặng Sự có mặt của các kim loại nặng ngoài ngưỡng cho phép sẽ ức chế quátrình metan hóa và khí hóa dẫn đến tỉ lệ CO2 tăng, CH4 giảm Mặt khác, do khôngđược decacboxyl hóa tạo CH4 các axit hữu cơ không được khử, chúng tồn đọngtrong thiết bị làm giảm pH, ngừng trệ quá trình kỵ khí trong thiết bị phản ứng [13]

1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn

1.3.1 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới

Vấn đề ô nhiễm nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn luôn là mối quan tâmcủa nhiều nhà khoa học và quản lý môi trường

Hiện nay, ngày càng có nhiều nghiên cứu đề cập tới vấn đề xử lý nước thảisản xuất tinh bột sắn như “Anaerobic treatment of tapioca starch industrywastewater by bench scale upflow anaerobic sludge blanket reactor “ [58]; nghiêncứu “Cassava waste treatment and residue management in Indian” [60] hay nghiêncứu “Water – Wastewater managerment of tapioca starch manufacturing usingoptimization technique” [65] Các đề tài này chủ yếu tập trung nghiên cứu xử lýnước thải sản xuất tinh bột sắn bằng phương pháp kỵ khí tải lượng cao như phươngpháp UASB, phương pháp UASB-lọc sinh học kết hợp, nghiên cứu ảnh hưởng củatải lượng và khả năng thu hồi khí sinh học từ quá trình xử lý

Cũng có những nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải sản xuất tinh bộtsắn kết hợp quá trình kỵ khí và hiếu khí Đó là nghiên cứu “Implementation ofanaerobic process on wastewater from tapioca starch industries” [21] hay nghiên

cứu “ Biological treatment of wastewater from the cassava meal industry” [53], chochất lượng nước đầu ra khá tốt.

Ngoài ra, vi sinh vật hay nấm cũng được ứng dụng trong xử lý nước thải sảnxuất tinh bột sắn Điều đó, được chỉ ra trong kết quả nghiên cứu từ đề tài “Growth

of Aspergillus oryzae during treatment of cassava starch processing watewater with high content of suspended solids” chỉ ra rằng nấm Aspergillus oryzae hấp thụ chất

rắn lơ lửng trong nước thải sản xuất tinh bột sắn chuyển hóa thành chất dinh dưỡng

để chúng phát triển; khẳng định khả năng phát triển sinh khối nấm để xử lý nướcthải cùng với việc sản xuất nấm trong nông nghiệp [66]

Các nghiên cứu như “Sulfide production during anaerobic lagoon treatment

of tapioca wastewater” [37]; “Cassava starch fermentation wastewater:Characterization and preliminary toxicological studies” [61] Những nghiên cứutrên cho thấy đặc điểm nước thải trong sản xuất tinh bột sắn để từ đó có biện phápthích hợp xử lý loại nước thải này

1.3.2 Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam

Ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột sắn như nghiêncứu “Closed wastewater system in the tapioca industry in Viet Nam” Nghiên cứu

sử dụng hệ thống UASB làm giảm đáng kể COD trong nước thải, sau đó đưa vào hệthống ao sinh học lưu từ 10 – 20 ngày để COD giảm xuống dưới 10 mg/l Nước thảisau xử lý, có thể dùng cho nông nghiệp hoặc tái sử dụng trong các nhà máy [57].Tiếp theo là nghiên cứu “Integrated Treatment of Tapioca Processing IndustrialWastewater Based on Environmental Bio-Technology” [48] Hay nghiên cứu “Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn thu biogas bằng hệ thống UASB”

Đề tài thuộc dự án “Phát triển giải pháp công nghệ sinh học mới để xử lý chấtthải”[16] Các tác giả đã tiến hành nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệuquả khử và khí hóa COD, hiệu suất xử lý nước thải SX tinh bột sắn như pH, nguyên

tố vi lượng…

1.4 Cơ chế phát triển sạch (CDM)

1.4.1 Giới thiệu chung về CDM [3, 4, 8, 55]

Vào tháng 12 năm 1997, Nghị định thư Kyoto (KP) đã được các bên củaUNFCCC thông qua, đánh dấu mốc quan trọng trong những cố gắng của toàn thếgiới nhằm bảo vệ môi trường và đạt được phát triển bền vững KP đặt ra những mụctiêu nhằm giảm phát thải khí nhà kính (KNK) định lượng đối với các nước pháttriển (Phụ lục I) và các nước đang phát triển (Phụ lục II) KP đưa ra cam kết đối vớicác nước phát triển về giảm tổng lượng phát thải các KNK thấp hơn nắm 1990 với

tỷ lệ trung bình 5,2% trong thời kỳ cam kết đầu tiên (2008 – 2012) Theo KP, cácnước đang phát triển không phải cam kết giảm phát thải nhưng phải báo cáo định kỳlượng phát thải của nước mình

Các KNK bị kiểm soát bởi KP là CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6

KP xây dựng 3 cơ chế mềm dẻo cho phép các nước phát triển thực hiện camkết giảm phát thải KNK ở các nước khác với mức chi phí thấp hơn so với thực hiệngiảm phát thải trong nước mình: cơ chế buôn bán phát thải toàn cầu (IET), Cơ chếđồng thực hiện (JI) và cơ chế phát triển sạch (CDM) KP có hiệu lực từ 16/2/2005

Trong 3 cơ chế của KP, CDM là cơ chế đặt biệt liên quan đến các nước đangphát triển Theo Điều 12 của KP, mục tiêu của CDM là:

- Giảm nhẹ biến đổi khí hậu;

- Giúp các nước đang phát triển đạt được sự phát triển bền vững và góp phầnthực hiện mục tiêu cuối cùng của UNFCCC;

- Giúp các nước phát triển thực hiện cam kết về hạn chế và giảm phát thảiđịnh lượng KNK theo Điều 3 của KP

Vừa qua, Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc, tức Hội nghị lần thứ 18 Công ước Khung Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP-18), tiến hành ở Doha, nước Qatar, bắt đầu từ ngày 26/11/2012, đến 8/12/2012 mới bế mạc

Đến Hội nghị Doha năm 2012 này, dù thống nhất kéo dài Nghị định thư Kyoto, nhiều nước vẫn chỉ dừng ở tuyên bố chung chung không mang tính ràng

buộc về việc cắt giảm khí thải Đặc biệt, hai nước lớn chiếm lượng khí nhà kính phát thải lớn nhất, Mỹ và Trung Quốc, vẫn đứng ngoài sự ràng buộc pháp lý của Nghị định thư “hậu Kyoto” Tiếp đến, các nước Nga, New Zealand, Canada và NhậtBản từ chối ký vào quyết định gia hạn Nghị định thư Kyoto Như vậy, Nghị định này sẽ không có hiệu lực pháp lý đối với trên 80% tổng lượng khí thải của thế giới.

Tuy vậy, như lời tuyên bố của đại diện nước chủ nhà Qatar, Hội nghị

COP-18 đã đạt được một số điểm nhất trí có ý nghĩa nhất định thể hiện trong Hiệp định Doha, còn gọi là Nghị định thư Kyoto II hay hậu Kyoto

Trước hết, thời hạn thực hiện nghị định thư Kyoto (hết hạn vào ngày

31/12/2012) được kéo dài từ ngày 1-1-2013 đến hết ngày 31/12/2020

Ngoài ra, các nước có liên quan gồm Liên minh châu Âu dẫn đầu là nước Đức, Croatia, Iceland và tám nước công nghiệp hóa chiếm 15% khí thải thế giới cam kết giảm khí thải chậm nhất vào năm 2014

Một nội dung khác mà các nước đang phát triển đòi hỏi là các nước phát triển cam kết rõ ràng nâng trợ cấp lên đến 100 tỉ đô la mỗi năm nhằm đối phó và khắc phục hậu quả gây ra bởi hiện tượng biến đổi khí hậu Nhưng các nước phát triển viện lý do đang gặp khó khăn tài chính không sẵn sàng chi thêm các khoản tiền lớn Mặt khác, họ cũng chưa sẵn sàng công bố cụ thể về mức và thời hạn phân

bổ khoản tiền trợ cấp nói trên

Hội nghị COP-18 năm nay ở Doha, dù đã đạt được một số điều thống nhất, nhưng rõ ràng còn quá nhiều bất đồng giữa những nước giàu và các nước nghèo, giữa các nước phát triển và đang phát triển và cả giữa những nước lớn đang gây ô nhiễm khí nhà kính nhiều nhất

Hình 1.6 Một số hoạt động phát thải KNK do con người gây ra

1.4.2 Hoat động CDM ở trên thế giới [7, 64, 70]

Tính đến tháng 06/2007 đã có 175 quốc gia thông qua nghị định thư Kyoto.Nếu tất cả các quốc gia này có thể giảm lượng phát thải khí nhà kính theo đúng camkết thì tổng lượng phát thải sẽ giảm được là 6,6% so với chỉ tiêu đặt ra cho toàn thếgiới

Nguồn thống kê này cũng cho biết đến nay đã có hơn 2100 danh mục dự ánCDM được các nước đưa ra, trong đó có 760 dự án đã được Ban điều hành CDMđăng ký và 71 dự án đang chờ được đăng ký Số lượng chứng chỉ giảm phát thải(CERs) dự đoán đến hết 2012 sẽ vượt qua con số 2,2 tỷ

Dự án CDM đầu tiên trên thế giới được thực hiện tại Rio de Janeiro, Brazil

từ năm 2004, với lĩnh vực hoạt động là giảm phát thải khí nhà kính từ bãi chôn lấpchất thải bằng cách thu hồi khí mêtan để sản xuất điện Theo tính toán, mỗi năm dự

án giảm được 31000 tấn metan, tương đương với 670000 tấn CO2 Dự án đã manglại hiệu quả tích cực cho môi trường và cộng đồng dân cư trong khu vực, đồng thời

mở ra một giai đoạn mới giúp thế giới đạt các mục tiêu ngăn chặn biến đổi khí hậu

và thúc đẩy sự phát triển bền vững

Trong đó, ngành năng lượng là lĩnh vực nóng bỏng nhất cho các dự án CDMtrên toàn thế giới (52,68%), sau đó là các ngành xử lý và tiêu hủy chất thải(20,77%) và nông nghiệp (7,8%)

Châu Á Thái Bình Dương hiện đang là khu vực sôi động nhất về các dự ánCDM Trong đó, Ấn Độ là nơi có nhiều dự án CDM nhất, còn Trung Quốc là quốc

gia đứng đầu về nhận được CERs, chiếm 43,46 % trong tổng số gần 172 triệuCERs Đầu tư vào các dự án CDM nhiều nhất là các nước Anh, Ailen, Hà Lan vàNhật Bản

Sau đây là một số dự án CDM tiêu biểu trên thế giới (bảng 1.3)

Bảng 1.3 Một số dự án CDM tiêu biểu của các quốc gia [7]

Lĩnh vực Dự án Nội dung Mức giảm phát thải trung bình (tCO 2e /năm)

Sản xuất năng

lượng

Xây dựng nhà máy phát điện

từ tái sử dụng sinh khối tạibang Tamilnadu, Ấn Độ

Lượng chất thải từ quátrình trồng sợi cotton vàquả hạch tại thành phốParamakudi Taluk đượcđem đốt và sử dụng nhiệt

để tạo thành điện

81590

Tận dụng sinh khối mạt cưasản xuất điện tại Imbituva,Brazil

Xây dựng nhà máy sảnxuất điện từ 200000 tấnmạt cưa hàng năm của 42công ty chế biến gỗ trongvùng

312383

Tăng cường sử dụng nănglượng trong chiếu sáng và sửdụng năng lượng mặt trời trongđun nấu tại Kuyasa, ĐôngNam Cape Town, Nam Phi

Giúp người dân có ý thức

sử dụng điện vào mụcđích chiếu sáng hiệu quảhơn, dùng biện pháp kỹthuật phủ mái chống nóng

tự nhiên, đồng thời lắp đặt

48354

các hệ thống đun nóngbằng năng lượng mặt trời

Thu hồi metan từ quá trình xử

lý kỵ khí nước thải tại nhà máychế biến tinh bột bắp RajaramMaize, Ấn Độ

Xử lý kỵ khí bằng hệthống UASB thu hồi khímetan, dùng đốt cấp nhiệtcho công đoạn sấy sảnphẩm thay thế cho nhiênliệu truyền thống

Xây dựng nhà máy sảnxuất biodiesel từ cây cảidầu làm nguồn cung cấpnhiên liệu thay cho xăngdầu trong vận hành máynông nghiệp vùng và phátđiện

1116

mỏ than sẽ được hút vàbơm ra khỏi mỏ than vàđược sử dụng tạo điệnnăng, nhiệt năng cho máysưởi và cung cấp chonhững nơi có nhu cầuchất đốt

1.4.3 Các dự án CDM trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường ở Việt Nam

[7, 10, 30, 31]

Việt Nam là một trong số những quốc gia trong khu vực Châu Á Thái BìnhDương tham gia tích cực nhất vào những hoạt động nhằm giảm nhẹ những tác độngcủa biến đổi khí hậu do Liên Hợp Quốc đề xuất Tính đến tháng 3 năm 2003, thờiđiểm Việt Nam thành lập cơ quan có thẩm quyền quốc gia về CDM, được gọi tắt làDNA, Việt Nam đã đạt được cả 3 điều kiện để tham gia một cách đầy đủ nhất vàocác dự án CDM quốc tế

Về mặt quản lý nhà nước, bên cạnh Bộ Tài nguyên và Môi trường được lựachọn làm DNA còn có Ban tư vấn chỉ đạo liên ngành (CNECB) nhằm tư vấn, chỉđạo cho DNA trong việc quản lý hoạt động và tham gia đánh giá các dự án CDM tạiViệt Nam Ban này bao gồm 12 đại diện của 9 bộ, ngành liên quan và Liên hiệp cáchội khoa học kỹ thuật Việt Nam

Việt Nam đã hoàn thành và gửi Thông báo quốc gia đầu tiên về biến đổi khíhậu của Việt Nam cho Ban thư ký UNFCCC vào tháng 11 năm 2003 tại COP9,Milan, Italia; hoàn thành dự án Nghiên cứu chiến lược quốc gia về CDM của ViệtNam do Chính phủ Australia tài trợ thông qua Ngân hàng thế giới Hơn nữa, dự án

“Hợp tác về tổ chức và đối thoại đa phương EU – Châu Á về tăng cường sự thamgia hiệu quả của Việt Nam, Lào và Campuchia vào CDM” trong khuôn khổ Chươngtrình ProEco EU Châu Á với hai đối tác Châu Âu là HWWA và JIN đang được thựchiện tại Việt Nam

Hình 1.7 Sơ đồ tổ chức thực hiện CDM tại Việt Nam

Đặc biệt, tháng 04/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ra quyết định số47/2007/QĐ-TTg phê duyệt Kế hoạch tổ chức thực hiện Nghị định thư Kyoto thuộcCông ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu giai đoạn 2007 – 2010,trong đó đề cao mục tiêu huy động mọi nguồn lực thực hiện kế hoạch phát triểnkinh tế - xã hội theo hướng phát triển nhanh, bền vững, bảo vệ môi trường và đónggóp vào việc tổ chức thực hiện UNFCCC, Nghị định thư Kyoto và CDM, thu hútvốn đầu tư trong và ngoài nước vào các dự án CDM, khuyến khích cải tiến côngnghệ, tiếp nhận, ứng dụng công nghệ cao, công nghệ sạch, kỹ thuật hiện đại

Chính sách ưu đãi của Nhà nước đối với các doanh nghiệp tham gia dự ánCDM được thể hiện rõ trong Quyết định số 130/2007/QĐ-TTg, trong đó quy địnhcác doanh nghiệp này sẽ được miễn, giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, miễn thuếnhập khẩu đối với hàng hoá nhập khẩu để tạo tài sản cố định của dự án, hàng hoánhập khẩu là nguyên liệu, vật tư, bán thành phẩm trong nước chưa sản xuất được,miễn giảm tiền sử dụng đất, thuê đất và trong một số trường hợp sản phẩm của dự

án CDM sẽ được trợ giá

Theo UNFCCC và nội dụng thông tư 10/2006/TT-BTNMT, hiện nay có thểphân loại các dự án CDM thành 15 lĩnh vực chính bao gồm:

1 Sản xuất năng lượng;

2 Chuyển tải năng lượng;

3 Tiêu thụ năng lượng;

4 Nông nghiệp;

5 Xử lý, loại bỏ rác thải;

6 Trồng rừng và tái trồng rừng;

7 Công nghiệp hóa chất;

8 Công nghiệp chế tạo;

9 Xây dựng;

10 Giao thông;

11 Khai mỏ hoặc khai khoáng;

12 Sản xuất kim loại;

13 Phát thải từ nhiên liệu (nhiên liệu rắn, dầu và khí);

14 Phát thải từ sản xuất và tiêu thụ halocacbon và sulphur hexafluoride;

15 Sử dụng dung môi

Tuy nhiên, những lĩnh vực tiềm năng có thể xây dựng và thực hiện dự ánCDM mà Việt Nam đã đăng ký thực hiện thường tập trung vào các dạng dưới đây(bảng 1.4)

Bảng 1.4 Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7]

(tCO 2e /năm)

Sản xuất năng

Mực

Sử dụng điện thay thế cho nhiên liệu truyền

Phong điện Bìnhthuận

Sử dụng năng lượng gió tạo ra điện thay thế

Tận dụng sinhkhối vỏ trấu sảnxuất điện tại CtyDầu Cái Lân, Cần

Thơ

Vỏ trấu sử dụng vào hệ thống đồng phátnhiệt điện sử dụng cho quá trình sản xuất 98448

Thu hồi khí metantại bãi rác PhướcHiệp và ĐồngThạnh, TP HồChí Minh

Sử dụng khí metan thu hồi làm nhiên liệu

chạy máy phát điện

136800 (Phước Hiệp)

154691 (Đông Thạnh)