Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SƠN LA CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGUYỄN QUANG THÁI HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SƠN LA NGUYỄN QUANG THÁI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM THỊ MAI THẢO HÀ NỘI, NĂM 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn: TS Phạm Thị Mai Thảo Cán chấm phản biện 1: PGS.TS Đồng Kim Loan Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Thu Huyền Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 29 tháng 12 năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Quang Thái ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Thị Mai Thảo người trực tiếp hướng dẫn khoa học, tận tình giúp đỡ định hướng giúp tơi hồn thành luận văn Trong suốt q trình học tập nghiên cứu trường, tơi nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình tập thể Thầy, Cô giáo Khoa Môi trường thuộc Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Tôi xin ghi nhận biết ơn giúp đỡ quý báu Thầy, Cô Tôi xin trân trọng cám ơn Lãnh đạo Chi cục Bảo vệ mơi trường, Chính quyền địa phương bà nơng dân thành phố Sơn La nhiệt tình hỗ trợ, hợp tác giúp đỡ thực luận văn Trong thời gian nghiên cứu làm luận văn, nhận hỗ trợ, tạo điều kiện giúp đỡ từ phòng thí nghiệm Cơng ty MTV tư vấn môi trường, Trung tâm Quan trắc Tài nguyên môi trường tỉnh Sơn La, xin trân trọng cám ơn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới đồng nghiệp, bạn bè, gia đình động viên, chia sẻ tạo điều kiện tốt giúp tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2017 Học viên cao học Nguyễn Quang Thái iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cà phê 1.1.1 Phân loại cà phê 1.1.2 Sản phẩm cà phê giới 1.1.3 Công nghệ chế biến cà phê 1.2 Thành phần, tính chất tác động môi trường loại chất thải phát sinh hoạt động chế biến cà phê 17 1.2.1 Nước thải 17 1.2.2 Chất thải rắn 21 1.2.3 Khí thải 23 1.3 Một số phương pháp xử lý chất thải từ hoạt động chế biến cà phê 25 1.3.1 Một số phương pháp xử lý nước thải cà phê 25 1.3.2 Phương pháp xử lý chất thải rắn 30 1.3.3 Phương pháp xử lý khí thải 33 CHƯƠNG .36 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tượng phạm vi 36 2.2 Thời gian nghiên cứu 36 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 CHƯƠNG .45 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Hiện trạng hoạt động sản xuất chế biến cà phê thành phố Sơn La 45 3.1.1 Hiện trạng trồng thu hoạch cà phê 45 iv 3.1.2 Hiện trạng công nghệ chế biến cà phê vùng nghiên cứu 52 3.2 Hiện trạng môi trường sở chế biến cà phê 59 3.2.1 Môi trường nước 59 3.2.2 Hiện trạng mơi trường khơng khí 80 3.2.3 Chất thải rắn môi trường đất 85 3.3 Hiện trạng thực công tác quản lý môi trường 88 3.3.1 Hiện trạng thực công tác bảo vệ môi trường sở CBCP88 3.3.2 Hiện trạng công tác QLMT CSCBCP quan quản lý 93 3.4 Dự báo chất thải từ hoạt động chế biến cà phê 98 3.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo chất thải 98 3.4.2 Các kịch dự báo phát sinh chất thải từ hoạt động chế biến cà phê thành phố Sơn La 100 3.5 Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường 104 3.5.1 Đề xuất giải pháp quản lý cho quan quản lý 104 3.5.2 Đề xuất giải pháp BVMT cho CSCBCP 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .119 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lượng hạt cà phê nước năm 2013 Bảng 1.2 Lượng nước sử dụng cho hoạt động chế biến cà phê số nước .18 Bảng 1.3 Thành phần nước thải trình chế biến cà phê .19 Bảng 1.4 Thành phần tính chất chất thải cà phê từ vỏ cà phê vỏ trấu .22 Bảng 1.5 Hiệu xử lý trình xử lý nước thải cà phê với thời gian lưu giữ chất thải tỉ lệ hàm lượng chất hữu .28 Bảng 2.1 Đối tượng điều tra vấn 37 Bảng 2.2 Vị trí số lượng phân tích nước thải 38 Bảng 2.3 Vị trí số lượng mẫu phân tích nước mặt 39 Bảng 2.4 Thông số phương pháp phân tích chất lượng nước .39 Bảng 2.5 Thơng số phương pháp phân tích chất lượng nước thải 41 Bảng 2.6 Thông số phương pháp phân tích chất lượng khơng khí .42 Bảng 2.7 Thông số phương pháp phân tích chất lượng đất .42 Bảng 3.1 Diện tích trồng cà phê theo địa giới cấp xã năm 2016 .45 Bảng 3.2 Kết điều tra sở chế biến cà phê địa bàn thành phố 48 Bảng 3.3 Kết điều tra công nghệ chế biến sở CBCP .53 Bảng 3.4 Danh mục sở chế biến cà phê lớn địa bàn thành phố .53 Bảng 3.5 Kết điều tra lượng nước thải phát sinh chế biến cà phê 60 Bảng 3.6 Vị trí ký hiệu mẫu quan trắc nước mặt 62 Bảng 3.7 Kết phân tích nước mặt đợt .63 Bảng 3.8 Kết phân tích nước mặt đợt .64 Bảng 3.9 Thời gian, ký hiệu mẫu phân tích nước hang Thẳm Tát Tòng 71 Bảng 3.10 Thời gian, ký hiệu mẫu phân tích nước Nhà máy nước Sơn La 73 Bảng 3.11 Nồng độ số chất ô nhiễm sở chế biến cà phê .75 Bảng 3.12 Vị trí ký hiệu mẫu quan trắc khơng khí .80 Bảng 3.13 Kết phân tích mơi trường khơng khí xung quanh đợt 81 Bảng 3.14 Kết phân tích mơi trường khơng khí xung quanh đợt 81 Bảng 3.15 Kết phân tích mơi trường khơng khí làm việc 83 Bảng 3.16 Kết điều tra khối lượng chất thải rắn từ chế biến cà phê 85 Bảng 3.17 Kết phân tích mẫu đất sở Quàng Văn Tính 88 vi Bảng 3.18 Số lượng sở có thủ tục mơi trường 89 Bảng 3.19 Kết điều tra tác động hoạt động chế biến cà phê .92 Bảng 3.20 Thống kê công tác kiểm tra sở chế biến cà phê 94 Bảng 3.21 Kịch yếu tố ảnh hưởng tới phát sinh chất thải 101 Bảng 3.22 Dự báo sản lượng cà phê theo kịch 101 Bảng 3.23 Dự báo chất thải chưa qua xử lý theo kịch 102 Bảng 3.24 Dự báo chất thải phát sinh theo kịch .103 Bảng 3.25 Hiệu xử lý cơng trình tiêu biểu 117 Bảng 3.26 Hiệu số trình kỵ khí xử lý nước thải cơng nghiệp 117 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo cà phê Hình 1.2 Quy trình chế biến cà phê nhân phương pháp ướt Hình 1.3 Tách xanh tay Hình 1.4 Bể siphon kim loại sơ đồ cấu tạo Hình 1.5 Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê theo phương pháp khô .12 Hình 1.6 Quy trình cơng nghệ theo phương pháp chế biến bán ướt 15 Hình 1.7 Sơ đồ dòng chảy để tạo khí sinh học từ nước thải cà phê 26 Hình 1.8 Quy trình ủ phân vi sinh .30 Hình 3.1 Diện tích trồng cà phê qua năm thành phố Sơn La 46 Hình 3.2 Sản lượng cà phê thành phố Sơn La phân theo địa giới cấp xã 47 Hình 3.3 Vị trí sở chế biến cà phê thành phố Sơn La .50 Hình 3.4 Sản lượng thu hoạch sản lượng chế biến cà phê 52 Hình 3.5 Công nghệ chế biến cà phê nhân thành phố Sơn La 54 Hình 3.6 Cơng nghệ chế biến cà phê nhân Doanh nghiệp tư nhân Minh Tiến 58 Hình 3.7 Biểu đồ kết đo nồng độ pH, TSS nước mặt 65 Hình 3.8 Biểu đồ kết đo nồng độ DO nước mặt .66 Hình 3.9 Biểu đồ kết đo nồng độ BOD5, COD nước mặt 67 Hình 3.10 Biểu đồ kết phân tích nồng độ Amoni Nitrit 68 Hình 3.11 Biểu đồ kết phân tích nồng độ NO3-và PO43- 69 Hình 3.12 Biểu đồ kết phân tích nồng độ coliform 70 Hình 3.13 Mức độ biến thiên nồng độ mangan nước hang caster Thẳm Tát Tòng .72 Hình 3.14 Mức độ biến thiên nồng độ mangan nước Nhà máy cấp nước Sơn La 74 Hình 3.15 Biểu đồ kết phân tích tiêu TSS độ màu 76 Hình 3.16 Biểu đồ kết phân tích tiêu COD, BOD5 77 111  Nguyên tắc phương pháp ủ phân compost từ vỏ cà phê Cơng nghệ sản xuất compost có nhiệm vụ chính: Giai đoạn 1: chuẩn bị hay xử lý sơ chất thải đầu vào cho trở thành chất thích hợp cho q trình compost Những chất thải nói đến vỏ cà phê Giai đoạn 2: tiến hành trình sản xuất compost Giai đoạn 3: chuẩn bị để lưu trữ sản phẩm an tồn, khơng có vấn đề gây khó chịu nâng cao chất lượng sản phẩm ví dụ cải thiện khả sử dụng, hay cải thiện khả tiêu thụ  Mơ hình sản xuất phân compost: Áp dụng mơ hình hiếu khí với dạng thổi khí tự nhiên; phương pháp khơng có can thiệp máy móc (ví dụ như: quạt hay thiết bị đảo trộn) Do đo phù hợp với nước phát triển nước ta Về mặt lý thuyết, khí vào luống ủ khơng cần có can thiệp máy móc Sự đối lưu xuất chênh lệch nhiệt độ bên luống ủ compost lớp khơng khí bên ngồi, chênh lệch nồng độ oxy dòng khơng khí thổi ngang qua luống ủ Quy trình ủ thực sau: Thổi khí tự nhiên Nguyên liệu đầu vào (vỏ cà phê, phân chuồng, men vi sinh, đường cát, phân lân , urê) Phối trộn Thành phẩm Hiếu khí Ổn định Hình 3.23 Quy trình thực ủ phân compost 112 Quy trình sản xuất đào tạo Hội sinh học Tỉnh Đăk Lăk tư vấn kỹ thuật cụ thể sau: Bước Vỏ cà phê đánh đống nước Bước Phơi vỏ đồng thời trộn xỉ than thải hàng ngày trộn 0,5% vôi khử độ chua, tiếp tục phơi độ ẩm đạt 30% Chuẩn bị nguyên liệu gồm: Vỏ cà phê; 200 kg Phân chuồng; 10 kg Ure; 20 kg Vôi; 50 kg Lân nung chảy; kg Men Trichoderma; kg Rỉ Đường (để nâng cao chất lượng sản phẩm hữu vi sinh cần bổ sung số phânđa lượng( N-P-K); Các chất trung lượng( Ca, Mg,S, SiO2); Các chất vi lượng(Fe,Zn, Cu, B, Mo, Mn); Các chất điều hòa sinh trưởng vi sinh vật hữu ích) Bước Hoạt hóa men vi sinh: Lấy 50 kg ure, kg men + rỉ đường pha tan 300 lít nước Men khuấy Bước Trộn nguyên liệu nêu tiến hành tưới nước nước thấm đống nguyên liệu, độ ẩm < 60% (nắm tay thấy ướt nước rỉ kẽ tay) Men trộn cho thấm nguyên liệu Bước Đánh đống ủ theo ô ủ phân hữu xây dựng, có rải vải địa kỹ thuật ống HDPE D90 đục lỗ để thu xử lý nước rỉ (tiêu chuẩn đống ủ tối thiểu 1,2x2x2,5 m) sau phủ bạt đậy kín Tiến hành ủ giai đoạn kéo dài 10 ngày Bước Sau 10 ngày tiến hành kiểm tra hoạt động men bám trắng bề mặt nguyên liệu, chiều cao đống ủ đạt tối thiểu 1m Tiến hành đảo trộn đống ủ đảm bảo độ ẩm sau trộn đạt 60% sau phủ bạt kín tiếp tục tiến hành ủ Bước Sau 20 ngày từ ngày kiểm tra đảo trộn lần tiến hành kiểm tra lần cuối vỏ cà phê mềm hoai mục thu phân vi sinh có độ ẩm từ 2025 % tiến hành phơi khô giảm độ ẩm phân vi sinh đóng bao  Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm phân hữu sinh học: - Hữu cơ: 23% - N - P - K 2,5 % - 2% - 5% - AxitHumic 2,5% - Khoáng, trung vi lượng Ca, Mg, Zn, Cu 1% - Ẩm độ 25% 113  Hiệu phương pháp Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp phù hợp với quy mô sản xuất chế biến Sơn La Thành phẩm phân compost người trồng cà phê tái sử dụng để cải tạo đất bán thị trường dạng phân hữu Thị trường cho loại phân có tiềm nhiều khu vực trồng sắn ngô Sơn La đất bị bạc màu, cần cải tạo; hộ gia đình thành phố ưa chuộng mơ hình tự trồng rau sân thượng, mái nhà b Đối với nước thải Vấn đề ô nhiễm nước thải từ hoạt động chế biến cà phê Sơn La diễn biến phức tạp nghiêm trọng Nhiều năm gần đây, đến mùa sản xuất cà phê, nguồn nước nước mặt nước ngầm bị ô nhiễm trầm trọng nước thải cà phê xả thẳng vào nguồn nước Giải pháp cần phải cân đối lợi ích kinh tế doanh nghiệp bảo vệ môi trường  Áp dụng công nghệ xử lý nước thải tuần hồn nước thải sau xử lý Có nhiều công nghệ xử lý, với đặc trưng loại nước thải cà phê khu vực nghiên cứu Sơn La, xét điều kiện áp dụng biện pháp quản lý việc quy hoạch vùng chế biến tập trung, với sở chế biến tương đối lớn, tác giả xin đề xuất áp dụng thử nghiệm công nghệ xử lý sinh học thu hồi Biogas sở chế biến lớn, có tiềm lực kinh tế Sơ đồ công nghệ xử lý đề xuất hình 3.24, nước thải sản xuất cà phê tươi có nhiều vỏ cà phê từ cơng đoạn xay vỏ, làm tăng hàm lượng SS chất hữu cơ, làm ảnh hưởng đến công đoạn xử lý phía sau, cần có thiết bị lược rác tinh để loại bỏ chất cặn bã có kích thước tương đối nhỏ Nước thải chế biến cà phê nhà máy có lưu lượng khơng ổn định Do đó, cần thiết kế bể điều hòa nhằm giảm bớt đồng độ chất nhiễm Ngồi ra,bể điều hòa có tác dụng ổn định lưu lượng nồng độ nước thải chu kỳ Nước thải sau bể điều hòa có tỉ lệ BOD/COD = 11.450/17.560 = 0,65>0,6: nên sử dụng phương pháp xử lý sinh học Vì hàm lượng BOD, COD cao có 114 chất khó phân hủy nên phải áp dụng kết hợp phương pháp xử lý sinh học kỵ khí hiếu khí Nước thải cà phê Song chắn rác Bể điều hòa Chỉnh pH Bể sinh học kỵ khí (UASB) Máy thổi khí Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) Bể lắng bậc Bùn hoạt tính Máy thồi khí Nước tách bùn Bể gom Chỉnh pH PAC Cụm keo tụ tạo bơng Polymer Bể lắng bùn hóa lý dd Ca(ClO)2 Bể nén bùn Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Hình 3.24 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cà phê.[41] Nước thải từ phân xưởng nhà máy theo hệ thống thoát nước tới bể thu gom, nước thải chế biến cà phê chứa nhiều vỏ cà phê, cành, cây,… cần phải qua thiết bị lược rác thơ để loại bỏ rác có kích thước lớn nhằm mục đích khơng làm 115 tắc nghẽn đường ống, bơm cơng trình xử lý phía sau Rác thải nhân viên thu gom để làm phân compost dùng để chôn lấp chung với chất thải rắn nhà máy Tại bể thu gom bố trí bơm chìm hoạt động ln phiên nhau, bơm sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng nồng độ nước thải giúp ổn định cơng trình phía sau Mặc khác, bể điều hòa lắp đặt hệ thống phân phối khí giúp oxi hóa phần chất hữu có nước thải tránh q trình lên men yếm khí gây mùi Sau qua bể điều hòa, nước thải bơm lên bể keo tụ, hóa chất dùng để trung hòa NaOH H2S04 châm vào với liều lượng định, giá trị pH điều chỉnh từ 6,5 – 7,5 dung dịch keo tụ Al2(S04)3 (phèn nhôm) chất trợ keo tụ Polymer châm vào với liều lượng định bơm định lượng với tốc độ 100 vòng/phút, đảm bảo hóa chất tiếp xúc hoàn toàn với nước thải Theo máng cưa nước thải tiếp tục chảy qua ngăn tạo bông, tốc độ khuấy trộn bể tạo bơng 15 vòng/ phút, đảm bảo cặn không bị vỡ mà kết thành khối lớn Nước thải theo hệ thống máng cưa tiếp tục chảy qua bể lắng hóa lý, cặn rắn lơ lửng lắng xuống đáy máy gạt bùn gom xuống hố thu bơm sang bể nén bùn Từ bể lắng nước thải bơm chìm (hoạt động luân phiên nhau), bơm qua bể lọc sinh học kỵ khí có vật liệu đệm (UAF), xử lý điều kiện Oxy, nhằm làm giảm chất hữu nước thải giảm lượng N, P VSV sử dụng để xây dựng tế bào Vật liệu đệm sử dụng bể PVC dạng kết thành khối có diện tích tiếp xúc khoảng 200m2/m3 Bể lọc sinh học kỵ khí có ưu điểm chịu tải trọng cao, tránh bị sốc tải cho trình vận hành Hiệu xử lý bể khoảng 60 - 65% làm nhiệm vụ giảm tải trọng nhiễm cho cơng trình xử lý phía sau phân hủy chất khó phân hủy Đồng thời bể khởi động lại tốt sau thời gian nghỉ (hết mùa vụ) 116 Sau bể sinh học kỵ khí nước thải chứa hàm lượng chất hữu nên dẫn qua bể sinh học hiếu khí Aerotank Đây cơng trình xử lý bùn hoạt tính, bể phát huy hết ưu khả xử lý cơng trình trước hoạt động hiệu Trong bể sinh học hiếu khí Aerotank vi sinh vật tăng trưởng môi trường lơ lửng, trình phân hủy chất hữu xảy vi sinh vật tiếp xúc với nước thải điều kiện có đủ oxi Đĩa phân phối khí sử dụng để đảm bảo oxi cấp liên tục đĩa tạo bọt khí mịn tiếp xúc với nước thải Đồng thời trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Để loại bỏ chất ô nhiễm nước thải sử dụng chủng vi sinh q trình bùn hoạt tính gồm: Pseudomonas, Flavobacterium, Comamonas, Bacillus, Archromobacter, Alacingenes, Sphaerotilus, Zoogloea Archromobacter, Alacingenes, Flavobacterium Pseudomonas vi khuẩn dị dưỡng, chúng quan trọng việc phân hủy chất hữu thành dạng bơng bùn hoạt tính Phương trình phân hủy chất hữu vi sinh hiếu khí: VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV Hỗn hợp nước thải bùn hoạt tính (dung dịch xáo trộn) dẫn qua bể lắng Hỗn hợp vào ống lắng trung tâm, theo dòng nước xuống, theo hướng dòng ngược trở lên Dưới tác dụng trọng lực, bùn rơi xuống, phần nước máng cưa đến bể khử trùng Một phần bùn hoạt tính tuần hồn lại bể lắng hóa lýđể đảm bảo mật độ vi sinh vật, phần lại bơm bể nén bùn Sau qua bể lắng, nước thải qua bể khử trùng trước nguồn tiếp nhận nhằm mục đích tiêu diệt vi khuẩn, đảm bảo chất lượng nước đầu đạt tiêu chuẩn xả thải Trong bể khử trùng có xây vách ngăn nhằm tạo tiếp xúc tốt nước chất khử trùng, nâng cao hiệu xử lý bể Nước thải sau khử trùng dẫn vào hệ thống thoát nước chung khu vực 117 Bảng 3.25 Hiệu xử lý cơng trình tiêu biểu CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ HIỆU QUẢ XỬ LÝ (%) BOD COD SS PTOT N - Orga NH3 – N -5 -5 – 10 0 30 – 40 30 – 40 50 – 65 10 – 20 10 – 20 80 – 95 80 – 85 80 – 90 10 – 25 15 – 50 – 15 Bể lọc sinh học nhỏ giọt 65 – 80 60 – 80 60 – 85 – 12 15 – 50 – 15 Bể lọc sinh học cao tải 65 – 85 65 – 85 65 – 85 – 12 15 – 50 – 15 Bể bùn hoạt tính mẻ 80 – 85 80 – 85 80 – 85 10 – 25 15 – 50 – 15 Xử lý sơ - Bể lắng cát Xử lý bậc (lắng cặn) - Với hóa chất Xử lý bậc Bùn hoạt tính Nguồn: [41] Bảng 3.26 Hiệu số q trình kỵ khí xử lý nước thải cơng nghiệp Q TRÌNH L CODIN HTR (h) E (%) Q trình kỵ khí tiếp xúc 1.500 – 5.000 - 10 0,48 – 2,40 75 – 90 UASB 5.000 – 15.000 -12 4,00 – 12,01 75 – 85 FB 10.000 – 20.000 24 – 48 0,96 – 4,80 75 – 85 EB 5.000 – 10.000 – 10 4,80 – 9,60 80 – 85 kgCOD/m3 ngày) Nguồn: [41] Vì nước thải chế biến cà phê tươi có màu, phương pháp xử lý sinh học khơng triệt để nên cần phải áp dụng phương pháp hóa lý để loại bỏ độ màu nước, đồng thời đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn sử dụng theo cột B, QCVN 40: 2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp Nước thải sau xử lý tái sử dụng vào khâu rửa ban đầu, giảm thiểu lượng nước thải môi trường giảm chi phí sản xuất 3.5.1.3 Giải pháp giảm thiểu xử lý thải rắn - Toàn chất thải rắn từ trình sản xuất, chế biến cà phê (vỏ, bã nhớt, bùn từ hệ thống xử lý nước thải, xỉ than, tro đốt…) thu gom vận chuyển tới 118 khu vực ủ phân để lại làm phân bón cho cà phê vùng nguyên liệu Chất thải rắn sinh hoạt, chất thải vô cơ, vỏ bao bì… phân loại, tái sử dụng, phần thải bỏ thu gom, tập trung khu vực trung chuyển rác thải cho công ty môi trường đô thị Sơn La thu gom xử lý theo quy định Các ô ủ phân xây bê tông, lót bạt chống thấm HDPE dày 1mm chống thấm, có đường ống thu nước rỉ vào hệ thống xử lý nước thải Đánh giá: Hiệu xuất xử lý vỏ bao bì, vỏ cà phê, bã nhớt, bùn lằng đạt 100% 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn nghiên cứu trạng sản xuất, môi trường sở chế biến cà phê địa bàn thành phố Sơn La, đánh giá tác động sở chế biến cà phê tới môi trường, dự báo lượng chất thải phát sinh, đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường rút số kết luận sau: Một kết nghiên cứu trạng chế biến cà phê địa bàn thành phố Sơn La cho thấy: năm 2016 diện tích trồng cà phê 4.232 ha, sản lượng 28.439 tấn, tập trung chủ yếu xã (Chiềng Cọ, Chiềng Đen, Hua La, Chiềng Ngần) Đến tháng 11/2017 có 30 sở chế biến cà phê, công nghệ chế biến chủ yếu phương pháp ướt, có sở chế biến cà phê nhân Các sở chế biến cà phê đa số nhỏ lẻ, quy mô hộ gia đình Các sở tập trung chủ yếu xã Chiềng Đen Chiềng Cọ Khối lượng cà phê chế biến 20.880 chiếm 73,42 % sản lượng cà phê thu hoạch (28.439 tấn) Hai tác động từ hoạt động chế biến cà phê thành phố Sơn La cho thấy: nước thải từ hoạt động chế biến cà phê phát sinh 216,5 m3/ngày, nồng độ ô nhiễm cao đặc biệt thông số chất rắn lơ lửng, BOD5, COD, sunfua, tổng phốt pho, mangan, sắt có nồng độ cao, vượt tiêu chuẩn nhiều lần Nước thải gây ô nhiễm môi trường từ ngày 8/11/2017 khu vực cấp nước cho thành phố Sơn La Nước sử dụng cấp cho sinh hoạt có hàm lượng mangan cao hợp quy chuẩn 10 lần, đến ngày 19/11/2017 nước sử dụng cho sinh hoạt ổn định sử dụng cấp cho sinh hoạt Chất thải rắn phát sinh 43 tấn/ngày, chất thải rắn chưa quản lý xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường Ba công tác quản lý môi trường sở chế biến cà phê cho thấy: có sở lập thủ tục mơi trường (ĐTM, KHBVMT), không sở lập thủ tục khai thác nước xả thải vào nguồn nước Có 29/30 sở khơng có hệ thống xử lý nước thải, 30/30 sở khơng có hệ thống xử lý chất thải rắn Việc tra, kiểm tra, xử lý vi phạm quan quản lý hạn chế xử lý chưa dứt 120 điểm Sơn La chưa có Quy hoạch chế biến cà phê, cắm mốc hành lang cấp nước sinh hoạt cho thành phố Sơn La Bốn dự báo phát sinh chất thải cho thấy: năm 2018 nước thải chưa xử lý thải môi trường từ 30.724 m3 đến 46.552 m3, chất thải rắn phát sinh từ 6.983 đến 10.580 Năm 2020 nước thải 26.304 m3 đến 39.856 m3, chất thải rắn phát sinh từ 6.210 đến 9.408 Năm 2025 nước thải 9.775 m3 đến 39.999 m3, chất thải rắn phát sinh từ 4.331 đến 6.562 Năm đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường: việc quy hoạch sở chế biến cà phê vào khu cơng nghiệp, việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải, chất thải rắn tập trung quản lý đồng Kiến nghị Rà sốt, kiểm tra có kế hoạch di chuyển CSSX gây ô nhiễm môi trường vùng đầu nguồn nước cấp thành phố Sơn La sang Khu công nghiệp khu vực cuối nguồn nước nhằm đảm bảo tránh cố ô nhiễm môi trường Nghiên cứu xem xét Quy hoạch chế biến cà phê xã Chiềng Đen, Chiềng Cọ khu vực Khu công nghiệp Mai Sơn địa bàn xã Chiềng Mung, huyện Mai Sơn khu vực xã Chiềng Xôm, thành phố Sơn La Trong nước thải chế biến cà phê thành phố Sơn La có hàm lượng kim loại nặng (Mangan, sắt) cao Quy chuẩn cho phép nhiều lần Do để có sở khoa học xác định nguyên nhân từ việc phát sinh hàm lượng kim loại nặng nước thải cà phê cần phải có cơng trình nghiên cứu chun sâu đặc tính nước thải cà phê Đây hướng nghiên cứu phục vụ cho công tác quản lý đưa giải pháp kỹ thuật phù hợp với hoạt động chế biến cà phê thành phố Sơn La Công tác tra, kiểm tra, xử lý vi phạm cần thực cách kiên quyết, triệt để Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải, chất thải rắn để áp dụng vào Sơn La 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO ICO (International Coffee Organization), (2011), ICO Annual Review 2010/11 (accessed 10.04.12.) Giovannucci, D., Lewin, B., Swinkles, R., Varangis, P, (2004) The Socialist Republic of Vietnam Coffee Sector Report TheWorld Bank,Washington, D.C Mburu, J K., Thuo, J T., & Marder, R C (1994) The characterization of coffee waste water from coffee processing factories in Kenya Kenya Coffee, 59, 1756–1763 Brohan M, Huybrighs T, Wouters C, Bruggen BV (2009) Influence of storage conditions on aroma compounds in coffee pads using static headspace GC-MS Food Chem 116: 480–483 Trịnh Xuân Ngọ, 2009,“Giáo trình cà phê kỹ thuật chế biến”, NXB Khoa học & Tự nhiên International Coffee Organization, 2014 (ICO) http: //www ico org/ International Coffee Organization (ICO) Statistics (2011) Breakdown of exports of green Arabica and green Robusta of countries exporting significant volumes of both types of coffee www ico org RubayizA AB, Meurens M (2005) Chemical discrimination of arabica androbustacoffees by Fourier trans form Ramans pectroscopy JAgr Food Chem 53(12): 4654–4659 Fan L, Soccol CR (2005) Coffee residues Shiitake Bag Cultivation Chapter Mushroom Grower’s Handbook 2: 92–95 10 Nguyễn Thanh Trúc, (2015) Luận án Tiến sỹ, đề tài: “Phát triển công nghiệp chế biến cà phê địa bàn tỉnh Dắk Lăk” 11 Sổ tay Hướng dẫn quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt Viện Công nghiệp Thực phẩm – Bộ Công thương 122 12 Marsh, T (2006): "Review of the Aceh Coffee Industry", page UNDP ERTR Livelihood Component 13 Murthy, K V N ; D’Sa, A ; Kapur, G (2004) An effluent treatment-cumelectricity generation option at coffee estates: is it financially feasible? (Draft version ed.) Bangalore: International Energy Initiative 14 Von Enden, Jan C ; Calvert, Ken C (2002a) Review of Coffee Waste Water Characteristics and Approaches to Treatment GTZ-PPP Project "Improvement of coffee quality and sustainability of coffee production in Vietnam" 15 Pandey A, Soccol CR, Nigam P, Brand D, Mohan R, Roussos S (2000) Biotechnological potential of coffee pulp and coffee husk for bioprocesses Biochem Eng J 6: 153–162 16 J Pohlan Ỉ M Sokolov, (2007) Heavy Metals in Wet Method Coffee Processing Wastewater in Soconusco, Chiapas, Mexico, Bull Environ Contam Toxicol 78:400–404 17 O’Neill A, Foy RH, Phillips DH (2011) Phosphorus retention in a constructed wetland system used to treat dairy wastewater Bioresour Technol 102: 5024– 5031; 18 Abebe Beyene & Yared Kassahun, (2012) The impact of traditional coffee processing on river water quality in Ethiopia and the urgency of adopting sound environmental practices, Environ Monit Assess 184:7053–7063; 19 Dadi, D., et al., (2017) Assessment of the effluent quality of wet coffee processing wastewater and its influence on downstream water quality Ecohydrol Hydrobiol; 20 Pujola D, Liua C, Gominhoc J, Olivellab MÀ, Fiola N, Villaescusaa I, Pereirac H (2013) The chemical composition of exhausted coffee waste Ind Crop Prod 50: 423–429 21 Charles W Trigg, (1996) The chemistry of the coffee bean, Industrial Fellow of the Mellon Institute of Industrial Research, Pittsburgh, 1916–1920 123 22 Roussos, S., Angeles Aquiáhuatl, M., Refugio Trejo-Hernández, M., (1995) Gaime Perraud, I., Favela, E., Ramakrishna, M., Raimbault, M., ViniegraGonzález, G 23 Fan, L., Soccol, A.T., Pandey, A., Soccol, C.R., (2003) Cultivation of Pleurotus mushrooms on Brazilian coffee husk and effects of caffeine and tannic acid Micología Aplicada Internacional 15 (1), 15–21; 24 Murthy, P.S., Naidu, M.M., (2012c) Sustainable management of coffee industry by-products and value addition—a review Res Conserv Recycl 66, 45–58 25 Fernandes, A.S., Mello, F.V.C., Thode Filho, S., Carpes, R.M., Honório, J.G., Marques, M.R.C., Felzenszwalb, I., Ferraz, E.R.A., (2017) Impacts of discarded coffee waste on human and environmental health Ecotoxicol Environ Saf 141, 30–36 26 Sledz, W., Los, E., Paczek, A., Rischka, J., Motyka, A., Zoledowska, S., Piosik, J., Lojkowska, E., (2015) Antibacterial activity of caffeine against plant pathogenic bacteria Acta Biochim Pol 62 (3), 605 27 Koyunluoglu, S., Arslan-Alaton, I., Eremektar, G., Germirli-Babuna, F., (2006) Pre-ozonation of commercial textile tannins: effects on biodegradability and toxicity J Environ Sci Health Part A 41 (9), 1873–1886 28 Enden VJC, Calvert KC (2002a) Limit Environmental Damage By Basic Knowledge of Coffee Waste Waters GTZ-PPP Project Improvement of coffee quality and sustainability of coffee production in Vietnam 29 Narasimha Murthy KV, Antonette D’Sa, Gaurav Kapur (2004) An effluenttreatment-cum-electricity generation optionat coffeee states: isit financially feasible? Draft version, International Energy Initiative, Bangalore 30 Selvamurugan M, Doraisamy P, Maheswari M, Nandakumar NB (2009) High rateanaerobic treatment of coffee processing waste water using upflow anaerobic hybrid reactor IJEHSE 7(2): 129–136 124 31 Lin S H, Lin C M, (1993) Treatment of textile waste effluents by ozonotion and chemical coagulation[J] Wat Res, 27: 1743– 1948; 32 Domenech X, Jardim WF, Litter M (2001) Elimination of pollutants by heterogeneousphotocatalysis Latin-americancooperationCYTED Sci & Tech for the Development, Buenos Aires, Argentina, Chapter 1, 15 33 Zayas Perez Teresa, GEISSLER Gunther, HERNANDEZ Fernando (2007), Chemical oxygen demand reduction in coffee wastewater through chemical flocculation and advanced oxidation processes, Journal of Environmental Sciences 19, 300–305; 34 Murthy P S., Naidu M (2012) Sustainable management of coffee industry byproducts and value addition – a review Resour Conserv Recycl; 66: 45–58 35 Văn Hữu Tập (2015) Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu – vi sinh từ bã cà phê, Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên 36 Adams M, Ghaly AE (2007) Maximizing sustainability of the Costa Rican cofee industry J Clean Prod 15:1716–1729; 37 Mai Thanh Phong, nghiên cứu chế tạo hệ thống thiết bị sấy cà phê lượng mặt trời biomass, 2012 38 Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan, (2006) “Công nghệ xử lý khí thải” Đại học Quốc gia Hà Nội 39 Sở Tài nguyên Môi trường, Kết luận kiểm tra số sở chế biến cà phê địa bàn tỉnh Sơn La 40 Cục thống kê tỉnh Sơn La: Niêm giám thống kê năm 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 41 Treatment, Disposal and Reuse, rd edition, Metcalf & Eddy, Inc., (1993) Waste water Engineering ... NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN... Nghiên cứu đánh giá trạng đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường sở chế biến cà phê địa bàn thành phố Sơn La làm luận văn nhằm đánh giá trạng quản lý tình trạng nhiễm mơi trường hoạt động chế biến. .. Nghiên cứu đánh giá trạng đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường sở chế biến cà phê địa bàn thành phố Sơn La làm luận văn nhằm đánh giá trạng quản lý tình trạng nhiễm mơi trường hoạt động chế biến cà